Названия волн в океане. Почему они появляются

Заголовок звучит так, будто речь пойдет об очередном антинаучном исследовании, которыми так любят оперировать желтые газеты. Человек с Марса, построенные инопланетянами пирамиды, волны-убийцы - казалось бы, вполне логичный ряд. На самом же деле, это действительно научный термин, который обозначает блуждающие по океану невероятно огромные волны, которые способны поглотить практически любой корабль. В отличие от вполне предсказуемого цунами или шторма, блуждающая волна появляется совершенно внезапно, вырастая на пути гигантским валом, готовым поглотить все живое на своем пути. Как известно, у страха глаза велики. Поэтому долгое время существование волн-убийц считалось морской байкой и даже мифом. Но это было ровно до тех пор, пока кто-то из экипажа корабля, на пути которого встала очередная волна, не заснял это чудовище на видео. Что интересно, амплитуда возникновения волн почти не зависит от величины водоема и погоды. Мы собрали воедино все, что нам на данный момент известно о явлении, которого опасаются все моряки, выходящие в открытый океан.

Гигантская одиночная волна, совершенно непредсказуемо появляющаяся на просторах океана, долгое время считалась досужей выдумкой легких на пугающие рассказы моряков. И только в прошлом веке ученые и в самом деле получили задокументированные доказательства существования этого феномена. Волна-убийца может достигать до 30 метров - это, на минуточку, высота четырнадцатиэтажного дома. Самое странное, что они появляются практически внезапно – исследователям до сих пор не удается составить никакого, даже приблизительного алгоритма их появления. Следовательно, опасности подвергнуться «нападению» такого гигантского монстра, подвергается чуть ли не каждое вышедшее в открытое море судно.

Никто так до конца и не разобрался в точных причинах возникновения этого опасного феномена. Вернее, существует так много факторов, которые вполне могут способствовать формированию волны-убийцы, что просто невозможно привести их к общему знаменателю. К примеру, обычные волны могут двигаться навстречу затормаживающему их в одной точке течению, объединяться и превращаться в одну гигантскую волну. Способствует этому и мелководье, где волны взаимодействуют друг с другом, дном и течением одновременно. Поэтому становится невозможным и своевременное предсказание появления волны-убийцы, а значит - защититься от них заранее тоже не представляется реальным.

Очень долгое время гигантские блуждающие волны-убийцы считались досужим вымыслом. И это совершенно понятно - вы только прочтите название еще раз! К тому же существовавшая математическая модель появления морских волн просто не допускала существования внезапно возникающей стены воды высотой более двадцати метров. Но 1 января 1995 года математикам пришлось разрабатывать аналитическую систему заново: появившаяся у нефтяной платформы «Дропнер» волна превышала 25 метров. Миф оказался правдой, а моряки долгое время не знали, радоваться ли им подтвержденной байке, или начинать бояться уже вполне реальных волн-убийц.

Появление волны Дропнера инициировала разработку нового исследовательского проекта, направленного на изучение феномена. Ученые проекта MaxWave начали использовать радарные спутники для мониторинга всей поверхности мирового океана. Меньше чем за месяц исследователи обнаружили десяток волн, превышающих 25 метров.

Еще один громкий заголовок, и опять - совершенно оправданный. Так называемый «Каталог волн-убийц» составила известный океанолог Ирина Диденкулова. Она решила собрать абсолютно всю доступную информацию не только из официальных источников, но и с навигационных сайтов, данных СМИ и даже роликов на YouTube. В результате получилась очень ровная и грамотная статистическая картина возникновения этих страшных волн. Не все ученые готовы рассматривать «каталог смерти» как серьезное научное исследование, однако приведенные здесь данные действительно позволяют привести феномен к общему знаменателю.

Океанологи были уверены, что гигантские волны-убийцы могут возникать только в Мировом океане. До того момента, как подтвердились данные о крушении военного корабля «Эдмунд Фицжеральд», произошедшем на озере Супериор, Сша. Как выяснилось, на этом озере местные жители уже много лет наблюдают удивительный феномен: несколько раз в год поверхность воды рождает три идущие друг за другом огромные волны, высотой около 25 метров каждая. Они получили название «Три сестры».

Несвоевременная фиксация страшного и крайне необычного явления волн-убийц привела к тому, что пропажа и гибель многих кораблей так и осталась неразгаданной. Но сейчас, когда принципиальное существование такого явления научно доказано, исследователи могут составить список самых страшных катастроф, произошедших по их вине. В последнее десятилетие случилось несколько опасных столкновений с волнами-убийцами: лайнер «Норвежская заря» повстречал сразу три 24-метровые волны, но остался на плаву. В 2001 двум кораблям (лайнер «Бремен» и научное судно «Звезда Каледонии») повезло меньше: с бортов обоих кораблей пропало несколько членов экипажа.

За тысячи лет мореплавания люди научились бороться с опасностями водной стихии. Лоции указывают безопасный путь, синоптики предупреждают о штормах, спутники наблюдают за айсбергами и другими опасными объектами. Однако до сих пор непонятно, как уберечься от тридцатиметровой волны, которая неожиданно возникает без видимых причин. Еще пятнадцать лет назад загадочные волны-убийцы считались выдумкой.

Иногда появление гигантских волн на поверхности океана вполне понятно и ожидаемо, но иногда они — настоящая загадка. Зачастую такая волна - смертный приговор для любого судна. Имя этим загадкам - волны-убийцы.

