Существуют ли волны-убийцы?

В ноябре 2020 года учёные зарегистрировали самую высокую морскую волну за всю историю наблюдений. Но исследование, подтверждающее этот факт, было опубликовано только в этом году. Волна, которая произвела фурор в научном сообществе, имела высоту 58 футов (почти 17,7 метра).

Рекордную волну зафиксировали у западного берега канадского острова Ванкувер. Её измерили с помощью специального сенсорного буя — он является частью сети, состоящей из 26 подобных устройств, установленных на побережьях океана по всей Северной Америке. По словам исследователей, волна превышала высоту четырёхэтажного здания. Характеризуя её размеры, они говорят, что она была в три раза выше, чем любая другая рядом с ней. «Такие волны выглядят как большая глыба, торчащая из воды с высокой вершиной и огромными впадинами перед ней», — сказал Скотт Битти, генеральный директор компании, управляющей сетью буёв. А ведущий автор исследования, сотрудник Университета Виктории Йоханнес Геммрих заявил, что подобные события происходят раз в 1300 лет.

Статья по теме

Загадка пластика. Учёные не знают, куда исчезает этот вид мусора в океане

Экстремально высокие волны, называемые также волнами-изгоями, волнами-убийцами и даже волнами-уродами, были признаны наукой как явление не так давно, только в последние несколько десятилетий. А до этого на протяжении сотен лет они были частью морского фольклора. Волны-убийцы непредсказуемы: обычно они приходят неожиданно, возникая словно из ниоткуда.

О том, что это за феномен и в чём его причина, АиФ.ru спросил у руководителя лаборатории геофизических пограничных слоёв Санкт-Петербургского филиала Института океанологии РАН, доктора географических наук Алексея Зимина:

«Экстремальные волны (девятый вал, волны-убийцы, freak waves, cape rollers и т. д.) — это одиночные, случайно появляющиеся крутые волны, амплитуда которых в разы превышает средние наблюдаемые значения. Довольно долго их существование вызывало дискуссию среди учёных, несмотря на значительное число происшествий, к которым они приводили, и множество случайных наблюдателей. Но когда были получены результаты отдельных контактных наблюдений экстремальных волн и выявлено их широкое распространение в Мировом океане по данным дистанционного зондирования Земли из космоса, факт их существования был признан. 

Статья по теме

То летучие мыши, то планктон. В океане обнаружены тысячи новых вирусов

Сейчас данный класс волн активно изучается, цели — конкретизировать их геометрические и динамические параметры, выявить районы частой встречаемости и разработать методы прогноза. Основная роль здесь принадлежит моделям, которые разрабатываются с помощью геофизической гидродинамики. Они позволяют понять механизмы зарождения и развития экстремальных волн, обобщить результаты глобальных спутниковых наблюдений.

Первыми были предложены линейные модели, связанные с процессами различного рода фокусировки (пространственной или связанной с характеристиками среды, в которой распространяются колебания) волновой энергии. Для возникновения экстремальной волны из группы обычных морских волн в этом случае требуется или взаимодействие разноприродных волн, двигающихся в одном направлении, или взаимодействие волн из разных источников. Другие благоприятные условия — наличие переменных вынуждающих сил или специфических условий распространения (это может быть сильное течение, переменная глубина, неоднородный ветер). 

Но часто бывает так, что наблюдаемые экстремальные волны обладают большими амплитудами, чем должны обладать, исходя из линейных моделей. Это связано с тем, что экстремальным волнам свойственна нелинейная динамика. И чем она интенсивнее, тем значительнее это влияние. Скорость распространения волн становится функцией их амплитуды, что способствует более эффективному взаимодействию отдельных волн. Сейчас это направление интенсивно развивается. Например, показано, что в результате развития модуляционной неустойчивости волны могут «вырастать» более чем в 7 раз!

Обобщение результатов длительных наблюдений и использование статистических моделей позволяет определить те области Мирового океана, где аномально высокие волны наиболее вероятны. Это весьма важно для решения практических задач».

Статья по теме

Письмо с края света. Записки полярника с земли, севернее которой нет

Вред от волн-убийц очевиден. Они несут угрозу морским судам, их экипажам и пассажирам, а также жителям прибрежных территорий. Предполагается, что именно экстремальные волны причастны к исчезновению многих кораблей в прошлом. У экипажей просто нет времени отреагировать на них, чтобы изменить курс и избежать опрокидывания.