Gyilkos hullámok

Gyilkos hullámok ( vándorhullámok , szörnyhullámok , fehér hullám , angol rogue hullám - rablóhullám , freak wave - őrült hullám ; fr. onde scélérate - gonosz hullám, galéjade - rossz vicc, gyakorlati vicc ) - óriás egyhullámok , az óceánban keletkeznek , 20-30 méter magas (és néha több is), viselkedése nem jellemző a tenger hullámaira. A „gyilkos hullámok” veszélyesek a hajókra és a tengeri építményekre. Az ilyen hullámmal találkozó hajó teste nem biztos, hogy ellenáll az összeomlott víz nyomásának (akár 1000 kPa vagy 10 atm).   

Egy fontos körülmény, amely lehetővé teszi az ölőhullámok jelenségének külön tudományos és gyakorlati témaként való kiemelését, és az abnormálisan nagy amplitúdójú hullámokhoz kapcsolódó egyéb jelenségek (például szökőár ) elkülönítését a megjelenésük hirtelensége.

Ellentétben a szökőárokkal , amelyek víz alatti földrengések vagy földcsuszamlások eredményeként jönnek létre, és csak sekély vízben érnek magasra, a „gyilkos hullámok” megjelenése nem kapcsolódik katasztrofális geofizikai eseményekhez. Bár láthatóan nincs egyetlen oka a szélhámos hullámoknak, a felszíni hullámok nemlineáris dinamikája a vízen az egyik jellemző oka a szélhámos hullámok kialakulásának az óceánban [1] .

A vándorhullámokat sokáig fikciónak tekintették, mivel nem illeszkedtek a tengeri hullámok előfordulásának és viselkedésének akkoriban létező matematikai modelljébe, és nem volt elegendő megbízható bizonyíték. 1995. január 1-jén azonban először észleltek egy 25,6 méter magas hullámot, az úgynevezett Dropner -hullámot az Északi-tengeren, Norvégia partjainál található Dropner olajplatformon . A MaxWave projekt („Maximum wave”) keretében végzett további kutatások , amelyek magukban foglalták a világ óceánjainak felszínének monitorozását az Európai Űrügynökség (ESA) ERS-1 és ERS-2 radarműholdjaival , több mint 10 egyedi óriáshullámot rögzítettek. három hét alatt a földkerekség körül, amelynek magassága meghaladta a 25 métert. Ezek a tanulmányok új pillantást vetnek a konténerhajók és szupertankerek méretű hajóinak az elmúlt két évtizedben bekövetkezett halálozási okaira , beleértve a gyilkos hullámokat is a lehetséges okok között.

Az új projekt a Wave Atlas (hullámok atlasza) nevet kapta, és a megfigyelt gyilkos hullámok világméretű atlaszának összeállítását és statisztikai feldolgozását biztosítja.

Okok

Számos hipotézis létezik az extrém hullámok okairól. Sokan közülük hiányzik a józan ész. A legegyszerűbb magyarázatok különböző hosszúságú hullámok egyszerű szuperpozíciójának elemzésén alapulnak. A becslések azonban azt mutatják, hogy az extrém hullámok előfordulásának valószínűsége egy ilyen sémában túl kicsinek bizonyul. Egy másik figyelemre méltó hipotézis a hullámenergia fókuszálásának lehetőségét sugallja a felszíni áramok egyes struktúráiban. Ezek a struktúrák azonban túlságosan specifikusak az energiafókuszálás mechanizmusához ahhoz, hogy megmagyarázzák az extrém hullámok szisztematikus előfordulását.

Érdekes módon az ilyen hullámok hegyek és vályúk is lehetnek, amit a szemtanúk is megerősítenek. A további kutatások kiterjednek a szélhullámok nemlinearitásának hatásaira is, amelyek kis hullámcsoportok ( csomagok ) vagy egyedi hullámok ( szolitonok ) kialakulásához vezethetnek, amelyek hosszú távolságokat képesek megtenni anélkül, hogy szerkezetükben jelentős változás következne be. Hasonló csomagokat a gyakorlatban is többször megfigyeltek. Az ilyen hullámcsoportok jellemző vonása, megerősítve ezt az elméletet, hogy a többi hullámtól függetlenül mozognak, és kicsi a szélességük (kevesebb, mint 1 km), a magasságuk pedig meredeken csökken az élek mentén [2] .

Rogue hullámok numerikus modellezése

A szélhámos hullámok közvetlen modellezését V. E. Zakharov, A. I. Dyachenko [3] , R. V. Shamin [4] munkáiban végezték el . A szabad felületű ideális folyadék ingatag áramlását leíró egyenleteket numerikusan oldottam meg. Egy speciális egyenlettípus alkalmazása lehetővé tette a nagy pontosságú számítások elvégzését nagy időintervallumban. A numerikus kísérletek során a szélsőséges hullámokra jellemző profilokat kaptunk, amelyek jó egyezést mutatnak a kísérleti adatokkal.

