Международная команда ученых проанализировала почти 27 500 получасовых записей волновых состояний, собранных с 2003 по 2020 год на нефтяной платформе Экофиск в центральной части Северного моря. Работа опубликована в журнале Nature Scientific Reports.
Почему возникают гигантские волны-убийцы в мировом океане
Международная команда ученых проанализировала 18 лет данных с нефтяной платформы в Северном море и выяснила, что гигантские волны-убийцы возникают по простому физическому закону, но условия возникновения таких волн возникают очень редко.
В северной части Тихого океана зафиксирована волна высотой 17,6 метра. AP
Волны-убийцы, достигающие высоты 20 метров и превышающие окружающие волны в десятки раз, долгое время считались морскими легендами. Но появлялись все новые и новые свидетельства. Появление волн регистрировали моряки, видели рабочие на нефтяных и газовых платформах. Эти гигантские одиночные волны появляются внезапно в открытом океане и исчезают менее чем за минуту, представляя серьезную опасность для кораблей и морских сооружений.
Комплекс платформ на нефтяном месторождении Экофиск в Северном море.
До последнего времени основной теорией возникновения гигантских волн была теорию модуляционной неустойчивости. Но она объясняла образование аномальных волн только в узких каналах, а такие волны возникают и в открытом океане, где никаких каналов нет.
Как возникают волны-убийцы
Волна высотой 18,3 метра у берегов Чарльстона, штат Южная Каролина. В это время ветер был слабым — 15 узлов. Волна удалялась от корабля, врезавшись в него за мгновение до того, как была сделана эта фотография.
Соавтор работы океанограф Франческо Феделе объясняет, что волны-убийцы формируются через процесс конструктивной интерференции: множество обычных волн случайно выстраиваются в линию и объединяются в одну массивную волну. Этот эффект усиливается естественной асимметрией морских волн: их гребни обычно острее и круче впадин. Такое выстраивание волн «по линеечке» — событие редкое, но оно случается в мировом океане, где постоянно колеблются миллиарды волн.
Влияние асимметрии связанных волн на гигантские волны в Северном море.
Процесс следует квазидетерминистическому паттерну: это повторяющаяся структура, но ее регулярность нарушается случайным образом. В идеальном океане такие волны могли бы достигать бесконечной высоты, но в реальных условиях, когда энергия превышает критическую точку, гребень волны обрушивается и превращается в пену.
Понимание механизма образования аномальных волн поможет инженерам создавать более безопасные корабли и морские платформы, и лучше прогнозировать риски мореплавания.