Вряд ли вы найдете моряка, который не прошел бы крещение штормом. Поскольку, перефразируя известную поговорку, бури бояться — в море не выходить. С самой зари мореплавания шторм был лучшим экзаменом и на мужество, и на профессионализм. И если любимая тема воспоминаний ветеранов войн — былые сражения, то «морские волки» непременно расскажут вам о свистящем ветре, срывающем радиоантенны и радары, и огромных ревущих волнах, едва не поглотивших их корабль. Который, возможно, был «самым-самым».

Но уже 200 лет назад возникла необходимость уточнить силу шторма. Поэтому в 1806 году ирландским гидрографом и адмиралом британского флота Френсисом Бофортом (Francis Beaufort, 1774-1875) была введена специальная шкала, по которой погода на море классифицировалась в зависимости от степени воздействия ветра на водную поверхность. Она была разбита на тринадцать ступеней: от нуля (полный штиль) до 12 баллов (ураган). В ХХ веке, с некоторыми изменениями (в 1946 году она была 17-бальная), её принял Международный метеорологический комитет — в том числе и для классификации ветров на суше. С тех пор перед моряком, прошедшим 12-бальное «волнение», невольно снимали шляпы — поскольку были хотя бы наслышаны, что это такое: вздымающиеся огромные валы, вершины которых ураганный ветер раздувает в сплошные тучи брызг и пены.

Однако для страшного явления, которое регулярно обрушивается на Юго-Восточную оконечность Североамериканского континента, в 1920 году пришлось придумать новую шкалу. Это пятибалльная шкала ураганов Саффира-Симпсона, которая оценивает не столько саму мощь стихии, сколько разрушения, которые она производит.

Согласно этой шкале, ураган первой категории (скорость ветра 119-153 км/ч) ломает ветки деревьев и наносит некоторые повреждения небольшим судам у причала. Ураган третьей категории (179-209 км/ч) валит деревья, срывает крыши и разрушает легкие сборные дома, затапливает береговую линию. Самый страшный ураган пятой категории (более 255 км/ч) разрушает большую часть зданий и вызывает серьезные наводнения — гоня на сушу большие массы воды. Именно таким был печально известный ураган «Катрина», который в 2005 году обрушился на Новый Орлеан.

Карибское море, где в ежегодно в период с 1 июня по 30 ноября проносятся до десяти формирующихся в Атлантике ураганов, издавна считалось одним из опаснейших районов для мореплавания. Да и жить на островах этого бассейна отнюдь не безопасно — особенно в такой бедной стране, как Гаити — где нет ни нормальной службы предупреждения, ни возможности эвакуироваться с опасного побережья. В 2004 году во время урагана «Дженни» там погибли 1316 человек. Ревущий как эскадрилия реактивных самолетов ветер сдувал ветхие хижины вместе с их жильцами, обрушивал на головы людей пальмы. А с моря на них накатывались пенящиеся валы.

Можно только представить себе, что испытывает команда корабля, попавшего в «самое пекло» такого урагана. Однако случается, что корабли гибнут вовсе не во время шторма.

В апреле 2005 года круизный лайнер «Norwegian Dawn», покинув сказочные Багамские острова, направлялся в гавань Нью-Йорка. Море слегка штормило, однако огромный 300-метровый корабль мог себе позволить просто не замечать такое волнение. Две с половиной тысячи пассажиров весело оттягивались в ресторанах, гуляли по палубам и фотографировались на память.

Внезапно лайнер резко накренился, а в следующие секунды гигантская волна обрушилась на его борт, выбивая иллюминаторы кают. Она пронеслась через корабль, сметая на своем пути шезлонги, переворачивая шлюпки и установленные на 12-й палубе джакузи, сбивая с ног пассажиров и матросов.

«Это был настоящий ад, — рассказывал Джеймс Фрэйли, один из пассажиров, отмечавший на лайнере медовый месяц со своей женой. — Потоки воды перекатывались через палубы. Мы принялись звонить родным и близким, чтобы попрощаться, решив, что корабль гибнет».

Так «Norwegian Dawn» столкнулся с одной из самых загадочных и ужасных океанских аномалий — гигантской волной-убийцей. На Западе они получили различные названия: freak, rogue, rabid-dog, giant waves, cape rollers, steep wave events и пр.

Кораблю очень повезло — он отделался лишь небольшими повреждениями корпуса, смытым за борт имуществом да ранеными пассажирами. Но волна, внезапно обрушившаяся на него, не зря получила свое зловещее прозвище. Лайнер вполне могла постигнуть судьба голливудского «Посейдона» — перевернувшегося вверх дном в одноименном фильме. Или, что ещё хуже — просто переломиться пополам и утонуть, став вторым «Титаником».

Ещё в 1840 году во время своей экспедиции французский мореплаватель Дюмон Дюрвиль (Jules Sebastien Cesar Dumont d’Urville, 1792-1842) наблюдал гигантскую волну высотой около 35 м. Но его сообщение на заседании Французского географического общества вызвало лишь иронический смех. Никто из ученых мужей не мог поверить в то, что такие волны могут существовать.

Всерьез за изучение этого явления взялись только после того, как в 1980 году у берегов Японии пошел на дно английский сухогруз «Дербишир» (Derbyshire). Как показало обследование, судно длиной почти 300 метров погубила гигантская волна, которая пробила главный грузовой люк и залила трюм. Погибли 44 человека. В том же году к востоку от побережья ЮАР с волной-убийцей столкнулся нефтяной танкер «Эссо Лангедок» (Esso Languedoc).

