Как называется высокая волна на море. Волны

Бродячие волны, волны-убийцы, волны-монстры, столетние волны… все эти эпитеты служат для обозначения гигантских волн, которые встречаются в океане. Они настолько высокие, что способны перевернуть океанский лайнер. Высота бродячей волны - как минимум вдвое больше высоты обычной большой волны.

В эпоху Великих географических открытий, когда многие корабли, отправлявшиеся в плаванье, не возвращались обратно, по портовым кабакам пошли гулять невероятные истории о загадочном природном явлении. Юнги, крещёные штормом, и видавшие виды моряки рассказывали о жуткой и неведомой силе, которая появляется в открытом море из ниоткуда и разрушает корабли в одно мгновенье. С тех пор принципы судостроения изменились, управляемость, остойчивость и прочность кораблей значительно выросли. Раньше считалось, что волны-убийцы - это миф, но последние исследования доказали их существование. Согласно подсчетам, вероятность появления таких волн в океане составляет 1 к 200 000.

На протяжении веков бывалые морские волки пугали своих слушателей жуткими рассказами о громадных волнах-убийцах высотой с гору. Но лишь сравнительно недавно океанологи и геофизики стали относиться к этим рассказам серьезно и пытаться понять, откуда берутся эти монстры и как от них уберечься. На помощь пришли математика и непрерывный космический мониторинг океана.

Хрестоматийная картина Айвазовского «Девятый вал» - о жертвах стихии - знакома, наверное, каждому. Разумеется, в число произведений известного мариниста эта тема попала не случайно: за многие столетия истории мореплавания фольклор оброс легендами о гигантских водяных стенах и провалах.

Как волна-убийца опрокидывает и топит суда, многие могли видеть в голливудском фильме-катастрофе «Идеальный шторм» (The Perfect Storm) - драматической истории о том, как в Северной Атлантике восточнее Ньюфаундленда в результате столкновения двух мощных штормовых фронтов бесследно исчезает рыболовецкая шхуна «Андреа Гейл», унося с собой жизни рыбаков.

По словам редких очевидцев, сумевших пережить буйство стихии, такие волны нередко возникают при вполне благоприятных погодных условиях, не предвещающих, казалось бы, никакой опасности.

Достоверных фактов о чудовищных волнах, неожиданно возникающих в открытом море, сравнительно немного, но тем не менее они накапливаются и требуют объяснения. Волны-убийцы совершенно не похожи на остальные: они в 3−5 раз превышают по высоте обычные волны, рождающиеся при сильном шторме.

Впервые официально волна-убийца была зафиксирована на норвежской газодобывающей платформе (платформа Дропнера) в 1995 году. Волну так и назвали - «волна Дропнера». Хотя она и не причинила платформе больших повреждений, ее высота составляла 26 метров - вдвое выше, чем в случае с любой другой большой волной в этом регионе.

Бродячие волны, в отличие от цунами, обычно встречаются очень далеко от берега. Для океанских штормов волны высотой 7 метров - обычное дело. Если шторм исключительно сильный, высота волн может достигать 15 метров. Но бродячие волны не рождаются в шторм и могут достигать высоты 30 метров и более (высота 10 этажного дома). Такая волна выглядит, как огромная, почти вертикальная стена воды. Если на пути бродячей волны оказывается корабль - надежд на спасение почти нет, он тонет за считанные минуты.

Бродячие волны могут появляться и на озерах. Так, в американском озере Супериор существует феномен под названием «Три сестры». Иногда на поверхности озера возникают три огромных, идущих друг за другом волны. В 1975 году военный корабль «Эдмунд Фицжеральд» (длиной 222 метров) утонул именно из-за столкновения с «сестрами».

Как показывают последние исследования, бродячие волны не так уж редки. Ученые исследовали данные со спутников и обнаружили, что в океане ежегодно появляется множество таких волн. Феномен волн-убийц изучали даже сотрудники американских военных лабораторий DARPA, но причину их возникновения так и не удалось выяснить.

История изучения волн - убийц

В 1840 году во время своей экспедиции французский мореплаватель Дюмон д’Юрвиль (1792–1842) наблюдал гигантскую 35-метровую волну, о чём и сообщил на заседании Французского географического общества. Но его подняли на смех: никто из ученых мужей не поверил, что такие монстры могут существовать. Бурное развитие судоходства и яхтинга в последующие полтора века предоставило многочисленные свидетельства существования необычных гигантских волн, подобных той, что наблюдал д’Юрвиль, – волн-убийц. Их ещё называют блуждающими волнами, волнами-монстрами и даже неправильными волнами. Одна-единственная волна-убийца, появляется из ниоткуда и исчезает в никуда прежде, чем её успевают зафиксировать. Это смертельное испытание даже для самых современных кораблей: поверхность, на которую обрушивается гигантская волна, может испытывать давление до 100 тонн на квадратный метр (а большинство современных судов может выдержать лишь до 15 тонн). Эта волна достаточно высока, чтобы затопить 10-этажное здание или опрокинуть 30-метровый круизный лайнер.

По словам чудом уцелевших очевидцев такие волны возникают неожиданно, длятся всего несколько секунд и часто несут смерть.

Декабрь 1942 года. «Queen Mary». Во времена Второй мировой войны этот роскошный лайнер переоборудовали в войсковой транспортировщик. Взяв на борт 15 тысяч человек, корабль направлялся в Англию. И тут на лайнер обрушилась 23-метровая стена воды. В самой высокой точке «Queen Mary» достигал около семи метров. Крен судна составил 5 градусов от поверхности воды. Волна ударила «Queen Mary» в борт, ещё немного и корабль буквально мог перевернуться днищем вверх. Однако «Queen Mary» удалось снова выровняться и встать прямо. На его борту было 15 тысяч человек.

…1943 год, Северная Атлантика. Круизный лайнер «Queen Elizabeth» попадает в глубокую ложбину и подвергается двум мощным волновым ударам подряд, которые наносят серьёзные повреждения на мостике – на высоте двадцать метров над ватерлинией.

…1944 год, Индийский океан. Крейсер британских ВМС «Бирмингем» проваливается в глубокую яму, после чего на его носовую часть обрушивается гигантская волна. Согласно записям командира, корабля палуба, находящаяся на высоте восемнадцать метров от уровня моря, залита водой по колено.

…1951 год. Северная Атлантика. Капитан Хенри Карлсон послал радиограмму о том, что на его грузовое судно Flying Enterprise обрушилась сила, которую он определил как большая волна. Он не назвал её волной убийцей.

Карлсон просто не хотел, чтобы его сочли очередным пьяницей-выдумщиком. Его корабль треснул в средней части: казалось, что кто-то взял огромный мясницкий топор и обрушил его на судно прямо по середине. Карлсону и его команде удавалось поддерживать судно на плаву. Карлсон был умным человеком и распорядился натягивать тросы на лебедках по обе стороны трещины. Когда трещина стала диаметром 2 см, они залили её бетоном и построили на ней волноотвод. Гениально! Корабль остался на плаву, но 28 часов спустя на судно обрушилась ещё одна волна-убийца высотой 20 м. Мачты и все радиоантенны сломались. Стальная обшивка судна треснула.

Ударная сила волны была просто чудовищной. Казалось, что разверзся ад. 40 членам экипажа и 10 пассажирам удалось спастись, а капитан Карлсон остался на корабле и посылал радиограммы. Британские буксиры пытались отвести пострадавшее судно за 600 с лишним километров в английский Фалмут, но когда до берега осталось 60 км, Flying Enterprise пошёл ко дну. Капитан Карлсон успел спастись всего за несколько минут до того, как корабль затонул. На родине капитана встречали как героя. Однако Карлсон предпочёл умолчать о том, что его судно стало жертвой двух волн-убийц. То, что существование волн-убийц долгое время отрицалось учёными, отчасти произошло потому, что капитаны не хотели признавать, что океан их покорил. Они гордятся своими умениями и не безосновательно. Но потом стало ясно, что в этом нет их вины: потому что никакие умения не помогут при встрече с волной-монстром.

…1966 год. Элегантный лайнер «Микеланджело» направляется через Атлантику в Нью-Йорк. 275-метровый красавец оборудован стабилизаторами качки, чтобы богатые пассажиры не пролили ни капли мартини. Однако в океане что-то произошло… Когда потрёпанный «Микеланджело» вошёл в порт Нью-Йорка, два пассажира и один член экипажа были мертвы, двенадцать ранены, а нос корабля превратился в груду покорёженной стали. Команда сообщила, что на них с невероятной силой обрушилась единственная волна высотой более 25 метров. Вода ворвалась на мостик и в каюты первого класса. Всё произошло буквально в считанные секунды.

…Декабрь 1978. Гордость немецкого торгового флота, супертанкер «Мюнхен» на всех парах шёл сквозь шторм в Атлантике. Судостроители заверили: «Мюнхен» непотопляем, ему «море по колено» и не страшен никакой шторм. Но вскоре выяснилось, что это не так. Находясь посреди океана, «Мюнхен» вдруг послал сигнал бедствия, и спустя пятнадцать секунд сигнал пропал. В ходе самых масштабных поисков в истории мореплавания было найдено лишь несколько обломков корабля да потрёпанная шлюпка, что болталась на волнах посреди океана. Шлюпка была сорвана со швартовых и словно разбита молотом. Это означало, что на корабль обрушилась сила с высоты 18 метров. Останки 29 членов экипажа так и не были обнаружены. Это давало основания считать, что корабль стал жертвой волны-убийцы. В заключении морского суда причиной возникновения необычного явления было названа плохая погода, но ни слова о том, что же это было за явление.

…1980 год. У берегов Японии пошел на дно английский сухогруз Derbyshire. Как показало обследование, судно длиной почти 300 метров погубила гигантская волна, которая пробила главный грузовой люк и залила трюм. Погибли 44 человека.

…В 1980 году с волной-убийцей столкнулся российский танкер «Таганрогский залив». Происходило это следующим образом. «Волнение моря после 12 ч тоже несколько уменьшилось и не превышало 6 баллов. Ход судна был сбавлен до самого малого, оно слушалось руля и хорошо «отыгрывалось» на волне. Бак и палуба водой не заливались. Неожиданно в 13 ч 01 мин носовая часть судна несколько опустилась, и вдруг у самого форштевня под углом 10-15 градусов к курсу судна был замечен гребень одиночной волны, которая возвышалась почти на 5 м над баком (фальшборт бака отстоял от уровня воды на 11 м). Гребень мгновенно обрушился на бак и накрыл работающих там матросов (один из них погиб). Матросы рассказывали, что судно как бы плавно пошло вниз, скользя по волне, и «зарылось» в вертикальный срез ее фронтальной части. Никто удара не ощутил, волна плавно перекатилась через бак судна, накрыв его слоем воды толщиной более 2 м. Ни вправо, ни влево продолжения волны не было…» (из книги И. Лавренова «Математическое моделирование ветровых волн в пространственно-неоднородном океане»)

Всерьёз за изучение волн-убийц взялись лишь после того, как в том же, 1980, году одному смельчаку удалось запечатлеть волну-убийцу во время её нападения на нефтяной танкер Esso Langbedoc. Танкер шёл домой из Дурмана, восточнее побережья ЮАР. На море было неспокойно, волны достигали 4,5 метров. Старший помощник капитана Филипп Лежур стоял на мостике, когда волна, намного выше всех остальных появилась ниоткуда и стала приближаться к кораблю. Когда вода прокатывалась по палубе, Лежур успел щёлкнуть затвором фотоаппарата. И это фото стало первым документальным свидетельством существования гигантских волн, которые способны накрыть даже огромный танкер. Верхушка мачты по правому борту находилась на высоте 25 метров от уровня воды, поэтому высота волн по сравнению с ней была определена как 30,5 метров. Esso Langbedoc пережил сокрушительный удар, который потряс корабль от носа до кормы. «Штормило, но несильно, - рассказывал потом Филипп Лежур в интервью английскому журналу New Scientist. - Вдруг со стороны кормы появилась огромная волна, во много раз выше всех остальных. Она накрыла все судно, под водой скрылись даже мачты». Танкеру повезло: он остался на плаву.

Теперь у учёных было вещественное доказательство (а за этим вскоре последовали и другие), им пришлось пересмотреть свои взгляды и, несмотря на невозможность математического моделирования процесса возникновения таких волн, признать факт их существования.

Хотя скептиков всё ещё было предостаточно, тем не менее, эксперты вели суровую статистику: по их подсчетам с 1968 по 1994 год волны-убийцы погубили порядка 200 судов, среди них - 22 громадных супертанкера (а погубить супертанкер очень непросто); утонуло более 600 человек.

Выяснилось также, что волны-убийцы не имеют никакого отношения ни к цунами, которые появляются в результате сейсмических явлений и набирают максимальную высоту лишь у самого берега, ни к обычным волнам, которые порождаются мощным штормом. Они возникают не только во время штормовой погоды, но и при слабом ветре и относительно небольшом волнении.

Вплоть до 2005 года тонуло по два корабля в неделю, обычно при весьма загадочных обстоятельствах. Но ещё большее количество мелких судов (траулеры, прогулочные яхты) при встрече с волнами-убийцами просто исчезают без следа, даже не успев послать сигнал бедствия. Гигантские водные валы высотой с пятнадцатиэтажный дом сминали или разбивали суденышки. Не спасало и мастерство рулевых: если кому-то удавалось успеть развернуться носом к волне, то его участь была такой же, как и у несчастных рыбаков в фильме «Идеальный шторм»: кораблик, пытаясь взобраться на гребень, становился в вертикальное положение и срывался вниз, падая в пучину килем кверху.

…1995 год, Северное море. Серьёзное повреждение от гигантской волны получает плавучая буровая установка «Веслефрикк Б», принадлежащая компании Statoil. По свидетельству одного из членов экипажа, за несколько минут до удара он видел стену воды.

…1995 год, Северная Атлантика. При переходе в Нью-Йорк круизный лайнер «Куин Элизабет-2» попадает в ураган и принимает на носовую часть удар волны высотой двадцать девять метров. «Ощущение было такое, что мы врезаемся в Белые скалы Дувра», - рассказывал капитан Рональд Уоррик.

…1998 год, Северная Атлантика. Плавучая эксплуатационная платформа «Шихэллион» компании ВР Amoco подвергается удару гигантской волны, которая разносит её баковую надстройку на высоте восемнадцать метров от уровня воды.

…2000 год, Северная Атлантика. Приняв сигнал бедствия от яхты на расстоянии 600 миль от ирландского порта Корк, британский круизный лайнер «Ориана» получает удар волны высотой двадцать один метр.

…2001 год. Пассажиры круизных лайнеров «Бремен» и «Звезда Каледонии» тогда рассказывали, будто бы суда попали во впадину между гигантскими волнами. Горизонт скрылся из виду, и какое-то время шли вдоль водяных стен, которые возвышались над самыми верхними палубами.

…2005 год. Круизный лайнер Norwegian Dawn, огромный 300-метровый корабль с 2500 пассажиров на борту шёл в Нью-Йорк с Багамских островов. Внезапно лайнер резко накренился, а в следующие секунды гигантская волна обрушилась на его борт, выбивая иллюминаторы кают и смывая за борт всё на своём пути. Кораблю очень повезло, он отделался лишь небольшими повреждениями корпуса, смытым за борт имуществом да ранеными пассажирами.

Но не только в океанах капитаны сталкиваются с волнами-убийцами. Североамериканские Великие озера не стали исключением. Именно там произошла одна из самых известных катастроф в морской истории. Великие Озера в Северной Америке являются своего родами морями, и об этом знает каждый мореход. Там возможны волны, подобные тем, что образуются в океане. Поэтому нет ничего удивительного в том, что на Великих Озерах появляются волны-убийцы.

10 ноября 1975 года грузовое судно Edmund Fitzerald, перевозившее товары для сталелитейной промышленности попало на озере Верхнем в ужасный шторм. С наступлением темноты у судна возникли непредвиденные проблемы: шторм вывел из строя радар и повредил само судно. Капитан Эрнест Максорли передал находящемуся рядом судну «Артуру Андерсену», что у «Фитца…» неприятности, но ничего серьезного. С Андерсена ответили, что в направлении Edmund Fitzerald движутся две огромные волны. Вдруг за несколько минут судно пропало с 29 членами экипажа. Во время последнего сеанса связи капитан «Фитцжеральда» сообщил, что у них всё в порядке, они справятся своими силами. Потом огни пропали, и судно вообще исчезло. Возможно, что ударом двух волн-убийц судно просто разломило напополам, и оно затонуло в течение нескольких минут.

Спустя полгода береговая охрана США обнаружила обломки Edmund Fitzerald на дне озера Верхнее. Оно разломилось пополам. Искореженный Edmund Fitzerald лежал на глубине более 150 метров. Береговая охрана не могла точно сказать, что явилось причиной затопления судна, но ученые из Национального Управления Изучения Океанов и Атмосферы зарегистрировали волны-убийцы в районе Великих Озер. И Уайтфишпойнт, где и нашли Edmund Fitzerald, находится там, где вполне могли возникнуть волны-убийцы.

Волны-убийцы стали предметом внимания для многих международных организаций, занимающихся проблемами безопасности судов и морских сооружений, таких как International Association of Classification Societies.

Технические нормы и стандарты безопасности, разрабатываемые этими организациями, носят, как правило, рекомендательный характер для соответствующих национальных институтов. Вместе с тем некоторые национальные организации в последние годы пересматривают свои подходы к проблемам безопасности в море и переходят от стандартов «наиболее вероятная опасность» к стандартам «возможный риск».

Обычно волна-убийца описывается как быстро приближающаяся водяная стена огромной высоты. Перед ней движется впадина глубиной несколько метров - «дыра в море». Высота волны обычно указывается именно как расстояние от высшей точки гребня до низшей точки впадины. По внешнему виду волны-убийцы делятся на три основных типа: «белая стена», «три сестры», «одиночная башня».
«Три сестры» - это когда следующие одна за другой три гигантские волны, поднявшись на которые, переламываются под собственным весом супертанкеры. «Три сестры» возникают при столкновении морских течений: наиболее часто такие волны появляются у мыса Доброй Надежды (южная оконечность Африки), где соединяются теплые и холодные потоки.

По наблюдениям Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), волны-убийцы бывают рассеивающиеся и не рассеивающиеся. Последние способны проделать по морю довольно долгий путь: от шести до десяти миль. Если судно замечает волну издали, можно успеть принять какие-то меры. Рассеивающиеся же появляются буквально ниоткуда, обрушиваются и исчезают. И их добычей становились не только корабли…

Штормы в Северной Атлантике - одни из жесточайших в мире. Сила океана здесь такова, что стена воды здесь ничуть не мягче бетонной… На этот раз волна-убийца невероятной силы и высотой с 35-этажный дом ударила по нефтяной платформе «Ocean Ranger», которая находилась в районе Большой Ньюфаундлендской банки (банка - возвышенный участок дна). Об этой трагедии в Ньюфаундленде помнят до сих пор. Потому что мощи одной единственной волны хватило, чтобы опрокинуть огромную платформу и забрать разом столько жизней…

14 февраля 1982 года волна высотой примерно в 27,5 метров выдавила окна центра управления на Ocean Ranger. Вода залила пульт управления и все компьютерные системы; балластные цистерны, которые стабилизировали платформу, вышли из строя, и она перевернулась. В результате погибли все 84 рабочих буровой. Это был самый трагический исход встречи с волной-убийцей. А ведь Ocean Ranger по тем временам была сама большой и самой современной буровой платформой, для которой 12-метровые волны были просто небольшим волнением. И это далеко не единичный случай. Но даже обладая подобными свидетельствами, учёные сомневались в реальном размере волн-убийц. Только в 1995 в результате удара по другой нефтяной платформе были получены первые надёжные свидетельства мощи такой волны.

…Буровая платформа «Дропнер» стояла в Северном море между Норвегией и Шотландией. В первый день нового года платформу осаждали 10-метровые волны, и в этом не было ничего необычного. Внезапно на скорости более 70 км/ч на платформу обрушилась волна в 3 раза больше обычных. При ударе волны лазер, установленный на платформе, зафиксировал точные показания этого монстра. Гребень волны находился на высоте 27 с лишним метров. Эти данные стали большим шагом вперед. Так как характер повреждений оборудования соответствовал указанной высоте волны, научный мир признал существование волн-убийц, а также тот факт, что рассказ об их размере – вовсе не сказки незадачливых мореходов.

Так выглядят обычные большие волны в океане. Бродячие волны - больше в несколько раз:

Механика волны

Частицы воды благодаря их большой подвижности легко выходят из состояния равновесия под действием разного рода сил и совершают колебательные движения. Причинами, вызывающими появление волн, могут быть приливообразующие силы Луны и Солнца, ветер, колебания атмосферного давления, подводные землетрясения или деформации дна. Ветровые волны образуются за счет энергии ветра, передаваемой путем непосредственного давления воздушного потока на наветренные склоны гребней и трения о поверхность воды.

Природа образования волн на водной поверхности была хорошо изучена, смоделирована и описана европейскими учеными в первой половине XIX века. Уже тогда было ясно, что при ветре силой более двух баллов (скоростью свыше четырех узлов) потоки воздуха передают морской ряби энергию, вполне достаточную для образования настоящих волн и зыби.

Если ветер не утихает, волнение постепенно усиливается, так как колебательные движения воды получают дополнительную энергию извне. Высота волны при этом зависит не только от скорости ветра, но и от продолжительности его воздействия, а также от глубины и площади открытой воды.

В справочниках и энциклопедиях приведены высоты волн, характерные для разных океанов. Так, энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона сообщает, что самые большие волны встречаются в области западных ветров Индийского океана (11,5 м) и в восточной части Тихого океана (7,5 м). Однажды такие волны наблюдались у Азорских островов (15 м) и в Тихом океане между Новой Зеландией и Южной Америкой (14 м).

Когда волна, приходящая из открытого моря, выклинивается возвышенным дном, возникает прибой или бурун. На западном побережье экваториальной Африки и возле Мадраса в Индии волны прибоя иногда достигают 22 метров в высоту.

Некоторые ученые-океанологи отрицают существование громадных волн-убийц в открытом море, считая, что объективная картина искажается в глазах перепуганных очевидцев. Из-за углубления, которое всегда идет перед волной, возникает особый эффект восприятия, усиливающийся еще и тем, что корабль располагается не горизонтально, то есть параллельно подошве волны, а наклонен к ней. В итоге высота волны может сильно преувеличиваться.

Тем не менее постоянно накапливающиеся факты доказывают обратное. Известно, что разные волны могут взаимодействовать, вызывая усиление и ослабление волнения. Наложение двух когерентных волн вызывает волну, высота которой равна сумме высот отдельных волн. Это явление называется интерференцией.

Именно интерференцией ученые объясняют возникновение в некоторых местах океана необыкновенно высоких волн. Они встречаются на «стыке» волн Атлантического и Индийского океанов - у мыса Доброй Надежды, самой южной точки африканского континента, и у мыса Игольный. Здесь встретившиеся волны начинают громоздиться одна на другую, порождая громадные валы. Моряки называют их «кейпроллерами» (от английских слов саре - мыс и roller - вал, большая волна), а океанологи - уединенными или эпизодическими волнами. Кейп-роллеры уничтожают как малые суда, так и огромные танкеры, спортивные яхты и сухогрузы, пассажирские лайнеры. Видимо, именно из-за такой волны потерпело катастрофу у восточного побережья Южной Африки советское транспортное судно «Таганрогский залив» в 1985 году.

Кейпроллеры возникают не только у южной оконечности Африки, но и в районах Ньюфаундлендской банки, у Бермудских островов, у мыса Горн, на окраинах норвежского шельфа и даже у берегов Греции

Если две интерферирующих волны встречают на пути какую-либо преграду - отмель, рифы, остров или берег - выклинивание порождает новую волну, намного превосходящую по высоте своих «родительниц». Из-за отражения волн от различных преград в результате наложения отраженной волны на прямую могут возникать так называемые стоячие волны. В отличие от бегущей волны, в стоячей не происходит течения энергии. Различные участки такой волны колеблются в одной и той же фазе, но с разной амплитудой.

Интерферируя между собой, могут сталкиваться воздушные потоки и морские течения, и тогда их энергия суммируется в виде волн. Вот почему можно встретить суперволны в Гольфстриме, Куросио и других мощных океанских течениях.

Возле пользующегося дурной славой мыса Горн происходит то же самое: быстрые течения сталкиваются с противодействующими ветрами.

Однако и механизмы интерференции не могут дать исчерпывающего объяснения причин возникновения волн-великанов.

В разгадке секретов гигантских волн на помощь океанографам пришли физики и математики. Ефим Пелиновский изучил и описал механизм возникновения уединенных стационарных волн, которые называют солитонами (от solitary wave - уединенная волна). Главная особенность солитонов состоит в том, что эти волны-одиночки не меняют своей формы в процессе распространения, даже при взаимодействии с себе подобными. Такие волны могут распространяться на очень большие расстояния без потери своей энергии.

Толща воды в океане устроена весьма непросто. Океан неоднороден по вертикали: там имеются слои разной плотности, в каждом из которых могут возникать и распространяться внутренние волны, достигающие высоты в 100 и более метров. Пелиновский считает, что во внутренних слоях океана тоже существуют солитоны, и активно занимается их исследованием и прогнозом.

Крупномасштабные атмосферные воздействия - циклоны и антициклоны - приводят к повышению или понижению поверхности океана в областях низкого и высокого давления. Эта связь получила название закона обратного барометра. Понижение атмосферного давления только на 1 мм ртутного столба может вызвать повышение уровня океана в этом месте на 13 мм. Если же давление падает на десятки миллиметров, что нередко случается во время тайфунов, то на поверхности океана появляется возвышенность в метры или десятки метров, которая, распространяясь, может породить гигантскую волну. Перепады давления могут привести к возникновению резонансных явлений, которые и служат причиной зарождения огромных волн в океане.

Математическое моделирование морских волн проводится сегодня во многих странах мира, ученые предлагают решения, весьма непохожие друг на друга, по-разному описывая разные типы гигантских волн.

Конечно же, математические модели создаются не только ради объяснения природы волн. Ученые ставят перед собой вполне конкретную цель - научиться спасать от гибели суда и нефтегазовые сооружения на шельфе. А главное - жизнь людей.

Научные исследования показали, что в среднем одна из 23 волн существенно превосходит другие по своим параметрам. Статистика свидетельствует, что одна уединенная волна, втрое превосходящая по своим параметрам обычную, приходится на 1175 волн, а четырехкратное превышение встречается у одной волны из 300 тысяч нормальных. Однако статистика, к сожалению, не позволяет предсказать появление волны-убийцы.

Последние наблюдения ученых доказывают, что волны-гиганты - не такая уж редкость, и их существование следует учитывать при проектировании судов. В университете Глазго составлен каталог недавних морских катастроф, вызванных волнами-убийцами. Из 60 сверхкрупных судов, затонувших в период с 1969 по 1994 год, 22 грузовых судна длиной более 200 метров стали жертвами гигантских волн. Они проламывали главный грузовой люк и затапливали главный трюм. В этих кораблекрушениях погибло 542 человека. В большой опасности оказываются и нефтяники, так как добыча постепенно перемещается на океанский шельф, а при проектировании нынешних морских платформ и плавучих буровых существование гигантских волн-убийц явно не бралось в расчет.

В 2000 году Евросоюз инициировал запуск межнационального проекта по исследованию волн-убийц под названием MaxWave («Максимальная волна»). И вскоре при помощи двух спутников Европейское космическое агентство стало вести наблюдение за океаном. Лишь за первые три недели работы спутники зафиксировали с десяток волн-убийц высотой около 30 метров! Кроме того, выяснилось, что волны-убийцы возникают в океане раз в два дня. Понятно, что это средняя температура по больнице, но всё же это лучше, чем ничего. Или то, что было ранее. Например, анализ данных радаров нефтяной платформы Гома в Северном море показал, что за 12 лет в доступном поле обозрения было зафиксировано 466 волн-убийц. Устаревшие же теории волнообразования показывали, что в этом регионе появление волны-убийцы могло случиться раз в десять тысяч лет! Ничего себе, «погрешность»?

Вывод о том, что волны-убийцы встречаются в океане значительно чаще, чем это предполагалось ранее, к которому пришло Европейское космическое агентство (ESA) и подтвержденный независимыми измерениями волн вЮжной Атлантике, может в корне изменить подход к стандартам безопасности строительства и эксплуатации морских нефтяных платформ и танкеров. По мнению известного норвежского эксперта С. Хавера, высота волны-убийцы может на 10-20% превышать порог, заданный статистическими данными о волнении, который учитывается при строительстве нефтяных платформ. Еще более категорично высказался авторитетный британский эксперт в области судостроения Д. Фолкнер, утверждая, что часто используемые при постройке судов критерии экстремальной высоты линейной волны в 10,75 м и максимальной нагрузки в 26-60 кН/мм2 совершенно неадекватны и не обеспечивают безопасность на море в условиях воздействия катастрофических волн.

Практическая сторона исследования этого природного явления вполне очевидна. Изучение их свойств позволит внести корректировки в проекты строящихся морских лайнеров, что необходимо из-за все возрастающих аварий танкеров и вызываемых тем самым экологических бедствий. Если такие огромные волны существуют, то надо уметь им сопротивляться.

Но пока для морских судов эти волны продолжают представлять угрозу.

Волнение — это колебательное движение воды. Оно воспринимается наблюдателем как движение волн по поверхности воды. На самом же деле водная поверхность совершает колебания вверх-вниз от среднего уровня положения равновесия. Форма волн при волнении постоянно изменяется в связи с движением частиц по замкнутым, почти круговым орбитам.

Каждая волна представляет собой плавное соединение возвышений и углублений. Основными частями волны являются: гребень — самая высокая часть; подошва - самая низкая часть; склон - профиль между гребнем и подошвой волны. Линия вдоль гребня волны называется фронтом волны (рис. 1).

Рис. 1. Основные части волны

Основные характеристики волн — это высота - разность уровней гребня и подошвы волны; длина - кратчайшее расстояние межу смежными гребнями или подошвами волн; крутизна - угол между склоном волны и горизонтальной плоскостью (рис. 1).

Рис. 1. Основные характеристики волны

Волны обладают очень большой кинетической энергией. Чем выше волна, тем больше в ней заключено кинетической энергии (пропорционально квадрату увеличения высоты).

Под влиянием силы Кориолиса справа по течению вдали от материка возникает водяной вал, а у суши создается депрессия.

По происхождению волны подразделяются следующим образом:

• волны трения;
• барические волны;
• сейсмические волны или цунами;
• сейши;
• приливные волны.

Волны трения

Волны трения, в свою очередь, могут быть ветровыми (рис. 2) или глубинными. Ветровые волны возникают вследствие ветровые волнытрения на границе воздуха и воды. Высота ветровых волн не превышает 4 м, но при сильных и затяжных штормах она возрастает до 10-15 м и выше. Наиболее высокие волны — до 25 м — наблюдаются в полосе западных ветров Южного полушария.

Рис. 2. Ветровые волны и волны прибоя

Пирамидальные, высокие и крутые ветровые волны получили название толчея. Эти волны присущи центральным областям циклонов. Когда ветер стихает, волнение приобретает характер зыби , т. е. волнения по инерции.

Первичная форма ветровых волн - рябь. Она возникает при скорости ветра менее 1 м/с, а при скорости, большей 1 м/с, образуются сначала мелкие, а потом более крупные волны.

Волна близ берегов, в основном на мелководьях, основывающаяся на поступательных движениях, получила название прибоя (см. рис. 2).

Глубинные волны возникают на границе двух слоев воды с разными свойствами. Они часто возникают в проливах, с двумя этажами течения, близ устьев рек, у кромки тающих льдов. Эти волны перемешивают морскую воду и являются очень опасными для моряков.

Барическая волна

Барические волны возникают из-за быстрой смены атмосферного давления в местах происхождения циклонов, особенно тропических. Обычно эти волны одиночные и не приносят особого вреда. Исключение составляют случаи, когда они совпадают с высоким приливом. Таким бедствиям наиболее часто подвергаются Антильские острова, полуостров Флорида, побережья Китая, Индии, Японии.

Цунами

Сейсмические волны возникают под воздействием подводных толчков и прибрежных землетрясений. Это очень длинные и невысокие в открытом океане волны, но сила их распространения достаточно велика. Они движутся с очень большой скоростью. У побережий их длина сокращается, а высота резко возрастает (в среднем от 10 до 50 м). Их появление влечет за собой человеческие жертвы. Сначала морс отступает на несколько километров от берега, набирая силу для толчка, а потом волны с огромной скоростью выплескиваются на берег с интервалом 15-20 мин (рис. 3).

Рис. 3. Трансформация цунами

Японцы назвали сейсмические волны цунами , и этот термин используется во всем мире.

Сейсмический пояс Тихого океана является основным районом образования цунами.

Сейши

Сейши — это стоячие волны, которые возникают в заливах и внутренних морях. Они происходят по инерции после прекращения действия внешних сил — ветра, сейсмических толчков, резких изменений , выпадения интенсивных осадков и т. д. При этом в одном месте вода поднимается, а в другом — опускается.

Приливная волна

Приливные волны — это движения , совершаемые под влиянием приливообразующих сил Луны и Солнца. Обратная реакция морской воды на прилив - отлив. Полоса, осушаемая во время отлива, называется осушкой.

Существует тесная связь высоты приливов и отливов с фазами Луны. В новолуния и полнолуния наблюдаются самые высокие приливы и самые низкие отливы. Они называются сизигийными. В это время лунные и солнечные приливы, наступая одновременно, накладываются друг на друга. В промежутках между ними, в первую и последнюю четверги фазы Луны, наблюдаются самые низкие, квадратурные приливы.

Как уже было сказано во втором разделе, в открытом океане высота прилива невелика — 1,0-2,0 м, а у расчлененных берегов она резко возрастает. Максимальной величины прилив достигает на атлантическом побережье Северной Америки, в заливе Фанди (до 18 м). В России максимальная величина прилива — 12,9 м — отмечена в заливе Шелихова (Охотское море). Во внутренних морях приливы мало заметны, например, в Балтийском морс у Санкт-Петербурга прилив составляет 4,8 см, а вот по некоторым рекам прилив прослеживается на сотни и даже тысячи километров от устья, например, в Амазонке — до 1400 см.

Крутую приливную волну, поднимающуюся вверх по реке, называют бором. На Амазонке бор достигает высоты 5 м и ощущается на расстоянии 1400 км от устья реки.

Даже при спокойной поверхности в толще океанских вод происходит волнение. Это так называемые внутренние волны — медленные, но весьма значительные по размаху, достигающему порой сотен метров. Они возникают в результате внешнего воздействия на неоднородную по вертикали массу воды. К тому же так как температура, соленость и плотность океанской воды изменяются с глубиной не постепенно, а скачкообразно от одного слоя к другому, на границе между этими слоями и возникают специфические внутренние волны.

Морские течения

Морские течения — это горизонтальные поступательные движения водных масс в океанах и морях, характеризующиеся определенным направлением и скоростью. Они достигают нескольких тысяч километров в длину, десятков-сотен километров в ширину, сотен метров в глубину. По физико-химическим свойствам воды морских течений отличны от окружающих.

По продолжительности существования (устойчивости) морские течения подразделяют следующим образом:

• постоянные , которые проходят в одних и тех же районах океана, имеют одно генеральное направление, более или менее постоянную скорость и устойчивые физико-химические свойства переносимых водных масс (Северное и Южное пассатные, Гольфстрим и др.);
• периодические , у которых направление, скорость, температура подчинены периодическим закономерностям. Происходят они через равные промежутки времени в определенной последовательности (летнее и зимнее муссонные течения в северной части Индийского океана, приливно-отливные течения);
• временные , вызываемые чаще всего ветрами.

По температурному признаку морские течения бывают:

• теплые , которые имеют температуру выше, чем окружающая вода (например. Мурманское течение с температурой 2-3 °С среди вод О °С); они имеют направление от экватора к полюсам;
• холодные , температура которых ниже окружающей воды (например, Канарское течение с температурой 15-16 °С среди вод с температурой около 20 °С); эти течения направлены от полюсов к экватору;
• нейтральные , которые имеют температуру, близкую к окружающей среде (например, экваториальные течения).

По глубине расположения в толще воды различают течения:

• поверхностные (до 200 м глубины);
• подповерхностные , имеющие направление, противоположное поверхностному;
• глубинные , движение которых совершается очень медленно — порядка нескольких сантиметров или первых десятков сантиметров в секунду;
• придонные , регулирующие обмен вод между полярными — субполярными и экваториально-тропическими широтами.

По происхождению выделяют следующие течения:

• фрикционные , которые могут быть дрейфовыми или ветровыми. Дрейфовые возникают под влиянием постоянных ветров, а ветровые создаются сезонными ветрами;
• градиентно-гравитационные , среди которых выделяют стоковые , образующиеся в результате наклона поверхности, вызванного избытком вод вследствие их притока из океана и обильных осадков, и компенсационные , которые возникают благодаря оттоку вод, скудным осадкам;
• инертные , которые наблюдаются после прекращения действия возбуждающих их факторов (например, приливные течения).

Система течений океана обусловлена общей циркуляцией атмосферы.

Если представить гипотетический океан, непрерывно простирающийся от Северного полюса к Южному, и наложить на него генерализированную схему атмосферных ветров, то с учетом отклоняющей силы Кориолиса получим шесть замкнутых колец -
круговоротов морских течений: Северное и Южное экваториальные, Северное и Южное субтропические, Субарктическое и Субантарктическое (рис. 4).

Рис. 4. Круговороты морских течений

Отступления от идеальной схемы вызваны наличием материков и особенностями их распределения по земной поверхности Земли. Однако, как и на идеальной схеме, в действительности на поверхности океана наблюдается зональная смена крупных — протяженностью в несколько тысяч километров — не полностью замкнутых циркуляционных систем: это экваториальная антициклоническая; тропические циклонические, северная и южная; субтропические антициклонические, северная и южная; антарктическая циркумполярная; высокоширотные циклонические; арктическая антициклоническая системы.

В Северном полушарии они движутся по часовой стрелке, в Южном — против. С запада на восток направлены экваториальные межпассатные противотечения.

В умеренных субполярных широтах Северного полушария существуют малые кольца течений вокруг барических минимумов. Движение вод в них направлено против часовой стрелки, а в Южном полушарии — с запада на восток вокруг Антарктиды.

Течения в зональных циркуляционных системах достаточно хорошо прослеживаются до глубины 200 м. С глубиной они меняют направление, слабеют и превращаются в слабые вихри. Взамен на глубине усиливаются меридиональные течения.

Самые мощные и глубокие из поверхностных течений играют важнейшую роль в глобальной циркуляции Мирового океана. Наиболее устойчивые поверхностные течения — это Северное и Южное пассатные течения Тихого и Атлантического океанов и Южное пассатное течение Индийского океана. Они имеют направление с востока на запад. Для тропических широт характерны теплые сточные течения, например Гольфстрим, Куросио, Бразильское и др.

Под действием постоянных западных ветров в умеренных широтах существуют теплые Северо-Атлантическое и Северо-

Тихоокеанское течения в Северном полушарии и холодное (нейтральное) течение Западных ветров — в Южном. Последнее образует кольцо в трех океанах вокруг Антарктиды. Замыкают большие круговороты в Северном полушарии холодные компенсационные течения: вдоль западных берегов в тропических широтах — Калифорнийское, Канарское, а в Южном — Перуанское, Бенгальское, Западно-Австралийское.

Наиболее известными течениями также являются теплое Норвежское течение в Арктике, холодное Лабрадорское в Атлантике, теплое Аляскинское и холодное Курило-Камчатское — в Тихом океане.

Муссонная циркуляция в северной части Индийского океана порождает сезонные ветровые течения: зимнее — с востока на запад и летнее — с запада на восток.

В Северном Ледовитом океане направление движения вод и льдов происходит с востока на запад (Трансатлантическое течение). Причины его — обильный речной сток рек Сибири, вращательное циклоническое движение (против часовой стрелки) над Баренцевым и Карским морями.

Помимо циркуляционных макросистем существуют вихри открытого океана. Их размер — 100-150 км, а скорость перемещения водных масс вокруг центра — 10-20 см/с. Эти мезосистемы называются синоптическими вихрями. Считается, что именно в них заключено не менее 90 % кинетической энергии океана. Вихри наблюдаются не только в открытом океане, но и в морских течениях типа Гольфстрим. Здесь они вращаются с еще большей скоростью, чем в открытом океане, их кольцевая система лучше выражена, поэтому их называют рингами.

Для климата и природы Земли, особенно прибрежных районов, значение морских течений велико. Теплые и холодные течения поддерживают разницу температур западных и восточных побережий материков, нарушая ее зональное распределение. Так, незамерзающий Мурманский порт находится за Полярным кругом, а на восточном побережье Северной Америки замерзает залив св. Лаврентия (48° с.ш.). Теплые течения способствуют выпадению осадков, холодные, напротив, уменьшают возможность их выпадения. Поэтому территории, омываемые теплыми течениями, имеют влажный климат, а холодными — сухой. При помощи морских течений осуществляются миграция растений и животных, перенос питательных веществ и газовый обмен. Течения учитывают и при мореплавании.

За тысячи лет мореплавания люди научились бороться с опасностями водной стихии. Лоции указывают безопасный путь, синоптики предупреждают о штормах, спутники наблюдают за айсбергами и другими опасными объектами. Однако до сих пор непонятно, как уберечься от тридцатиметровой волны, которая неожиданно возникает без видимых причин. Еще пятнадцать лет назад загадочные волны-убийцы считались выдумкой.

Иногда появление гигантских волн на поверхности океана вполне понятно и ожидаемо, но иногда они — настоящая загадка. Зачастую такая волна — смертный приговор для любого судна. Имя этим загадкам — волны-убийцы.

Вряд ли вы найдете моряка, который не прошел бы крещение штормом. Поскольку, перефразируя известную поговорку, бури бояться — в море не выходить. С самой зари мореплавания шторм был лучшим экзаменом и на мужество, и на профессионализм. И если любимая тема воспоминаний ветеранов войн — былые сражения, то «морские волки» непременно расскажут вам о свистящем ветре, срывающем радиоантенны и радары, и огромных ревущих волнах, едва не поглотивших их корабль. Который, возможно, был «самым-самым».

Но уже 200 лет назад возникла необходимость уточнить силу шторма. Поэтому в 1806 году ирландским гидрографом и адмиралом британского флота Френсисом Бофортом (Francis Beaufort, 1774-1875) была введена специальная шкала, по которой погода на море классифицировалась в зависимости от степени воздействия ветра на водную поверхность. Она была разбита на тринадцать ступеней: от нуля (полный штиль) до 12 баллов (ураган). В ХХ веке, с некоторыми изменениями (в 1946 году она была 17-бальная), её принял Международный метеорологический комитет — в том числе и для классификации ветров на суше. С тех пор перед моряком, прошедшим 12-бальное «волнение», невольно снимали шляпы — поскольку были хотя бы наслышаны, что это такое: вздымающиеся огромные валы, вершины которых ураганный ветер раздувает в сплошные тучи брызг и пены.

Однако для страшного явления, которое регулярно обрушивается на Юго-Восточную оконечность Североамериканского континента, в 1920 году пришлось придумать новую шкалу. Это пятибалльная шкала ураганов Саффира-Симпсона, которая оценивает не столько саму мощь стихии, сколько разрушения, которые она производит.

Согласно этой шкале, ураган первой категории (скорость ветра 119-153 км/ч) ломает ветки деревьев и наносит некоторые повреждения небольшим судам у причала. Ураган третьей категории (179-209 км/ч) валит деревья, срывает крыши и разрушает легкие сборные дома, затапливает береговую линию. Самый страшный ураган пятой категории (более 255 км/ч) разрушает большую часть зданий и вызывает серьезные наводнения — гоня на сушу большие массы воды. Именно таким был печально известный ураган «Катрина», который в 2005 году обрушился на Новый Орлеан.

Карибское море, где в ежегодно в период с 1 июня по 30 ноября проносятся до десяти формирующихся в Атлантике ураганов, издавна считалось одним из опаснейших районов для мореплавания. Да и жить на островах этого бассейна отнюдь не безопасно — особенно в такой бедной стране, как Гаити — где нет ни нормальной службы предупреждения, ни возможности эвакуироваться с опасного побережья. В 2004 году во время урагана «Дженни» там погибли 1316 человек. Ревущий как эскадрилия реактивных самолетов ветер сдувал ветхие хижины вместе с их жильцами, обрушивал на головы людей пальмы. А с моря на них накатывались пенящиеся валы.

Можно только представить себе, что испытывает команда корабля, попавшего в «самое пекло» такого урагана. Однако случается, что корабли гибнут вовсе не во время шторма.

В апреле 2005 года круизный лайнер «Norwegian Dawn», покинув сказочные Багамские острова, направлялся в гавань Нью-Йорка. Море слегка штормило, однако огромный 300-метровый корабль мог себе позволить просто не замечать такое волнение. Две с половиной тысячи пассажиров весело оттягивались в ресторанах, гуляли по палубам и фотографировались на память.

Внезапно лайнер резко накренился, а в следующие секунды гигантская волна обрушилась на его борт, выбивая иллюминаторы кают. Она пронеслась через корабль, сметая на своем пути шезлонги, переворачивая шлюпки и установленные на 12-й палубе джакузи, сбивая с ног пассажиров и матросов.

«Это был настоящий ад, — рассказывал Джеймс Фрэйли, один из пассажиров, отмечавший на лайнере медовый месяц со своей женой. — Потоки воды перекатывались через палубы. Мы принялись звонить родным и близким, чтобы попрощаться, решив, что корабль гибнет».

Так «Norwegian Dawn» столкнулся с одной из самых загадочных и ужасных океанских аномалий — гигантской волной-убийцей. На Западе они получили различные названия: freak, rogue, rabid-dog, giant waves, cape rollers, steep wave events и пр.

Кораблю очень повезло — он отделался лишь небольшими повреждениями корпуса, смытым за борт имуществом да ранеными пассажирами. Но волна, внезапно обрушившаяся на него, не зря получила свое зловещее прозвище. Лайнер вполне могла постигнуть судьба голливудского «Посейдона» — перевернувшегося вверх дном в одноименном фильме. Или, что ещё хуже — просто переломиться пополам и утонуть, став вторым «Титаником».

Ещё в 1840 году во время своей экспедиции французский мореплаватель Дюмон Дюрвиль (Jules Sebastien Cesar Dumont d’Urville, 1792-1842) наблюдал гигантскую волну высотой около 35 м. Но его сообщение на заседании Французского географического общества вызвало лишь иронический смех. Никто из ученых мужей не мог поверить в то, что такие волны могут существовать.

Всерьез за изучение этого явления взялись только после того, как в 1980 году у берегов Японии пошел на дно английский сухогруз «Дербишир» (Derbyshire). Как показало обследование, судно длиной почти 300 метров погубила гигантская волна, которая пробила главный грузовой люк и залила трюм. Погибли 44 человека. В том же году к востоку от побережья ЮАР с волной-убийцей столкнулся нефтяной танкер «Эссо Лангедок» (Esso Languedoc).

«Штормило, но несильно, — приводил рассказ старшего помощника капитана Филиппа Лижура (Philippe Lijour) английский журнал New Scientist, — Вдруг со стороны кормы появилась огромная волна, во много раз выше всех остальных. Она накрыла все судно, под водой скрылись даже мачты».

Пока вода прокатывалась по палубе, Филипп успел схватить сфотографировать её. По его оценке, вал взметнулся не менее чем на 30 метров. Танкеру повезло — он остался на плаву. Однако эти два случая стали последней каплей, заставившие запаниковать компании, занимающиеся экспортом-импортом сырья. Ведь считалось, что перевозить его на гигантских судах не только экономически выгодней, но и безопасней — мол, таким кораблям, которым «море по колено», не страшен никакой шторм.

Увы! Только в период с 1969 по 1994 годы в Тихом и Атлантическом океанах при встрече с подобными волнами затонули или получили серьезные повреждения двадцать два супертанкера — при этом погибли пятьсот двадцать пять человек. Ещё двенадцать подобных трагедий за это время произошло в Индийском океане. Страдают от них и морские нефтяные платформы. Так, 15 февраля 1982 года волна-убийца перевернула буровую вышку компании «Mobil Oil» в районе Ньюфаундлендской банки, унеся жизни восьмидесяти четырех рабочих.

Но ещё большее количество мелких судов (траулеры, прогулочные яхты) при встрече с волнами-убийцами просто исчезают без следа, даже не успев послать сигнал бедствия. Гигантские водные валы высотой с пятнадцатиэтажный дом сминали или разбивали суденышки. Не спасало и мастерство рулевых: если кому-то удавалось успеть развернуться носом к волне, то его участь была такой же, как и у несчастных рыбаков в фильме «Идеальный шторм»: кораблик, пытаясь взобраться на гребень, становился в вертикальное положение — и срывался вниз, падая в пучину килем кверху.

Обычно волны-убийцы возникают во время шторма. Это тот самый «девятый вал», которого так страшатся моряки — но столкнуться с ним, к счастью, случается не всем. Если высота обычных штормовых гребней в среднем составляет 4-6 метров (10-15 при урагане), то внезапно возникающая среди них волна может достигать высоты 25-30 метров.

Однако более редкие, и гораздо более опасные волны-убийцы появляются при довольно спокойной погоде — и иначе, как аномалией, это не называют. Сначала их пытались обосновать столкновением морских течений: наиболее часто такие волны появляются у мыса Доброй Надежды (южная оконечность Африки), где соединяются теплые и холодные потоки. Именно там порою возникают т.н. «три сестры» — следующие одна за другой три гигантские волны, поднявшись на которые, переламываются под собственным весом супертанкеры.

Но сообщения о смертоносных валах поступали и из других уголков планеты. В том числе их видели на Черном море — «всего» десятиметровой высоты, но этого было достаточно, чтобы перевернуть несколько небольших траулеров. В 2006 году такая волна обрушилась на британский паром «Понт-Авен» (Pont-Aven), следовавший по проливу Па-де-Кале. Она разбила окна на высоте шестой палубы, причинив ранения нескольким пассажирам.

Что побуждает морскую гладь внезапно взметнуться гигантским валом? И серьезные ученые, и теоретики-любители вырабатывают самые разные гипотезы. Волны фиксируют спутниками из космоса, создаются их модели в исследовательских бассейнах, однако до сих пор не могут пояснить причины всех случаев возникновения волн-убийц.

Зато давно установлены и изучены причины, вызывающие самые страшные и разрушительные морские волны — цунами.

Приморские курорты не всегда бывают райским уголком планеты. Иногда они становятся настоящим адом — когда на них неожиданно, в ясную и солнечную погоду, обрушиваются гигантские водные валы, смывая на своем пути целые города.

…Эти кадры обошли весь мир: ничего не подозревающие туристы, которые из любопытства вышли на дно внезапно отхлынувшего моря — подобрать несколько ракушек и морских звезд. И вдруг они замечают, как на горизонте возникает стремительно приближающаяся волна. Бедняги пытаются убежать, но мутный бурлящий поток настигает и захватывает их, а затем несется к белеющим на побережье домам…

Катастрофа, разразившаяся 26 декабря 2004 года в Юго-Восточной Азии, потрясла человечество. Гигантская волна сметала все на своем пути, расходясь по Индийскому океану. Пострадали Суматра и Ява, Шри-Ланка, Индия и Бангладеш, Таиланд, волна дошла даже до восточного побережья Африки. Андаманские острова на несколько часов ушли под воду — и местные аборигены чудом выжили, спасаясь на верхушках деревьев. В результате катастрофы погибли более 230 тысяч человек — на поиск и захоронение всех их ушло более месяца. Миллионы людей остались без крова и средств к существованию. Трагедия оказалось одной из самых масштабных и трагических природных катастроф в истории человечества.

«Высокая волна, входящая в гавань» — так с японского переводится слово «цунами». В 99% случаев цунами возникают в результате землетрясения океанского дна, когда оно резко опускается или поднимается. Всего на несколько метров, но на огромной площади — и этого достаточно, чтобы вызвать разбегающуюся от эпицентра по кругу волну. В открытом море её скорость достигает 800 км/ч, но заметить её практически невозможно, так как её высота составляет всего около одного, максимум двух метров — но при длине до нескольких километров. Корабль, под которым она пронесется, лишь слегка качнет — именно поэтому, получив предупреждение, суда стремятся покинуть порты и выйти как можно дальше в море.

Ситуация меняется, когда волна приближается к берегу, на мелководье (заходит в гавань). Её скорость и длина резко падают, зато вырастает высота — до семи, десяти и более метров (известны случаи 40-метровых цунами). Она врывается на сушу сплошной стеной и обладает огромной энергией — вот почему цунами столь разрушительны и могут пройти по земле несколько сот, а иногда и тысяч метров. Причем каждое цунами бьет дважды. Вначале — когда обрушивается на берег, затапливая его. А потом — когда вода начинает возвращаться в море, унося обратным потоком тех, кто выжил после первого удара.

В 1755 году вызванное разрушительным землетрясением цунами унесло жизни 40 тысяч португальцев. Грозный океанский вал обрушился на Японию 15 июня 1896 года: высота волны достигала 35 метров, тогда погибло 27 тысяч человек, а все прибрежные городки и деревни в 800 км полосе прекратили свое существование. В 1992 году от цунами погибли 2 000 жителей островов Индонезии.

Бывалые жители приморских городов и поселков сейсмически опасных районов знают: как только начинается землетрясение, а после него — внезапный и быстрый отлив, нужно бросать все и без оглядки бежать на возвышенность или вглубь суши. В ряде же регионов, регулярно страдающих от цунами (Япония, Сахалин, Гавайи), созданы специальные службы предупреждения. Они фиксируют землетрясение в океане и тут же дают пор всем СМИ и через уличные громкоговорители сигнал тревоги.

Но цунами могут вызываться не только землетрясениями. Взрыв в 1883 году вулкана Кракатау вызвал волну, которая обрушилась на острова Ява и Суматра, смыв более 5000 рыбацких суденышек, около 300 деревень и погубив более 36 000 людей. А в заливе Литуя (Аляска) цунами вызвал оползень, обрушивший в море склон горы. Волна распространилась на ограниченной территории, но зато её высота была грандиозной — свыше трехсот метров, при этом, обрушившись на противоположный берег, она слизнула кустарник на высоте 580 метров!

Однако и это не предел. Самые огромные и разрушительные волны рождаются при падении в океан больших метеоритов или астероидов. Правда, к счастью, это бывает крайне редко — раз в несколько миллионов лет. Но зато этот катаклизм принимает масштабы поистине всепланетного потопа. Например, германские ученые установили, что около 200 миллионов лет назад в Землю врезалось крупное космическое тело. Оно подняло цунами высотой свыше одного километра, которое ворвалось на материковые равнины, уничтожая все живое на своем пути.

Волны-убийцы не следует путать с цунами: цунами возникают в результате сейсмических явлений и набирают большую высоту лишь вблизи от берега, тогда как волны-убийцы могут появляться без известных причин, практически на любом участке моря, при слабом ветре и относительно небольшом волнении. Цунами опасны для береговых сооружений и судов, стоящих близко к берегу, в то время как волна-убийца может погубить любое судно или морское сооружение, которое ей подвернется.

Откуда же берутся эти монстры? До недавнего времени океанографы полагали, что они формируются в результате хорошо известных линейных процессов. Согласно бытующей теории большие волны просто являются продуктом интерференции, в рамках которой малые волны объединяются в одну большую.

В некоторых случаях именно так и происходит. Хорошим тому примером служат воды у мыса Игольного, самой южной точки африканского континента. Там стыкуются Атлантический и Индийский океаны. На суда, огибающие мыс, регулярно нападают огромные волны, которые образуются в результате столкновения быстрого Агульясова течения и ветров, дующих с юга. Движение воды замедляется, а волны начинают громоздиться друг на друга, образуя гигантские валы. Помимо этого суперволны часто можно встретить в Гольфстриме, в течении Куросио к югу от берегов Японии и в пользующихся мрачной славой водах у мыса Горн, где происходит то же самое — быстрые течения сталкиваются с противодействующими ветрами.

Однако механизм интерференции не подходит ко всем волнам-великанам. Во-первых, он никак не годится для того, чтобы обосновать появление гигантских волн в таких местах, как Северное море. Там быстрых течений нет и в помине.

Во-вторых, даже если интерференция имеет место, волны-гиганты не должны встречаться столь часто. Их абсолютное большинство должно тяготеть к средней высоте — одни чуть выше, другие чуть ниже. Исполины двойного размера должны появляться не чаще одного раза на протяжении человеческой жизни. Тем не менее на деле всё обстоит совсем по-другому. Наблюдения океанографов наводят на мысль, что большинство волн по размеру меньше среднего, а настоящие великаны встречаются гораздо чаще, чем мы думаем. Ортодоксальная океанография получает пробоину ниже ватерлинии.

Обычно волна-убийца описывается как быстро приближающаяся водяная стена огромной высоты. Перед ней движется впадина глубиной несколько метров — "дыра в море". Высота волны обычно указывается именно как расстояние от высшей точки гребня до низшей точки впадины. По внешнему виду "волны-убийцы" делятся на три основных типа: "белая стена", "три сестры" (группа из трех волн), одиночная волна ("одиночная башня").

Чтобы оценить, что они могут, достаточно взглянуть на фотографию "Уильстара" выше. Поверхность, на которую обрушивается такая волна, может испытывать давление до ста тонн на квадратный метр (около 980 килопаскалей). Типичная двенадцатиметровая волна угрожает лишь шестью тоннами на квадратный метр. Большинство современных судов может выдержать до 15 тонн на квадратный метр.

По наблюдениям Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), волны-убийцы бывают рассеивающиеся и нерассеивающиеся. Нерассеивающиеся могут проделать по морю довольно долгий путь: от шести до десяти миль. Если судно замечает волну издали, можно успеть принять какие-то меры. Рассеивающиеся же появляются буквально ниоткуда (видимо, такая волна атаковала "Таганрогский залив"), обрушиваются и исчезают.

По мнению некоторых экспертов, волны-убийцы опасны даже для низко летающих над морем вертолетов: в первую очередь, спасательных. Несмотря на кажущуюся маловероятность такого события, авторы гипотезы считают, что ее нельзя исключать и что как минимум два случая гибели спасательных вертолетов похожи на результат удара гигантской волны.

Ученые пытаются выяснить, как энергия в океане перераспределяется таким образом, что образование волн-убийц становится возможным. Поведение нелинейных систем, подобных морской поверхности, описать крайне сложно. Некоторые теории используют для описания возникновения волн нелинейное уравнение Шредингера. Некоторые пытаются применить существующие описания солитонов — одиночных волн необычной природы. В ходе последнего исследования на эту тему ученым удалось воспроизвести очень похожее явление в электромагнитных волнах, однако к практическим результатам это пока не привело.

Некоторые эмпирические данные о том, в каких условиях возникновение волн-убийц более вероятно, все же известны. Так, если ветер гонит волны против сильного течения, то это может привести к появлению высоких крутых волн. Этим печально известно, например, течение Игольного мыса (в котором пострадал "Уильстар"). Другими зонами повышенной опасности являются течение Куросио, Гольфстрим, Северное море и прилегающие районы.

Эксперты называют следующие предпосылки для возникновения волны-убийцы:

1. область пониженного давления;
2. ветер, дующий в одном направлении более 12 часов подряд;
3. волны, движущиеся с той же скоростью, что и область пониженного давления;
4. волны, движущиеся против сильного течения;
5. быстрые волны, догоняющие более медленные волны и сливающиеся с ними вместе.

Вздорный характер волн-убийц, однако, проявляется в том, что они могут возникать и тогда, когда перечисленные условия не выполняются. В этой непредсказуемости и заключается основная загадка для ученых и опасность для моряков.

Им удалось спастись

1943 год, Северная Атлантика. Круизный лайнер „Куин Элизабет“ попадает в глубокую ложбину и подвергается двум мощным волновым ударам подряд, которые наносят серьёзные повреждения на мостике — на высоте двадцать метров над ватерлинией.

1944 год. Индийский океан. Крейсер британских ВМС „Бирмингем“ проваливается в глубокую яму, после чего на его носовую часть обрушивается гигантская волна. Согласно записям командира корабля палуба, находящаяся на высоте восемнадцать метров от уровня моря, залита водой по колено.

1966 год, Северная Атлантика. На пути в Нью-Йорк итальянский пароход „Микеланджело“ получает удар от волны высотой восемнадцать метров. Вода врывается на мостик и в каюты первого класса, в результате чего гибнут два пассажира и один член экипажа.

1995 год, Северное море. Серьёзное повреждение от гигантской волны получает плавучая буровая установка „Веслефрикк Б“, принадлежащая компании Statoil. По свидетельству одного из членов экипажа, за несколько минут до удара он видел „стену воды“.

1995 год. Северная Атлантика. При переходе в Нью-Йорк круизный лайнер „Куин Элизабет-2“ попадает в ураган и принимает на носовую часть удар волны высотой двадцать девять метров. „Ощущение было такое, что мы врезаемся в Белые скалы Дувра“, — рассказывает капитан Рональд Уоррик.

1998 год, Северная Атлантика. Плавучая эксплуатационная платформа „Шихэллион“ компании ВР Amoco подвергается удару гигантской волны, которая разносит её баковую надстройку на высоте восемнадцать метров от уровня воды.

2000 год, Северная Атлантика. Приняв сигнал бедствия от яхты на расстоянии 600 миль от ирландского порта Корк, британский круизный лайнер „Ориана“ получает удар волны высотой двадцать один метр.

Чем обусловлено появление большинства волн в океанах и морях, о разрушительной энергии волн и о самых гигантских волнах, и больших цунами которые когда-либо видел человек.

Самая высокая волна

Образование волн в океане подчиняется определенным закономерностям.

Высота и длина волны зависит от скорости ветра, от продолжительности его воздействия, от площади охваченной ветром территории. Существует соответствие: наибольшая высота волны составляет одну седьмую часть от ее длины. Например, сильный бриз порождает волны высотой до 3 метров, обширный ураган - в среднем до 20 метров. И это уже по-настоящему чудовищные волны, с ревущими пенными шапками и прочими спецэффектами.

Самая высокая обычная волна в 34 метра была отмечена на территории течения Агульяс (Южная Африка) в 1933 году моряками с борта американского судна «Рамапо». Волны такой высоты называют «волнами-убийцами»: в провалах между ними может легко затеряться и погибнуть даже большой корабль.

В теории высота нормальных волн может достигать и 60 метров, но таковые пока не были зафиксированы на практике.

Помимо обычного ветрового происхождения, существуют и другие механизмы волнообразования. Причиной и эпицентром рождения волны может быть землетрясение, извержение вулкана, резкое изменение береговой линии (оползни), деятельность человека (например, испытание ядерного оружия) и даже падение в океан крупных небесных тел - метеоритов.

Самая большая волна

Самые страшные цунами возникают из-за значительных нарушений рельефа морского дна, например, тектонических разломов или сдвигов, из-за которых миллиарды тонн воды начинают резко перемещаться на десятки тысяч километров со скоростью реактивного самолета. Катастрофы происходят, когда вся эта масса замедляется об берег, и ее колоссальная энергия сначала идет на наращивание высоты, а в итоге обрушивается на сушу всей своей мощью, водяной стеной.

Самые «цунамоопасные» места – заливы с высокими берегами. Это настоящие ловушки для цунами. И самое страшное, что цунами почти всегда приходит внезапно: с виду ситуация на море может быть неотличима от отлива или прилива, обычного шторма, люди не успевают или даже не мыслят эвакуироваться, и вдруг их настигает гигантская волна. Система оповещения мало где разработана.

Территории с повышенной сейсмической активностью – зоны особого риска и в наше время. Недаром название этого природного явления имеет японское происхождение.

Самое страшное цунами в Японии

Другая высочайшая волна в истории Японии обрушилась в 1741 году на запад острова Хоккайдо в результате извержения вулкана, ее высоту приблизительно оценивают в 90 метров.

Самое большое цунами в мире

А рекордсмен по высоте волны носит имя «Литуя». Это цунами, прокатившееся в 1958 году по заливу Литуя на Аляске со скоростью 160 км/час, было спровоцировано гигантским оползнем. Высота волны оценивалась в 524 метра.

Между тем, море далеко не всегда бывает опасным. Есть «дружелюбные» моря. Например, в Красное море не впадает ни одна река, но оно является самым чистым в мире. .
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен