Океанские волны, порой достигающие аномальных высот, могут формировать водяные стены, накрывающие полностью судна и угрожая тем, кто рискнет выйти в открытое море. Новые экспериментальные исследования показывают, что в этих огромных волнах, получившие прозвища убийцы, скрывается гораздо больше, чем ученые предполагали: их высота может быть в четыре раза больше.
Новый анализ о размерах океанских волн указывает на то, что «блуждающие» волны могут достигать разрушительных высот, сопоставимых с высотами небоскребов. Команда под руководством Марка Макалистера утверждает, что это открытие имеет не только научное, но и практическое значение — от моделирования погоды и климата до проектирования морских сооружений.
«Это первый случай, когда мы смогли измерить высоту волн с высокой пространственной разрешающей способностью на большом участке», — объясняет Росс Калверт, поясняя, что это дало возможность более глубоко понять поведение волн.
По словам инженеров, понимание формирования волн обычно упрощаются в двумерных моделях, но на самом деле они развиваются в трёх измерениях. Ученые знают, что бегущие волны-убийцы собирают высоту и разбиваются, достигая максимальной удалённости, покрываясь белой пеной, прежде чем обрушиться.
Тип волн, над которым работали исследователи, возникает в открытом море, когда волны из разных направлений сходятся. Инженер Тон ван ден Бремер отмечает, что при этом вода выталкивается вверх, образуя частично стоячую волну.
«Волны-убийцы, такие как знаменитая волна Драупнера высотой 26 метров или волна в Тасмановом море высотой 42,7 метра, появляются, когда множество волн, движущихся в разных направлениях, сливаются в одной точке. Это происходит в местах пересечения морей или течений, а также при внезапном изменении направления ветра», — объясняют специалисты.
Исследователи использовали лабораторию для изучения поведения волн. Шотландский инновационный центр с круговой акваторией диаметром 25 метров позволяет одновременно создавать волны в разных направлениях. В центре были воспроизведены результаты волны Драупнера, что привело к новым открытиям о трехмерной природе океанских волн.
Удивительным оказалось то, что высота «блуждающих волн» не ограничивается тем уровнем, на котором они разбиваются. В отличие от обычных волн, когда обычная волна разбивается и образует пенную шапку, волны с сильной направленностью могут продолжать расти.
Исследования показали, что такие волны могут увеличиваться в размере в два раза по сравнению с высотой при начале разбивания, что в итоге может в четыре раза превышать предыдущие теоретические пределы.
«Новое понимание о поведении морских волн может позволить инженерам проектировать более устойчивые конструкции, таких как морские турбины, которые смогут выстоять перед мощными ударами стихии», — заключают инженеры.