«Штормило, но несильно, — приводил рассказ старшего помощника капитана Филиппа Лижура (Philippe Lijour) английский журнал New Scientist, — Вдруг со стороны кормы появилась огромная волна, во много раз выше всех остальных. Она накрыла все судно, под водой скрылись даже мачты».

Пока вода прокатывалась по палубе, Филипп успел схватить сфотографировать её. По его оценке, вал взметнулся не менее чем на 30 метров. Танкеру повезло — он остался на плаву. Однако эти два случая стали последней каплей, заставившие запаниковать компании, занимающиеся экспортом-импортом сырья. Ведь считалось, что перевозить его на гигантских судах не только экономически выгодней, но и безопасней — мол, таким кораблям, которым «море по колено», не страшен никакой шторм.

Увы! Только в период с 1969 по 1994 годы в Тихом и Атлантическом океанах при встрече с подобными волнами затонули или получили серьезные повреждения двадцать два супертанкера — при этом погибли пятьсот двадцать пять человек. Ещё двенадцать подобных трагедий за это время произошло в Индийском океане. Страдают от них и морские нефтяные платформы. Так, 15 февраля 1982 года волна-убийца перевернула буровую вышку компании «Mobil Oil» в районе Ньюфаундлендской банки, унеся жизни восьмидесяти четырех рабочих.

Но ещё большее количество мелких судов (траулеры, прогулочные яхты) при встрече с волнами-убийцами просто исчезают без следа, даже не успев послать сигнал бедствия. Гигантские водные валы высотой с пятнадцатиэтажный дом сминали или разбивали суденышки. Не спасало и мастерство рулевых: если кому-то удавалось успеть развернуться носом к волне, то его участь была такой же, как и у несчастных рыбаков в фильме «Идеальный шторм»: кораблик, пытаясь взобраться на гребень, становился в вертикальное положение — и срывался вниз, падая в пучину килем кверху.

Обычно волны-убийцы возникают во время шторма. Это тот самый «девятый вал», которого так страшатся моряки — но столкнуться с ним, к счастью, случается не всем. Если высота обычных штормовых гребней в среднем составляет 4-6 метров (10-15 при урагане), то внезапно возникающая среди них волна может достигать высоты 25-30 метров.

Однако более редкие, и гораздо более опасные волны-убийцы появляются при довольно спокойной погоде — и иначе, как аномалией, это не называют. Сначала их пытались обосновать столкновением морских течений: наиболее часто такие волны появляются у мыса Доброй Надежды (южная оконечность Африки), где соединяются теплые и холодные потоки. Именно там порою возникают т.н. «три сестры» — следующие одна за другой три гигантские волны, поднявшись на которые, переламываются под собственным весом супертанкеры.

Но сообщения о смертоносных валах поступали и из других уголков планеты. В том числе их видели на Черном море — «всего» десятиметровой высоты, но этого было достаточно, чтобы перевернуть несколько небольших траулеров. В 2006 году такая волна обрушилась на британский паром «Понт-Авен» (Pont-Aven), следовавший по проливу Па-де-Кале. Она разбила окна на высоте шестой палубы, причинив ранения нескольким пассажирам.

Что побуждает морскую гладь внезапно взметнуться гигантским валом? И серьезные ученые, и теоретики-любители вырабатывают самые разные гипотезы. Волны фиксируют спутниками из космоса, создаются их модели в исследовательских бассейнах, однако до сих пор не могут пояснить причины всех случаев возникновения волн-убийц.

Зато давно установлены и изучены причины, вызывающие самые страшные и разрушительные морские волны — цунами.

Приморские курорты не всегда бывают райским уголком планеты. Иногда они становятся настоящим адом — когда на них неожиданно, в ясную и солнечную погоду, обрушиваются гигантские водные валы, смывая на своем пути целые города.

…Эти кадры обошли весь мир: ничего не подозревающие туристы, которые из любопытства вышли на дно внезапно отхлынувшего моря — подобрать несколько ракушек и морских звезд. И вдруг они замечают, как на горизонте возникает стремительно приближающаяся волна. Бедняги пытаются убежать, но мутный бурлящий поток настигает и захватывает их, а затем несется к белеющим на побережье домам…

Катастрофа, разразившаяся 26 декабря 2004 года в Юго-Восточной Азии, потрясла человечество. Гигантская волна сметала все на своем пути, расходясь по Индийскому океану. Пострадали Суматра и Ява, Шри-Ланка, Индия и Бангладеш, Таиланд, волна дошла даже до восточного побережья Африки. Андаманские острова на несколько часов ушли под воду — и местные аборигены чудом выжили, спасаясь на верхушках деревьев. В результате катастрофы погибли более 230 тысяч человек — на поиск и захоронение всех их ушло более месяца. Миллионы людей остались без крова и средств к существованию. Трагедия оказалось одной из самых масштабных и трагических природных катастроф в истории человечества.

«Высокая волна, входящая в гавань» — так с японского переводится слово «цунами». В 99% случаев цунами возникают в результате землетрясения океанского дна, когда оно резко опускается или поднимается. Всего на несколько метров, но на огромной площади — и этого достаточно, чтобы вызвать разбегающуюся от эпицентра по кругу волну. В открытом море её скорость достигает 800 км/ч, но заметить её практически невозможно, так как её высота составляет всего около одного, максимум двух метров — но при длине до нескольких километров. Корабль, под которым она пронесется, лишь слегка качнет — именно поэтому, получив предупреждение, суда стремятся покинуть порты и выйти как можно дальше в море.

Ситуация меняется, когда волна приближается к берегу, на мелководье (заходит в гавань). Её скорость и длина резко падают, зато вырастает высота — до семи, десяти и более метров (известны случаи 40-метровых цунами). Она врывается на сушу сплошной стеной и обладает огромной энергией — вот почему цунами столь разрушительны и могут пройти по земле несколько сот, а иногда и тысяч метров. Причем каждое цунами бьет дважды. Вначале — когда обрушивается на берег, затапливая его. А потом — когда вода начинает возвращаться в море, унося обратным потоком тех, кто выжил после первого удара.

В 1755 году вызванное разрушительным землетрясением цунами унесло жизни 40 тысяч португальцев. Грозный океанский вал обрушился на Японию 15 июня 1896 года: высота волны достигала 35 метров, тогда погибло 27 тысяч человек, а все прибрежные городки и деревни в 800 км полосе прекратили свое существование. В 1992 году от цунами погибли 2 000 жителей островов Индонезии.

Бывалые жители приморских городов и поселков сейсмически опасных районов знают: как только начинается землетрясение, а после него — внезапный и быстрый отлив, нужно бросать все и без оглядки бежать на возвышенность или вглубь суши. В ряде же регионов, регулярно страдающих от цунами (Япония, Сахалин, Гавайи), созданы специальные службы предупреждения. Они фиксируют землетрясение в океане и тут же дают пор всем СМИ и через уличные громкоговорители сигнал тревоги.

Но цунами могут вызываться не только землетрясениями. Взрыв в 1883 году вулкана Кракатау вызвал волну, которая обрушилась на острова Ява и Суматра, смыв более 5000 рыбацких суденышек, около 300 деревень и погубив более 36 000 людей. А в заливе Литуя (Аляска) цунами вызвал оползень, обрушивший в море склон горы. Волна распространилась на ограниченной территории, но зато её высота была грандиозной — свыше трехсот метров, при этом, обрушившись на противоположный берег, она слизнула кустарник на высоте 580 метров!

Однако и это не предел. Самые огромные и разрушительные волны рождаются при падении в океан больших метеоритов или астероидов. Правда, к счастью, это бывает крайне редко — раз в несколько миллионов лет. Но зато этот катаклизм принимает масштабы поистине всепланетного потопа. Например, германские ученые установили, что около 200 миллионов лет назад в Землю врезалось крупное космическое тело. Оно подняло цунами высотой свыше одного километра, которое ворвалось на материковые равнины, уничтожая все живое на своем пути.

Волны-убийцы не следует путать с цунами: цунами возникают в результате сейсмических явлений и набирают большую высоту лишь вблизи от берега, тогда как волны-убийцы могут появляться без известных причин, практически на любом участке моря, при слабом ветре и относительно небольшом волнении. Цунами опасны для береговых сооружений и судов, стоящих близко к берегу, в то время как волна-убийца может погубить любое судно или морское сооружение, которое ей подвернется.

Откуда же берутся эти монстры? До недавнего времени океанографы полагали, что они формируются в результате хорошо известных линейных процессов. Согласно бытующей теории большие волны просто являются продуктом интерференции, в рамках которой малые волны объединяются в одну большую.

В некоторых случаях именно так и происходит. Хорошим тому примером служат воды у мыса Игольного, самой южной точки африканского континента. Там стыкуются Атлантический и Индийский океаны. На суда, огибающие мыс, регулярно нападают огромные волны, которые образуются в результате столкновения быстрого Агульясова течения и ветров, дующих с юга. Движение воды замедляется, а волны начинают громоздиться друг на друга, образуя гигантские валы. Помимо этого суперволны часто можно встретить в Гольфстриме, в течении Куросио к югу от берегов Японии и в пользующихся мрачной славой водах у мыса Горн, где происходит то же самое — быстрые течения сталкиваются с противодействующими ветрами.

Однако механизм интерференции не подходит ко всем волнам-великанам. Во-первых, он никак не годится для того, чтобы обосновать появление гигантских волн в таких местах, как Северное море. Там быстрых течений нет и в помине.

Во-вторых, даже если интерференция имеет место, волны-гиганты не должны встречаться столь часто. Их абсолютное большинство должно тяготеть к средней высоте — одни чуть выше, другие чуть ниже. Исполины двойного размера должны появляться не чаще одного раза на протяжении человеческой жизни. Тем не менее на деле всё обстоит совсем по-другому. Наблюдения океанографов наводят на мысль, что большинство волн по размеру меньше среднего, а настоящие великаны встречаются гораздо чаще, чем мы думаем. Ортодоксальная океанография получает пробоину ниже ватерлинии.

Обычно волна-убийца описывается как быстро приближающаяся водяная стена огромной высоты. Перед ней движется впадина глубиной несколько метров - "дыра в море". Высота волны обычно указывается именно как расстояние от высшей точки гребня до низшей точки впадины. По внешнему виду "волны-убийцы" делятся на три основных типа: "белая стена", "три сестры" (группа из трех волн), одиночная волна ("одиночная башня").

Чтобы оценить, что они могут, достаточно взглянуть на фотографию "Уильстара" выше. Поверхность, на которую обрушивается такая волна, может испытывать давление до ста тонн на квадратный метр (около 980 килопаскалей). Типичная двенадцатиметровая волна угрожает лишь шестью тоннами на квадратный метр. Большинство современных судов может выдержать до 15 тонн на квадратный метр.

По наблюдениям Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), волны-убийцы бывают рассеивающиеся и нерассеивающиеся. Нерассеивающиеся могут проделать по морю довольно долгий путь: от шести до десяти миль. Если судно замечает волну издали, можно успеть принять какие-то меры. Рассеивающиеся же появляются буквально ниоткуда (видимо, такая волна атаковала "Таганрогский залив"), обрушиваются и исчезают.

По мнению некоторых экспертов, волны-убийцы опасны даже для низко летающих над морем вертолетов: в первую очередь, спасательных. Несмотря на кажущуюся маловероятность такого события, авторы гипотезы считают, что ее нельзя исключать и что как минимум два случая гибели спасательных вертолетов похожи на результат удара гигантской волны.

Ученые пытаются выяснить, как энергия в океане перераспределяется таким образом, что образование волн-убийц становится возможным. Поведение нелинейных систем, подобных морской поверхности, описать крайне сложно. Некоторые теории используют для описания возникновения волн нелинейное уравнение Шредингера. Некоторые пытаются применить существующие описания солитонов - одиночных волн необычной природы. В ходе последнего исследования на эту тему ученым удалось воспроизвести очень похожее явление в электромагнитных волнах, однако к практическим результатам это пока не привело.

Некоторые эмпирические данные о том, в каких условиях возникновение волн-убийц более вероятно, все же известны. Так, если ветер гонит волны против сильного течения, то это может привести к появлению высоких крутых волн. Этим печально известно, например, течение Игольного мыса (в котором пострадал "Уильстар"). Другими зонами повышенной опасности являются течение Куросио, Гольфстрим, Северное море и прилегающие районы.

Эксперты называют следующие предпосылки для возникновения волны-убийцы:

1. область пониженного давления;
2. ветер, дующий в одном направлении более 12 часов подряд;
3. волны, движущиеся с той же скоростью, что и область пониженного давления;
4. волны, движущиеся против сильного течения;
5. быстрые волны, догоняющие более медленные волны и сливающиеся с ними вместе.

Вздорный характер волн-убийц, однако, проявляется в том, что они могут возникать и тогда, когда перечисленные условия не выполняются. В этой непредсказуемости и заключается основная загадка для ученых и опасность для моряков.

Им удалось спастись

1943 год, Северная Атлантика. Круизный лайнер „Куин Элизабет“ попадает в глубокую ложбину и подвергается двум мощным волновым ударам подряд, которые наносят серьёзные повреждения на мостике — на высоте двадцать метров над ватерлинией.

1944 год. Индийский океан. Крейсер британских ВМС „Бирмингем“ проваливается в глубокую яму, после чего на его носовую часть обрушивается гигантская волна. Согласно записям командира корабля палуба, находящаяся на высоте восемнадцать метров от уровня моря, залита водой по колено.

1966 год, Северная Атлантика. На пути в Нью-Йорк итальянский пароход „Микеланджело“ получает удар от волны высотой восемнадцать метров. Вода врывается на мостик и в каюты первого класса, в результате чего гибнут два пассажира и один член экипажа.

1995 год, Северное море. Серьёзное повреждение от гигантской волны получает плавучая буровая установка „Веслефрикк Б“, принадлежащая компании Statoil. По свидетельству одного из членов экипажа, за несколько минут до удара он видел „стену воды“.

1995 год. Северная Атлантика. При переходе в Нью-Йорк круизный лайнер „Куин Элизабет-2“ попадает в ураган и принимает на носовую часть удар волны высотой двадцать девять метров. „Ощущение было такое, что мы врезаемся в Белые скалы Дувра“, — рассказывает капитан Рональд Уоррик.

1998 год, Северная Атлантика. Плавучая эксплуатационная платформа „Шихэллион“ компании ВР Amoco подвергается удару гигантской волны, которая разносит её баковую надстройку на высоте восемнадцать метров от уровня воды.

2000 год, Северная Атлантика. Приняв сигнал бедствия от яхты на расстоянии 600 миль от ирландского порта Корк, британский круизный лайнер „Ориана“ получает удар волны высотой двадцать один метр.

Волны-убийцы

Фотография большой волны, надвигающейся на торговое судно. Приблизительно 1940-е годы

Волны-убийцы (Блужда́ющие во́лны , волны-монстры , белая волна , англ. rogue wave - волна-разбойник, freak-wave - волна-придурок, отморозок; фр. onde scelerate - волна-злодейка, galejade - дурная шутка, розыгрыш) - гигантские одиночные волны, возникающие в океане , высотой 20-30 (а иногда и больше) метров, и обладающие нехарактерным для морских волн поведением. Настоящие «волны-убийцы», представляющие опасность для судов и морских сооружений: конструкции судна, встретившегося с такой волной, могут не выдержать громадного давления обрушившейся на него воды (до 980 кПА, 9,7 атм), и судно затонет за считанные минуты.

Важное обстоятельство, которое позволяет выделить феномен волн-убийц в отдельную научную и практическую тему, и отделить от других явлений, связанных с волнами аномально большой амплитуды (например, цунами), - появление «волн-убийц» из ниоткуда. В отличие от цунами , возникающих в результате подводных землетрясений или оползней и набирающими большую высоту лишь на мелководье, появление «волн-убийц» не связано с катастрофическими геофизическими событиями. Эти волны могут появляться при малых ветрах и относительно слабом волнении, что приводит к идее о том, что само явление «волн-убийц» связано с особенностями динамики самих морских волн и их трансформации при распространении в океане .

Долгое время блуждающие волны считались вымыслом, так как они не укладывались ни в одну математическую модель возникновения и поведения морских волн (с точки зрения классической океанологии, волны высотой более 20,7 метров существовать в океанах Земли не могут), а также не находилось достаточного количества достоверных свидетельств. Однако 1 января 1995 года на нефтяной платформе «Дропнер» в Северном море у побережья Норвегии была впервые приборно зафиксирована волна высотой в 25,6 метров, названная волной Дропнера . Дальнейшие исследования в рамках проекта MaxWave («Максимальная волна»), который предусматривал мониторинг поверхности мирового океана с помощью радарных спутников ERS-1 и ERS-2 Европейского космического агентства (ESA) , зафиксировали за три недели по всему земному шару более 10 одиночных гигантских волн, высота которых превышала 25 метров. Эти исследования заставляют по-новому рассмотреть причины гибели за прошлые два десятилетия судов такого размера, как контейнеровозы и супертанкеры , включив в число возможных причин и волны-убийцы.

Новый проект получил название Wave Atlas (Атлас волн) и предусматривает составление всемирного атласа наблюдавшихся волн-убийц и статистическую его обработку.

Причины возникновения

Возможно, причиной возникновения гигантских одиночных волн является движение с некоторой определенной скоростью фронта высокого атмосферного давления в направлении зоны низкого давления (расширение зоны высокого давления), как это описывается в работе Шумилова В. Н. . При таком «наступлении» фронта высокого давления возникает явление, почти аналогичное нагону воды на мелководную восточную часть Балтийского моря, когда уровень воды в Неве в Санкт-Петербурге поднимается на несколько метров.

Другой возможной причиной называются интерференционные максимумы при наложении распространяющихся в водной толще волн разной направленности. Наиболее вероятными зонами образования волн в этом случае называются зоны морских течений, так как в них волнения, вызванные неоднородностью течения и неровностями дна, наиболее постоянны и интенсивны.

Еще одной причиной возникновения таких волн может быть разница в энергетических потенциалах разных слоев воды, которая при определенных обстоятельствах «разряжается», как в атмосфере во время грозы или смерча. Верхний слой воды, насыщаясь кислородом, накапливает положительный электрический потенциал, а глубинные слои, содержащие в себе растворенный метан, низковалентные оксиды железа, марганца и т. д., отрицательный, при определенных условиях эта энергия может вызывать возмущения и движение больших масс воды. Корабль, подводная лодка, какой-нибудь предмет, удар молнии, всплеск или еще что-то, может просто замкнуть контакты в схеме и запустить «волновой двигатель», и он сможет работать как «на всасывание», со всасывающей воронкой, так и на выталкивание массы воды на поверхность.

Интересно, что такие волны могут быть как гребнями, так и впадинами, что подтверждается очевидцами. Дальнейшее исследование привлекает эффекты нелинейности в ветровых волнах, способные приводить к образованию небольших групп волн (пакетов) или отдельных волн (солитонов), способных проходить большие расстояния без значительного изменения своей структуры. Подобные пакеты также неоднократно наблюдались на практике. Характерными особенностями таких групп волн, подтверждающими данную теорию, является то, что они движутся независимо от прочего волнения и имеют небольшую ширину (менее 1 км), причем высоты резко спадают по краям.

Численное моделирование волн-убийц

Прямое моделирование волн-убийц было предпринято в работах В. Е. Захарова, В. И. Дьяченко, Р. В. Шамина. Численно решались уравнения, описывающие нестационарное течение идеальной жидкости со свободной поверхностью. Используя особый вид уравнений, удалось проводить вычисления с большой точностью и на больших временных интервалах. В ходе численных экспериментов были получены характерные профили для волн-убийц, хорошо согласующиеся с экспериментальными данными.

В ходе большой серии вычислительных экспериментов по моделированию динамики поверхностных волн идеальной жидкости, имеющих характерные для океана физические параметры, были построены эмпирические функции частот возникновения волн-убийц в зависимости от крутизны (~энергии) и дисперсии начальных данных.

Экспериментальное наблюдение

Одной из проблем в изучении волн-убийц является сложность их получения в лабораторных условиях. В основном исследователи вынуждены работать с данными, полученными при наблюдениях в естественных условиях, причём такие данные весьма ограничены в силу непредсказуемого характера возникновения волны-убийцы.

В 2010 году впервые экспериментально были получены солитоны-бризеры Перегрина, являющиеся, по мнению многих учёных, возможным прототипом волн-убийц. Эти солитоны, являющиеся частным решением нелинейного уравнения Шрёдингера , были получены для оптической системы , однако уже в 2011 году эти же солитоны были получены и для волн на воде . В 2012 году в ещё одном эксперименте учёным удалось экспериментально продемонстрировать генерацию солитона-бризера более высокого порядка, для которого амплитуда в пять раз превышает амплитуду фонового волнения .

Известные случаи

• В апреле 1966 года в средней Атлантике итальянский трансатлантический лайнер Michelangelo подвергся удару белой волны, двух пассажиров смыло в море, 50 ранено. Корабль получил серьёзные повреждения носовой части и одного из бортов.

• В сентябре 1995 года британский трансатлантический лайнер «Королева Элизабет 2 » в Северной Атлантике во время урагана Луиса попытался «оседлать» 29-метровую волну, появившуюся прямо по курсу.

Волны-убийцы в искусстве

• В фильме «Посейдон » 2006 года , жертвой волны-убийцы стал пассажирский лайнер «Посейдон», идущий в Атлантическом океане в новогоднюю ночь. Волной корабль перевернуло килем вверх, и через несколько часов он затонул.
• Фильм Ридли Скотта «Белый Шквал» рассказывает о гибели учебного судна от внезапного шквала с последующим возникновением огромной волны.
• «Идеальный шторм » - приключенческая драма, основанная на реальных событиях, которые произошли во время урагана «Грейс» на побережье Америки.

Примечания

Ссылки

• Пелиновский Е. Н., Слюняев А. В. «Фрики» - морские волны-убийцы // Природа, № 3, 2007.
• С.Бадулин, А.Иванов, А.Островский. Влияние гигантских волн на безопасность морской добычи и транспортировки углеводородов
• Куркин А. А., Пелиновский Е. Н. «Волны-убийцы: факты, теория и моделирование», Нижегород. гос. тех. ун-т. Н.Новгород, 2004.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Волны-убийцы" в других словарях:

Механика сплошных сред Сплошная среда Классическая механика … Википедия

Механика сплошных сред … Википедия

Волны убийцы (Блуждающие волны, волны монстры) гигантские одиночные волны высотой 20 30 (а иногда и больше) метров, возникающие в океане и обладающие нехарактерным для морских волн поведением. Не следует путать их с цунами, возникающими в… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Волна (значения). Волна изменение состояния среды или физического поля (возмущение), распространяющееся либо колеблющееся в пространстве и времени или в фазовом пространстве. Другими словами,… … Википедия

Волны-убийцы или Блуждающие волны, волны-монстры - гигантские одиночные волны высотой 20-30 метров, иногда и больше возникающие в океане и обладающие нехарактерным для морских волн поведением.
Волны убийцы имеют отличную от цунами природу возникновения и долгое время считались вымыслом.

Однако в рамках проекта MaxWave («Максимальная волна»), который предусматривал мониторинг поверхности мирового океана с помощью радарных спутников ERS-1 и ERS-2 Европейского космического агентства (ESA), зафиксировали за три недели по всему земному шару более 10 одиночных гигантских волн, высота которых превышала 25 метров.

Это заставило научную общественность пересмотреть свои взгляды, и несмотря на невозможность математического моделирования процесса возникновения таких волн, признать факт их существования.

1 Волнами-убийцами считаются волны, высота которых более чем в два раза превышает значимую высоту волн.

Значимая высота волн рассчитывается для заданного периода в заданном регионе. Для этого отбирается треть всех зафиксированных волн, имеющих наибольшую высоту, и находится их средняя высота.

2 Первым надежным инструментальным свидетельством появления волны-убийцы считаются показания приборов на нефтяной платформе «Дропнер», расположенной в Северном море.

Первого января 1995 года при значимой высоте волн 12 метров (что немало, но вполне обычно) вдруг возникла 26-метровая волна, обрушившаяся на платформу. Характер повреждений оборудования соответствовал указанной высоте волны.

3 Волны-убийцы могут появляться без известных причин при слабом ветре и относительно небольшом волнении, достигая 30 метровой высоты.

Это смертельная угроза даже для самых современных кораблей: поверхность, на которую обрушивается гигантская волна, может испытывать давление до 100 тонн на квадратный метр.

4 Наиболее вероятными зонами образования волн в этом случае называются зоны морских течений , так как в них волнения, вызванные неоднородностью течения и неровностями дна, наиболее постоянны и интенсивны. Интересно, что такие волны могут быть как гребнями, так и впадинами, что подтверждается очевидцами. Дальнейшее исследование привлекает эффекты нелинейности в ветровых волнах, способные приводить к образованию небольших групп волн (пакетов) или отдельных волн (солитонов), способных проходить большие расстояния без значительного изменения своей структуры. Подобные пакеты также неоднократно наблюдались на практике. Характерными особенностями таких групп волн, подтверждающими данную теорию, является то, что они движутся независимо от прочего волнения и имеют небольшую ширину (менее 1 км), причем высоты резко спадают по краям.

5 В 1974 году у побережья Южной Африки волна-убийца сильно повредила норвежский танкер «Уильстар» .

Некоторые ученые предполагают, что за период с 1968 по 1994 год волны-убийцы погубили 22 супертанкера (а погубить супертанкер очень непросто). Эксперты, однако, расходятся в оценках причин многих кораблекрушений: неизвестно, участвовали ли в них волны-убийцы.

6 В 1980 году с волной-убийцей столкнулся российский танкер «Таганрогский залив «. Описание из книги И. Лавренова. «Математическое моделирование ветровых волн в пространственно-неоднородном океане», цит. по статье E. Пелиновского и А. Слюняева. Волнение моря после 12 ч тоже несколько уменьшилось и не превышало 6 баллов. Ход судна был сбавлен до самого малого, оно слушалось руля и хорошо «отыгрывалось» на волне. Бак и палуба водой не заливались. Неожиданно в 13 ч 01 мин носовая часть судна несколько опустилась, и вдруг у самого форштевня под углом 10-15 градусов к курсу судна был замечен гребень одиночной волны, которая возвышалась на 4-5 м над баком (фальшборт бака отстоял от уровня воды на 11 м). Гребень мгновенно обрушился на бак и накрыл работающих там матросов (один из них погиб). Матросы рассказывали, что судно как бы плавно пошло вниз, скользя по волне, и «зарылось» в вертикальный срез ее фронтальной части. Никто удара не ощутил, волна плавно перекатилась через бак судна, накрыв его слоем воды толщиной более 2 м. Ни вправо, ни влево продолжения волны не было.

7 Анализ данных радаров нефтяной платформы Гома в Северном море показал , что за 12 лет в доступном поле обозрения было зафиксировано 466 волн-убийц.

В то время как теоретические расчеты показывали, что в этом регионе появление волны-убийцы могло бы происходить примерно раз в десять тысяч лет.

8 Обычно волна-убийца описывается как быстро приближающаяся водяная стена огромной высоты .

Перед ней движется впадина глубиной несколько метров — «дыра в море». Высота волны обычно указывается именно как расстояние от высшей точки гребня до низшей точки впадины. По внешнему виду «волны-убийцы» делятся на три основных типа: «белая стена», «три сестры» (группа из трех волн), одиночная волна («одиночная башня»).

9 По мнению некоторых экспертов, волны-убийцы опасны даже для низко летающих над морем вертолетов: в первую очередь, спасательных.

Несмотря на кажущуюся маловероятность такого события, авторы гипотезы считают, что ее нельзя исключать и что как минимум два случая гибели спасательных вертолетов похожи на результат удара гигантской волны.

10 В фильме «Посейдон» 2006 года, жертвой волны-убийцы стал пассажирский лайнер «Посейдон» , идущий в Атлантическом океане в новогоднюю ночь.

Волной корабль перевернуло килем вверх, и через несколько часов он затонул.

По материалам:

Видео по теме «Волны убийцы»:

Волны-монстры, белые волны, волны-убийцы, блуждающие волны ― все это название одного страшного явления, которое может застать судно врасплох. TravelAsk расскажет о самых больших в мире волнах.

В чем особенность гигантских волн

Волны-убийцы принципиально отличаются от цунами (а о самых больших цунами мы тоже обязательно расскажем). Последние приходят в действие в результате стихийных географических бедствий: землетрясений или оползней. Гигантская же волна появляется внезапно, и ничто ее не предвещает.

И более того, они длительное время считались вымыслом. Их высоту и особенность динамики даже пытались высчитать математики. Однако причину возникновения гигантских волн так и не установили.

Впервые зафиксированная гигантская волна

Впервые зафиксировали такую аномалию 1 января 1995 года на нефтяной платформе «Дропнер» в Северном море у побережья Норвегии. Высота волны достигала 25,6 метра, ее так и прозвали ― волна Дропнера. В дальнейшем для проведения исследований были задействованы космические спутники. И в течение трех недель было зафиксировано еще 25 гигантских волн. В теории такие волны могут достигать 60 метров.

Самые высокие волны-убийцы в истории

Самая гигантская волна в истории была отмечена на территории течения Агульяс (Южная Африка) в 1933 году моряками с борта американского судна «Рамапо». Ее высота была 34 метра.

В средней Атлантике итальянский трансатлантический лайнер «Микеланджело» подвергся удару волны-убийцы в апреле 1966 года. В результате двух человек смыло в море, а 50 были ранены. Получил повреждения и сам корабль.

В сентябре 1995 года лайнер «Куин Элизабет-2» зафиксировал 29-метровую блуждающую волну в Северной Атлантике. Однако британское трансатлантическое судно оказалось не из робкого десятка: корабль попытался «оседлать» гиганта, появившегося прямо по курсу.

В 1980 году встреча с белой волной закончилась трагедией для английского сухогруза «Дербишир». Волна пробила главный грузовой люк и залила трюм. Погибли 44 человека. Это случилось у берегов Японии, судно пошло ко дну.

15 февраля 1982 года в Северной Атлантике огромная волна накрыла буровую платформу, принадлежавшую компании Mobil Oil. Она выбила окна и залила рубку управления. В результате платформа опрокинулась, погибли 84 члена экипажа. Это печальный рекорд на сегодняшний день по количеству погибших от волны-убийцы.

В 2000 году в Северной Атлантике британский круизный лайнер «Ориана» получил удар 21-метровой волны. Перед этим на лайнере был получен сигнал бедствия от яхты, пострадавшей из-за той же волны.

В 2001 году все в той же Северной Атлантике в роскошный туристический лайнер «Бремен» ударила волна-гигант. В результате было разбито окно на мостике, из-за этого судно в течение двух часов находилось в дрейфе.

Опасности на озерах

Бродячие волны могут появляться и на озерах. Так, на одном из Великих озер США , Верхнем, встречаются Три Сестры ― это три гигантских волны, которые идут друг за другом. О них знали и древние индейские племена, жившие на этой территории. Правда, по легендам, волны появлялись из-за движения гигантского осетра, который жил на дне. Осетр так и не был обнаружен, но Три Сестры появляются тут и сейчас. В 1975 году сухогруз «Эдмунд Фицжеральд», длина которого составляла 222 метра, утонул именно из-за столкновения с этими волнами.