Исследование: турбулентные океанские волны могут стать более жестокими

Забудьте о нежных волнах, которые образуются в солнечный день на пляже. Океан — устрашающее место, способное проявлять невероятную силу. Теперь новый анализ физики, управляющей волнами, показывает, что они могут достигать еще более впечатляющих размеров, чем считалось ранее.

Понимание волн в крупнейших водоемах мира настолько же важно, насколько и сложно. Хотя они широко изучены, до сих пор не совсем понятно, почему волны разрушаются именно так. Однако волны играют важную роль в обмене газов между воздухом и водой, что является важной информацией для моделирования климата. Способность прогнозировать массивные волны-убийцы также является неотъемлемой частью безопасного проектирования искусственных морских сооружений, таких как нефтегазовые платформы и ветряные электростанции. Действительно, знание того, насколько велики океанские волны, имеет решающее значение, и новое исследование предполагает, что, согласно физическим моделям, эти аномальные волны могут быть в четыре раза выше самых высоких волн, когда-либо зарегистрированных.

Чтобы лучше понять динамику волн, группа инженеров из Манчестерского и Оксфордского университетов глубоко погрузилась в мир волн. Как показали их последующие исследования, Он учитсяопубликовано в природаОказывается, мы неправильно думали о волнах. Часто считалось, что водные волны двумерны и движутся в одном направлении. Это не совсем точно, и при определенных параметрах волны способны двигаться в нескольких направлениях одновременно, что приводит к образованию гигантских сложных волн, говорят инженеры.

Чтобы добиться этого, инженеры обратились к уникальному резервуару с круговой волной. падает В Центре исследования энергии океана FloWave, что позволило им изучать волны, которые не были ограничены в своем направленном движении. Используя специально разработанную решетку волномеров, они смогли изучить волновые структуры, когда они начали разрушаться. Их исследование основывалось на предыдущем исследовании, в котором тот же волновой резервуар использовался для моделирования печально известной волны Драупнера 1995 года. Эта 84-футовая (25,6-метровая) волна была первой подтвержденной волной-убийцей, которая в два раза превышала размер средней волны в океане. район, где это произошло.

Когда они начали тестировать воду, они смоделировали условия, которые могут возникнуть во время урагана, когда внезапные изменения направления при сильном ветре могут привести к пересечению волн друг с другом. Чем дальше друг от друга находятся сходящиеся волны, тем больше становится объединенная волна.

«Мы показываем, что в таких направленных условиях волны могут превысить обычно предполагаемый верхний предел, прежде чем сломаться», — заявил на пресс-конференции Сэм Дрейкотт, старший преподаватель Манчестерского университета, работавший над исследованием. заявление«В отличие от однонаправленных волн, разнонаправленные волны могут стать вдвое больше, прежде чем разбиться».

Становится все хуже. Ученые обнаружили, что когда встречаются несколько волн, они могут продолжать расти даже после того, как разобьются. Они подсчитали, что волны теоретически могут расти в четыре раза быстрее, чем считалось ранее. Итак, самая большая волна-убийца, когда-либо зарегистрированная, находится на высоте 84 футов, а волны могут быть в четыре раза круче, небольшой математический расчет показывает, что самые большие волны-убийцы могут достигать 336 футов (102 метра). Ух ты. Чтобы внести ясность, это наша экстраполяция новых результатов, а не явное утверждение, сделанное в статье.

«Как только обычная волна разбивается, она образует белую шапку, и пути назад нет», — сказал Тон ван ден Бремер, исследователь из Делфтского технологического университета в Нидерландах, который также работал над исследованием. «Но когда возникает волна. при больших перерывах в направленном распространении он может продолжить рост».

Но нам еще предстоит определить, как этих результатов можно достичь в реальном мире. В своих исследованиях инженеры признались, что не учли, как такие факторы, как глубина воды, могут влиять на высоту волн. Они также заметили, что океанские волны носят случайный характер, тогда как их эксперименты строго контролировались.

Однако где-то там, в штормовой день на море, физика, реализуемая в лаборатории, может создать огромную волну-убийцу. Имея в виду эти знания, постарайтесь насладиться следующим днем ​​на пляже.