Az óceánra jellemző fizikai paraméterekkel rendelkező ideális folyadék felszíni hullámainak dinamikájának modellezésére irányuló számítási kísérletek nagy sorozata során a szélhámos hullámok előfordulási frekvenciáinak a meredekségtől (~energiától) függő empirikus függvényei. és a kiindulási adatok diszperzióját alkották meg [5] .

Kísérleti megfigyelés

A szélhámos hullámok tanulmányozásának egyik problémája a laboratóriumi kinyerés nehézsége. Alapvetően a kutatók kénytelenek természetes körülmények között végzett megfigyelésekből származó adatokkal dolgozni, és az ilyen adatok nagyon korlátozottak a szélhámos hullám előfordulásának kiszámíthatatlansága miatt.

2010-ben először sikerült kísérleti úton előállítani Peregrin légzőszolitonokat , amelyek sok tudós szerint a gyilkos hullámok lehetséges prototípusai. Ezeket a szolitonokat, amelyek a nemlineáris Schrödinger-egyenlet sajátos megoldása , egy optikai rendszerre kaptuk [7] , azonban már 2011-ben ugyanezeket a szolitonokat a vízhullámokra is megkapták [8] . 2012-ben egy másik kísérletben a tudósoknak sikerült demonstrálniuk egy magasabb rendű szoliton-légző generálását, amelynek amplitúdója ötször nagyobb, mint a háttérhullám amplitúdója [6] .

A megfigyelés esetei

Hajóroncsok

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ R. V. Shamin. A gyilkos hullámok matematikai kérdései. M.: Lenand/URSS, 2016
  2. ↑ Frederic Moreau. The Glorious Three Archiválva : 2014. november 13. a Wayback Machine -nál, fordította M. Olagnon és GA Chase / Rogue Waves. 2004, Brest, Franciaország.
  3. ↑ AI Dyachenko, VE Zakharov. A furcsa hullámok képződéséről a mélyvíz felszínén.  // Letters v ZhETF. - 2008. - T. 88 , 5. sz . - S. 356-359 .
  4. ↑ R. V. Shamin. A Dyachenko-egyenletek sima megoldásainak létezéséről, amelyek leírják a szabad felületű ideális folyadék instabil áramlását.  // Az Orosz Tudományos Akadémia jelentései. - 2006. - T. 406 , 5. sz . - S. 112-113 .
  5. ↑ V. E. Zakharov, R. V. Shamin. Az ölőhullámok előfordulásának valószínűségéről.  // Letters v ZhETF. - 2010. - T. 91 , 2. sz . - S. 68-71 .
  6. ↑ 1 2 A. Chabchoub, N. Hoffmann, M. Onorato és N. Akhmediev. Super Rogue Waves: Magasabb rendű lélegzetvétel megfigyelése a vízhullámokban   // Phys . Fordulat. x . - 2012. - Kt. 2. - P. 011015. - doi : 10.1103/PhysRevX.2.011015 .
  7. ↑ B. Kibler, J. Fatome, C. Finot, G. Millot, F. Dias, G. Genty, N. Akhmediev és J. M. Dudley. Vándorsólyom szoliton a nemlineáris száloptikában  // Természetfizika  . - 2010. - 20. évf. 6. - P. 790-795. doi : 10.1038 / nphys1740 .
  8. ↑ A. Chabchoub, N. Hoffmann és N. Akhmediev. Rogue Wave Observation in a Water Wave Tank   // Phys . Fordulat. Lett. . - 2011. - Kt. 106. - P. 204502. - doi : 10.1103/PhysRevLett.106.204502 .
  9. ↑ Honnan származnak a gyilkos hullámok?  (orosz) , Komszomolskaya Pravda  (2004. szeptember 23.). Archiválva az eredetiből 2012. január 28-án. Letöltve: 2017. szeptember 6.
  10. ↑ Michelangelo baleset . www.michelangelo-raffaello.com. Letöltve: 2017. szeptember 6. Az eredetiből archiválva : 2017. október 7..
  11. ↑ QE2 - Történelem - Luis hurrikán . www.qe2.org.uk. Letöltve: 2017. szeptember 6. Az eredetiből archiválva : 2017. szeptember 6..
  12. ↑ "Freak Wave - program összefoglaló" Archiválva : 2018. január 4., a Wayback Machinewww.bbc.co.uk/ oldalon . BBC. 2002. november 14. Letöltve: 2016. január 15.
  13. ↑ Az MV DERBYSHIRE elsüllyedésének független értékelése . Royal Institute of Naval Architects. Letöltve: 2017. október 10. Az eredetiből archiválva : 2017. október 11..
  14. ↑ Elizabeth Gerson. A Szovjetunió haditengerészetének utolsó katasztrófája: 25 évvel ezelőtt lezuhant a „Kartli” vonóhálós hajó  (eng.) . NTV. Letöltve: 2017. szeptember 6. Az eredetiből archiválva : 2017. szeptember 6..

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák