Новое исследование обнаружило, что для создания необычной волны, такой непредсказуемой и колоссальной стены воды, нужен идеальный шторм, который может легко разрушать и тонуть корабли.
Возьмем, к примеру, волну Драупнера, которая разразилась 1 января 1995 года возле нефтяной платформы Драупнер у побережья Норвегии. Эта волна достигла невероятных 84 футов (25,6 метра) в высоту, или примерно до высоты четырех взрослых жирафов, уложенных друг на друга. Другая знаменитая волна-изгой изображена японским художником Кацусика Хокусай в его гравюре 19-го века под названием «Великая волна», которая показывает огромный всплеск воды за несколько мгновений до неизбежного крушения.
Чтобы выяснить, почему эти причудливые волны появляются так внезапно и без предупреждения, международная команда исследователей из Англии, Шотландии и Австралии воспроизвела масштабный гребень волны Драупнера в лабораторном резервуаре.
Команда успешно расшифровала рецепт мошеннической волны: ей просто нужны две меньшие группы волн, которые пересекаются под углом около 120 градусов.
Это открытие меняет понимание ученых о странных волнах «от простого фольклора к правдоподобному явлению в реальном мире», - говорится в заявлении научного руководителя Марка Макаллистера, научного сотрудника Департамента технических наук в Оксфордском университете в Англии. «Воссоздавая волну Драупнера в лаборатории, мы сделали еще один шаг к пониманию потенциальных механизмов этого явления».
Когда океанские волны разбиваются при типичных обстоятельствах, скорость жидкости (скорость и направление воды) на вершине волны, известной как гребень, превышает скорость самого гребня, сказал Макаллистер в интервью Live Science в электронном письме. Это приводит к тому, что вода в гребне обгоняет волну, а затем падает, когда волна разбивается.
Однако, когда волны пересекаются под большим углом (в данном случае, 120 градусов), поведение разрушения волны изменяется. Когда волны перекрещиваются, горизонтальная скорость жидкости под гребнем волны подавляется, и в результате волна может становиться все выше и выше без сбоев. «Таким образом, врезания при погружении больше не происходит, и происходит струйное разрушение вверх, как показано в нашем видео. И, похоже, этот второй тип разрушения не ограничивает высоту волны таким же образом», - сказал Макаллистер.
Другими словами, когда волны пересекаются под большими углами, они могут создавать чудовищные волны, такие как странная волна Драупнера и Великая волна Хокусая.
Тем не менее, волновые группы не обязательно должны встречаться под точным углом 120 градусов, чтобы стать разбойником.
«В случае волны Драупнера угол 120 градусов - это то, что было необходимо для поддержки такой волны», - сказал Макаллистер. Но «в общем, любое количество пересечений в океанах будет поддерживать более крутые волны».
Это открытие иллюстрирует «ранее ненаблюдаемое поведение разрушения волн, которое существенно отличается от современного современного понимания разрушения океанских волн», - пишет старший исследователь Т.С. ван ден Бремер, доцент кафедры инженерных наук в Оксфордский университет, говорится в заявлении.
Команда надеется, что их работа заложит основу для будущих исследований, которые могут однажды помочь ученым предсказать эти потенциально катастрофические волны, сказали они.
Мокрые и дикие эксперименты проводились на исследовательской установке по изучению энергии океана FloWave в Эдинбургском университете.
«Исследовательский центр по исследованию энергии океана FloWave представляет собой круговой комбинированный волновой токовый бассейн с генераторами волны, расположенными по всей окружности», - заявил Сэм Дрейкотт, научный сотрудник Школы инженерии в Эдинбургском университете. «Эта уникальная возможность позволяет генерировать волны с любого направления, что позволило нам экспериментально воссоздать сложные условия направленной волны, которые, как мы считаем, связаны с событием волны Драупнера».
Исследование будет опубликовано в выпуске журнала «Механика жидкости» от 10 февраля.
