Mördande vågor

Killer waves ( wandering waves , monster waves , white wave , engelsk  rogue wave - robber wave, freak wave - crazy wave; fr.  onde scélérate - villainous wave, galéjade - dåligt skämt, praktiskt skämt) - gigantiska enstaka vågor, som uppstår i havet , 20-30 meter hög (och ibland mer), med beteende okaraktäristiskt för havsvågor. "Mördarvågor" är farliga för fartyg och offshore-strukturer. Skrovet på ett fartyg som möter en sådan våg kanske inte tål trycket från det kollapsade vattnet (upp till 1000 kPa eller 10 atm).

En viktig omständighet som gör det möjligt att peka ut fenomenet mördarvågor som ett separat vetenskapligt och praktiskt ämne och att skilja det från andra fenomen förknippade med vågor med onormalt stor amplitud (till exempel tsunamis ) är plötsligheten i deras uppträdande.

Till skillnad från tsunamis , som är resultatet av undervattensjordbävningar eller jordskred och får hög höjd endast i grunt vatten, är uppkomsten av "mördarvågor" inte förknippad med katastrofala geofysiska händelser. Även om det tydligen inte finns någon enskild orsak till oseriösa vågor, är den olinjära dynamiken för ytvågor på vatten en av de karakteristiska orsakerna till bildandet av oseriösa vågor i havet [1] .

Under lång tid ansågs vandrande vågor som fiktion, eftersom de inte passade in i någon matematisk modell av förekomsten och beteendet av havsvågor som fanns på den tiden, och det fanns inte heller tillräckligt med tillförlitliga bevis. Den 1 januari 1995 registrerades dock en våg 25,6 meter hög, kallad Dropner-vågen , först på Dropner-oljeplattformen i Nordsjön utanför Norges kust . Ytterligare forskning inom ramen för MaxWave- projektet (”Maximum wave”), som innefattade övervakning av ytan på världshaven med hjälp av European Space Agency (ESA) radarsatelliter ERS-1 och ERS-2 , registrerade mer än 10 enskilda jättevågor jorden runt på tre veckor vars höjd översteg 25 meter. Dessa studier tvingar fram en ny titt på dödsorsakerna under de senaste två decennierna av fartyg av storleken på containerfartyg och supertankers , inklusive mördarvågor bland de möjliga orsakerna.

Det nya projektet kallas Wave Atlas (Atlas of waves) och syftar till att sammanställa en världsomspännande atlas över observerade mördarvågor och dess statistiska bearbetning.

Orsaker

Det finns flera hypoteser om orsakerna till extrema vågor. Många av dem saknar sunt förnuft. De enklaste förklaringarna är baserade på analysen av en enkel överlagring av vågor av olika längd. Uppskattningar visar dock att sannolikheten för förekomsten av extrema vågor i ett sådant schema visar sig vara för liten. En annan anmärkningsvärd hypotes antyder möjligheten av vågenergifokusering i vissa strukturer av ytströmmar. Dessa strukturer är dock för specifika för mekanismen för energifokusering för att förklara den systematiska förekomsten av extrema vågor.

Intressant nog kan sådana vågor vara både toppar och dalar, vilket bekräftas av ögonvittnen. Ytterligare forskning involverar effekterna av olinjäritet i vindvågor, vilket kan leda till bildandet av små grupper av vågor ( paket ) eller individuella vågor ( solitoner ) som kan resa långa sträckor utan betydande förändringar i deras struktur. Liknande förpackningar har också observerats upprepade gånger i praktiken. De karakteristiska egenskaperna hos sådana grupper av vågor, som bekräftar denna teori, är att de rör sig oberoende av andra vågor och har en liten bredd (mindre än 1 km), och höjderna sjunker kraftigt längs kanterna [2] .

Numerisk modellering av oseriösa vågor

Direkt modellering av oseriösa vågor utfördes i verk av V. E. Zakharov, A. I. Dyachenko [3] , R. V. Shamin [4] . Ekvationerna som beskriver det ostadiga flödet av en ideal vätska med en fri yta löstes numeriskt. Användningen av en speciell typ av ekvationer gjorde det möjligt att utföra beräkningar med stor noggrannhet och över stora tidsintervall. Under loppet av numeriska experiment erhölls karakteristiska profiler för oseriösa vågor, som stämmer väl överens med experimentdata.

Under loppet av en stor serie beräkningsexperiment på modellering av dynamiken hos ytvågor i en ideal vätska, som har fysiska parametrar som är karakteristiska för havet, beror empiriska funktioner för frekvenserna för förekomsten av skurkvågor på brantheten (~energi) och spridning av de initiala data konstruerades [5] .

Experimentell observation

Ett av problemen med att studera oseriösa vågor är svårigheten att få tag på dem i laboratoriet. I grund och botten tvingas forskare att arbeta med data som erhållits från observationer under naturliga förhållanden, och sådana data är mycket begränsade på grund av den oförutsägbara karaktären av förekomsten av en skurkvåg.

År 2010, för första gången, erhölls Peregrin andningssolitoner experimentellt , som enligt många forskare är en möjlig prototyp av mördarvågor. Dessa solitoner, som är en speciell lösning av den olinjära Schrödinger-ekvationen , erhölls för ett optiskt system [7] , men redan 2011 erhölls samma solitoner även för vattenvågor [8] . År 2012, i ett annat experiment, lyckades forskare demonstrera genereringen av en soliton-andning av högre ordning, för vilken amplituden är fem gånger högre än amplituden för bakgrundsvågen [6] .

Fall av observation

Skeppsvrak

Se även

Anteckningar

  1. ↑ R. V. Shamin. Matematiska frågor om mördarvågor. M.: Lenand/URSS, 2016
  2. ↑ Frederic Moreau. The Glorious Three Arkiverad 13 november 2014 på Wayback Machine , översatt av M. Olagnon och GA Chase / Rogue Waves. 2004, Brest, Frankrike.
  3. ↑ AI Dyachenko, VE Zakharov. Om bildandet av freak-vågor på ytan av djupt vatten.  // Letters v ZhETF. - 2008. - T. 88 , nr 5 . - S. 356-359 .
  4. ↑ R. V. Shamin. Om förekomsten av släta lösningar av Dyachenko-ekvationerna som beskriver ostadiga flöden av en idealisk vätska med en fri yta.  // Rapporter från Ryska vetenskapsakademin. - 2006. - T. 406 , nr 5 . - S. 112-113 .
  5. ↑ V. E. Zakharov, R. V. Shamin. Om sannolikheten för förekomsten av mördarvågor.  // Letters v ZhETF. - 2010. - T. 91 , nr 2 . - S. 68-71 .
  6. ↑ 1 2 A. Chabchoub, N. Hoffmann, M. Onorato och N. Akhmediev. Super Rogue Waves: Observation of a Higher Order Breather in Water Waves   // Phys . Varv. x . - 2012. - Vol. 2. - P. 011015. - doi : 10.1103/PhysRevX.2.011015 .
  7. ↑ B. Kibler, J. Fatome, C. Finot, G. Millot, F. Dias, G. Genty, N. Akhmediev & J. M. Dudley. Peregrine soliton i olinjär fiberoptik  // Nature Physics  . - 2010. - Vol. 6. - s. 790-795. doi : 10.1038 / nphys1740 .
  8. ↑ A. Chabchoub, N. Hoffmann och N. Akhmediev. Rogue Wave Observation in a Water Wave Tank   // Phys . Varv. Lett. . - 2011. - Vol. 106. - P. 204502. - doi : 10.1103/PhysRevLett.106.204502 .
  9. ↑ Var kommer mördarvågor ifrån?  (ryska) , Komsomolskaya Pravda  (23 september 2004). Arkiverad från originalet den 28 januari 2012. Hämtad 6 september 2017.
  10. ↑ Michelangelo olycka . www.michelangelo-rafaello.com. Hämtad 6 september 2017. Arkiverad från originalet 7 oktober 2017.
  11. ↑ QE2 - Historia - Orkanen Luis . www.qe2.org.uk. Hämtad 6 september 2017. Arkiverad från originalet 6 september 2017.
  12. ↑ "Freak Wave - programsammanfattning" Arkiverad 4 januari 2018 på Wayback Machinewww.bbc.co.uk/ . BBC. 14 november 2002. Hämtad 15 januari 2016.
  13. ↑ En oberoende bedömning av sjunkandet av MV DERBYSHIRE . Royal Institution of Naval Architects. Hämtad 10 oktober 2017. Arkiverad från originalet 11 oktober 2017.
  14. ↑ Elizabeth Gerson. Den sista katastrofen för USSR:s flotta: för 25 år sedan kraschade trålaren "Kartli"  (eng.) . NTV. Hämtad 6 september 2017. Arkiverad från originalet 6 september 2017.

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk