Хвилі-вбивці

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

Хвилі-вбивці (Блукаючі хвилі,хвилі-монстри,біла хвиля, (англ. rogue wave - хвиля-розбійник) - гігантські поодинокі хвилі висотою 20-30 (а іноді і більше) метрів, що виникають в океані і володіють нехарактерною для морських хвиль поведінкою.

Загальна характеристика [ред.]

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, так як вони не вкладалися ні в одну 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 [ред.]

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 Шумилова В. Н. ^[1]. При такому «наступу» 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 поширюються в водної товщі хвиль різної спрямованості. Найвірогіднішими зонами утворення хвиль в цьому випадку називаються зони морських течій, так як 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 [ред.]

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 [ред.]

Вранці 7 лютого 1933 р. на корабель ВМС США «Рамапо», який слідував з Маніли в Сан-Дієго, обрушилася хвиля заввишки 34 метра. ^[3]

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.

У вересні 1995 року, британський трансатлантичний лайнер « Куїн Елізабет 2» в Північній Атлантиці під час урагану Луїса спробував «осідлати» 29-метрову хвилю, яка з'явилася прямо за курсом.