1 января 1995 года на нефтяную платформу Draupner в Северном море обрушилась волна высотой 80 футов (около 24 метров), что сопоставимо с тремя поставленными друг на друга школьными автобусами. Стена ледяной воды смыла тяжелое оборудование с палубы и деформировала стальные перила конструкции. Это событие, известное как «волна Драупнера», предоставило первые неопровержимые научные данные, подтвердившие существование гигантских волн, которые веками считались морским мифом наравне с кракенами и русалками.
До этого момента волны-убийцы оставались загадкой, поскольку они возникали «из ниоткуда» и не оставляли после себя данных для анализа. Событие на платформе Draupner доказало их реальность и положило начало серьезным научным исследованиям. Новая работа, опубликованная в журнале Scientific Reports инженером и специалистом по механике волн Франческо Феделе из Технологического института Джорджии (Georgia Tech), предлагает объяснение этого явления.
Исследовательская группа под руководством Феделе проанализировала беспрецедентный объем данных, собранных в Северном море за 18 лет. Этот массив включал 27 500 волновых записей, каждая из которых содержала 30 минут детальной информации о высоте, частоте и направлении волн. Анализ показал, что волны-убийцы не являются случайным или необъяснимым капризом природы.
Прежняя теория, известная как модуляционная неустойчивость, предполагала, что энергия волн может концентрироваться в одной гигантской волне из-за небольших изменений в их синхронизации и расстоянии. Однако Феделе и его команда утверждают, что этот механизм эффективен в основном в ограниченных пространствах, таких как лабораторные каналы, но не в открытом океане, где энергия может рассеиваться в разных направлениях. Данные из Северного моря не показали никаких доказательств формирования волн-убийц через модуляционную неустойчивость.
Новое исследование доказывает, что эти гигантские волны рождаются в результате совмещения двух хорошо изученных физических эффектов. Первый — это линейная фокусировка. Она происходит, когда волны, движущиеся с разными скоростями и в разных направлениях, случайно сходятся в одной точке в одно и то же время. Их гребни складываются, образуя одну аномально высокую волну.
Второй механизм — связанные нелинейности. Этот естественный эффект изменяет форму волны, делая ее гребень более крутым и высоким, а подошву (самую низкую точку) — более плоской. Этот процесс способен увеличить высоту уже сформировавшейся большой волны на дополнительные 15–20 процентов. Таким образом, сочетание случайной фокусировки и физического искажения формы превращает группу обычных волн в монстра без какого-либо внешнего аномального воздействия.
Это открытие имеет решающее значение для безопасности судоходства, прибрежных сооружений и нефтяных платформ. Многие современные прогностические модели все еще рассматривают волны-убийцы как непредсказуемые случайности. Обновление этих моделей на основе новой теории позволит точнее прогнозировать риски.
Для улучшения прогнозов команда Феделе использует искусственный интеллект для анализа многолетних данных о волнах. Цель состоит в том, чтобы научить алгоритмы распознавать уникальный «отпечаток пальца» каждой волны-убийцы — специфическую структуру волновой группы, которая появляется до и после ее пика. Этот отпечаток раскрывает механизм ее формирования.
Разработка таких инструментов даст синоптикам возможность более точно предсказывать, где и когда может ударить экстремальная волна. Это позволит превратить то, что считалось непредсказуемым хаосом, в объяснимое и прогнозируемое явление.
«Они экстремальны, но объяснимы», — заключает Франческо Феделе. По его словам, волны-убийцы — это не мистика, а физическая реальность, с которой необходимо считаться. «Волны-убийцы — это просто неудачный день в море».
Феделе подводит итог: «Это экстремальные явления, но они являются частью языка океана. Мы просто наконец-то учимся его слушать».
Изображение носит иллюстративный характер
До этого момента волны-убийцы оставались загадкой, поскольку они возникали «из ниоткуда» и не оставляли после себя данных для анализа. Событие на платформе Draupner доказало их реальность и положило начало серьезным научным исследованиям. Новая работа, опубликованная в журнале Scientific Reports инженером и специалистом по механике волн Франческо Феделе из Технологического института Джорджии (Georgia Tech), предлагает объяснение этого явления.
Исследовательская группа под руководством Феделе проанализировала беспрецедентный объем данных, собранных в Северном море за 18 лет. Этот массив включал 27 500 волновых записей, каждая из которых содержала 30 минут детальной информации о высоте, частоте и направлении волн. Анализ показал, что волны-убийцы не являются случайным или необъяснимым капризом природы.
Прежняя теория, известная как модуляционная неустойчивость, предполагала, что энергия волн может концентрироваться в одной гигантской волне из-за небольших изменений в их синхронизации и расстоянии. Однако Феделе и его команда утверждают, что этот механизм эффективен в основном в ограниченных пространствах, таких как лабораторные каналы, но не в открытом океане, где энергия может рассеиваться в разных направлениях. Данные из Северного моря не показали никаких доказательств формирования волн-убийц через модуляционную неустойчивость.
Новое исследование доказывает, что эти гигантские волны рождаются в результате совмещения двух хорошо изученных физических эффектов. Первый — это линейная фокусировка. Она происходит, когда волны, движущиеся с разными скоростями и в разных направлениях, случайно сходятся в одной точке в одно и то же время. Их гребни складываются, образуя одну аномально высокую волну.
Второй механизм — связанные нелинейности. Этот естественный эффект изменяет форму волны, делая ее гребень более крутым и высоким, а подошву (самую низкую точку) — более плоской. Этот процесс способен увеличить высоту уже сформировавшейся большой волны на дополнительные 15–20 процентов. Таким образом, сочетание случайной фокусировки и физического искажения формы превращает группу обычных волн в монстра без какого-либо внешнего аномального воздействия.
Это открытие имеет решающее значение для безопасности судоходства, прибрежных сооружений и нефтяных платформ. Многие современные прогностические модели все еще рассматривают волны-убийцы как непредсказуемые случайности. Обновление этих моделей на основе новой теории позволит точнее прогнозировать риски.
Для улучшения прогнозов команда Феделе использует искусственный интеллект для анализа многолетних данных о волнах. Цель состоит в том, чтобы научить алгоритмы распознавать уникальный «отпечаток пальца» каждой волны-убийцы — специфическую структуру волновой группы, которая появляется до и после ее пика. Этот отпечаток раскрывает механизм ее формирования.
Разработка таких инструментов даст синоптикам возможность более точно предсказывать, где и когда может ударить экстремальная волна. Это позволит превратить то, что считалось непредсказуемым хаосом, в объяснимое и прогнозируемое явление.
«Они экстремальны, но объяснимы», — заключает Франческо Феделе. По его словам, волны-убийцы — это не мистика, а физическая реальность, с которой необходимо считаться. «Волны-убийцы — это просто неудачный день в море».
Феделе подводит итог: «Это экстремальные явления, но они являются частью языка океана. Мы просто наконец-то учимся его слушать».
