Хвилі-вбивці

Хвилі-вбивці (Блукаючі хвилі, хвилі-монстри, біла хвиля, (англ. rogue wave — хвиля-розбійник) — гігантські поодинокі хвилі висотою 20-30 м (іноді більше), що виникають в океані і володіють нехарактерною для морських хвиль поведінкою. Довгий час існування цих хвиль ставилося під сумнів, так як повідомлення про них існували лише у вигляді свідчень очевидців. Вперше хвиля-вбивця була зафіксована вимірювальним приладом 1 січня 1995 року на нафтовій платформі «Дропнер» у Північному морі біля берегів Норвегії, і здобула назву«хвиля Дропнера».

Хвиля-вбивця насувається на судно. Приблизно 1940-і роки.

Загальна характеристика

Справжні «хвилі-вбивці» являють небезпеку для суден і морських споруд. Конструкції судна, що зустрівся з такою хвилею, можуть не витримати величезного тиску води (до 980 кПА, 9,7 атм), і судно затоне за лічені хвилини.

Важлива обставина, яка дозволяє виділити феномен хвиль-вбивць в окрему наукову і практичну тему, і відокремити від інших явищ, пов'язаних з хвилями аномально великої амплітуди (наприклад, цунамі) — поява «хвиль-убивць» з нізвідки. На відміну від цунамі, що виникають в результаті підводних землетрусів або зсувів і набирають велику висоту лише на мілководді, поява «хвиль-убивць» не пов'язана з катастрофічними геофізичними подіями. Ці хвилі можуть з'являтися при малих вітрах і відносно слабкому хвилюванні, що призводить до ідеї про те, що саме явище «хвиль-убивць» пов'язано з особливостями динаміки самих морських хвиль і їх трансформації при розповсюдженні в океані.

Довгий час блукаючі хвилі вважалися вигадкою, бо вони не вкладалися в жодну математичну модель виникнення та поведінки морських хвиль (з точки зору класичної океанології, хвилі заввишки більше 20,7 метрів існувати в океанах Землі не можуть), а також не знаходилося достатньої кількості достовірних свідчень. Проте, останні дослідження в рамках проекту MaxWave («Максимальна хвиля»), який передбачав моніторинг поверхні світового океану за допомогою радарних супутників ERS-1 і ERS-2 Європейського космічного агентства (ESA), зафіксували за три тижні по всій земній кулі більше 10 одиночних гігантських хвиль, висота яких перевищувала 25 метрів. Ці дослідження змушують по-новому розглянути причини загибелі за минулі два десятиліття суден такого розміру, як контейнеровози і супертанкери, включивши в число можливих причин і хвилі-вбивці.

Новий проект отримав назву Wave Atlas (Атлас хвиль) і передбачає складання всесвітнього атласу спостереження хвиль-убивць і статистичну його обробку.

Причини виникнення

Можливо, причиною виникнення гігантських хвиль одиночних є рух з деякою певною швидкістю фронту високого атмосферного тиску в напрямку зони низького тиску (розширення зони високого тиску), як це описується в роботі Шумілова В. Н.[1]. При такому «наступі» фронту високого тиску виникає явище, майже аналогічне нагону води на мілководну східну частину Балтійського моря, коли рівень води в Неві в Санкт-Петербурзі піднімається на кілька метрів.

Іншою можливою причиною називаються інтерференційні максимуми при накладенні хвиль різної спрямованості, що поширюються в водної товщі. Найвірогіднішими зонами утворення хвиль в цьому випадку називаються зони морських течій, бо в них хвилювання, викликані неоднорідністю течії і нерівностями дна, найбільш постійні і інтенсивні.

Ще однією причиною виникнення таких хвиль може бути різниця в енергетичних потенціалах різних шарів води, яка за певних обставин «розряджається», як в атмосфері під час грози або смерчу. Верхній шар води, насичуючись киснем накопичує позитивний електричний-потенціал, а глибинні шари, що містять в собі розчинений метан, низьковалентні оксиди заліза, марганцю і т. д., негативний, при певних умовах ця енергія може викликати збурення і рух великих мас води. Корабель, підводний човен, який-небудь предмет, удар блискавки, сплеск або ще щось, може просто замкнути контакти у схемі й запустити «хвильовий двигун» і він зможе працювати як «на всмоктування» з всмоктуючою воронкою, так і на виштовхування маси води на поверхню.

Цікаво, що такі хвилі можуть бути як гребенями, так і западинами, що підтверджується очевидцями. Подальше дослідження привертає ефекти нелінійності в вітрових хвилях, здатні приводити до утворення невеликих груп хвиль (пакетів) або окремих хвиль (Солітонів), здатних проходити великі відстані без значної зміни своєї структури. Подібні пакети також неодноразово спостерігалися на практиці. Характерними особливостями таких груп хвиль, що підтверджують цю теорію, є те, що вони рухаються незалежно від іншого хвилювання і мають невелику ширину (менше 1 км), причому висоти різко спадають по краях.

Чисельне моделювання хвиль-убивць
Чисельне моделювання хвилі-вбивці

Пряме моделювання хвиль-вбивць було зроблено в роботах В. Є. Захарова, В. І. Дьяченко, Р. В. Шамина.[2] Використовуючи особливий вид рівнянь, вдалося проводити обчислення з великою точністю і на великих часових інтервалах. В ході численних експериментів були отримані характерні профілі для хвиль-вбивць, добре узгоджуються з експериментальними даними.

У ході великої серії обчислювальних експериментів з моделювання динаміки поверхневих хвиль ідеальної рідини, що мають характерні для океану фізичні параметри були побудовані емпіричні функції частот виникнення хвиль-вбивць в залежності від крутизни (~ енергії) і дисперсії початкових даних.

Відомі випадки
  • У квітні 1966 року в середній Атлантиці італійський трансатлантичний лайнер Michelangelo піддався удару білої хвилі, двох пасажирів змило в море, 50 поранено. Корабель отримав серйозні пошкодження носової частини і одного з бортів.

Хвилі-вбивці в мистецтві
  • У фільмі «Посейдон» 2006 року, жертвою хвилі-вбивці став пасажирський лайнер «Посейдон», що йде в Атлантичному океані в новорічну ніч. Хвилею корабель перевернуло кілем вгору, і через кілька годин він затонув.
  • Фільм Рідлі Скотта «Білий Шквал» розповідає про загибель навчального судна від раптового шквалу з подальшим виникненням величезної хвилі.
  • «Ідеальний шторм» — пригодницька драма, заснована на реальних подіях, що сталися під час урагану «Грейс» на узбережжі Америки.

Див. також

Джерела
  1. Шумілов В. Н. ' 'Орбітальний моніторинг цунамі. Частина 1 Архівовано 27 лютого 2009 у Wayback Machine.
  2. Р. В. Шамин. О существовании гладких решений уравнений Дьяченко, описывающих неустановившиеся течения идеальной жидкости со свободной поверхностью. Доклады Российской академии наук. 2006.
  3. КП: Звідки беруться хвилі-вбивці?

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.