Як називається висока хвиля на морі. Хвилі

Бродячі хвилі, хвилі-вбивці, хвилі-монстри, сторічні хвилі... всі ці епітети служать для позначення гігантських хвиль, що зустрічаються в океані. Вони настільки високі, що здатні перевернути океанський лайнер. Висота бродячої хвилі - як мінімум удвічі більша за висоту звичайної великої хвилі.

В епоху Великих географічних відкриттів, коли багато кораблів, що вирушали в плавання, не поверталися назад, портовими шинками пішли гуляти неймовірні історії про загадкове природне явище. Юнги, хрещені штормом, і моряки, що бачили види, розповідали про моторошну і невідому силу, яка з'являється у відкритому морі з нізвідки і руйнує кораблі в одну мить. З того часу принципи суднобудування змінилися, керованість, стійкість і міцність кораблів значно зросли. Раніше вважалося, що хвилі-вбивці – це міф, але останні дослідження довели їхнє існування. Згідно з підрахунками, ймовірність появи таких хвиль в океані становить 1 до 200 тисяч.

Протягом століть досвідчені морські вовки лякали своїх слухачів страшними розповідями про величезні хвилі-вбивці заввишки з гору. Але лише порівняно недавно океанологи та геофізики стали ставитися до цих розповідей серйозно і намагатися зрозуміти, звідки беруться ці монстри і як від них уберегтися. На допомогу прийшли математика та безперервний космічний моніторинг океану.

Хрестоматійна картина Айвазовського «Дев'ятий вал» – про жертв стихії – знайома, напевно, кожному. Зрозуміло, до творів відомого мариніста ця тема потрапила не випадково: за багато століть історії мореплавання фольклор обріс легендами про гігантські водяні стіни і провали.

Як хвиля-вбивця перекидає і топить судна, багато хто міг бачити в голлівудському фільмі-катастрофі «Ідеальний шторм» (The Perfect Storm) - драматичній історії про те, як у Північній Атлантиці на схід від Ньюфаундленду внаслідок зіткнення двох потужних штормових фронтів безслідно зникає рибальська Андреа Гейл», несучи із собою життя рибалок.

За словами рідкісних очевидців, які зуміли пережити буяння стихії, такі хвилі нерідко виникають за цілком сприятливих погодних умов, що не віщують, здавалося б, жодної небезпеки.

Достовірних фактів про жахливі хвилі, що несподівано виникають у відкритому морі, порівняно небагато, проте вони накопичуються і вимагають пояснення. Хвилі-вбивці зовсім не схожі на інші: вони в 3-5 разів перевищують по висоті звичайні хвилі, що народжуються при сильному штормі.

Вперше офіційно хвиля-вбивця була зафіксована на норвезькій газовидобувній платформі (платформа Дропнера) у 1995 році. Хвилю так і назвали – «хвиля Дропнера». Хоча вона й не завдала платформі великих пошкоджень, її висота становила 26 метрів - удвічі вище, ніж у будь-якій іншій великій хвилі в цьому регіоні.

Бродячі хвилі, на відміну від цунамі, зазвичай зустрічаються дуже далеко від берега. Для океанських штормів хвилі заввишки 7 метрів – звичайна справа. Якщо шторм винятково сильний, висота хвиль може сягати 15 метрів. Але бродячі хвилі не народжуються в шторм і можуть сягати висоти 30 метрів і більше (висота 10 поверхового будинку). Така хвиля виглядає як величезна, майже вертикальна стіна води. Якщо на шляху бродячої хвилі виявляється корабель - надій на порятунок майже немає, тоне за лічені хвилини.

Бродячі хвилі можуть з'являтися і на озерах. Так, в американському озері Суперіор існує феномен під назвою «Три сестри». Іноді на поверхні озера виникають три величезні хвилі, що йдуть один за одним. 1975 року військовий корабель «Едмунд Фіцжеральд» (довжиною 222 метри) потонув саме через зіткнення з «сестрами».

Як показують останні дослідження, бродячі хвилі не такі вже й рідкісні. Вчені досліджували дані із супутників і виявили, що в океані щороку з'являється безліч таких хвиль. Феномен хвиль-вбивць вивчали навіть співробітники американських військових лабораторій DARPA, але причину виникнення так і не вдалося з'ясувати.

Історія вивчення хвиль – убивць

1840 року під час своєї експедиції французький мореплавець Дюмон д'Юрвіль (1792–1842) спостерігав гігантську 35-метрову хвилю, про що повідомив на засіданні Французького географічного товариства. Але його підняли на сміх: ніхто з вчених не повірив, що такі монстри можуть існувати. Бурхливий розвиток судноплавства та яхтингу в наступні півтора століття надав численні свідчення існування незвичайних гігантських хвиль, подібних до тієї, що спостерігав д'Юрвіль, – хвиль-вбивць. Їх ще називають блукаючими хвилями, хвилями-монстрами і навіть неправильними хвилями. Одна-єдина хвиля-вбивця, з'являється з нізвідки і зникає в нікуди, перш ніж її встигають зафіксувати. Це смертельне випробування навіть для найсучасніших кораблів: поверхня, на яку обрушується гігантська хвиля, може зазнавати тиску до 100 тонн на квадратний метр (а більшість сучасних суден може витримати лише до 15 тонн). Ця хвиля досить висока, щоб затопити 10-поверхову будівлю або перекинути 30-метровий круїзний лайнер.

За словами очевидців, що дивом уціліли, такі хвилі виникають несподівано, тривають всього кілька секунд і часто несуть смерть.

Грудень 1942 року. "Queen Mary". За часів Другої світової війни цей розкішний лайнер переобладнали у військовий транспортувальник. Взявши на борт 15 тисяч людей, корабель прямував до Англії. І тут на лайнер обрушився 23-метровий мур води. У найвищій точці Queen Mary досягав близько семи метрів. Нахил судна склав 5 градусів від поверхні води. Хвиля вдарила Queen Mary в борт, ще трохи і корабель буквально міг перевернутися дном вгору. Однак Queen Mary вдалося знову вирівнятися і встати прямо. На його борту було 15 тисяч людей.

…1943, Північна Атлантика. Круїзний лайнер Queen Elizabeth потрапляє в глибоку улоговину і зазнає двох потужних хвильових ударів поспіль, які завдають серйозних пошкоджень на містку - на висоті двадцять метрів над ватерлінією.

…1944 рік, Індійський океан. Крейсер британських ВМС "Бірмінгем" провалюється в глибоку яму, після чого на його носову частину обрушується гігантська хвиля. Згідно з записами командира, корабля палуба, що знаходиться на висоті вісімнадцять метрів від рівня моря, залита водою по коліна.

…1951 рік. Північної Атлантики. Капітан Хенрі Карлсон надіслав радіограму про те, що на його вантажне судно Flying Enterprise обрушилася сила, яку він визначив як велика хвиля. Він не назвав її хвилею вбивцею.

Карлсон просто не хотів, щоб його вважали черговим пияком-вигадником. Його корабель тріснув у середній частині: здавалося, що хтось узяв величезну сокиру м'ясницьку і обрушив її на судно прямо по середині. Карлсону та його команді вдавалося підтримувати судно на плаву. Карлсон був розумною людиною і розпорядився натягувати троси на лебідках по обидва боки тріщини. Коли тріщина стала діаметром 2 см, вони залили її бетоном та побудували на ній хвилевідведення. Геніально! Корабель залишився на плаву, але через 28 годин на судно обрушилася ще одна хвиля-вбивця заввишки 20 м. Щогли і всі радіоантени зламалися. Сталева обшивка судна тріснула.

Ударна сила хвилі була просто жахливою. Здавалося, що розверзлося пекло. 40 членам екіпажу та 10 пасажирам вдалося врятуватися, а капітан Карлсон залишився на кораблі та посилав радіограми. Британські буксири намагалися відвести потерпіле судно за 600 кілометрів в англійський Фалмут, але коли до берега залишилося 60 км, Flying Enterprise пішов на дно. Капітан Карлсон встиг врятуватися лише за кілька хвилин до того, як корабель затонув. На батьківщині капітана зустрічали як героя. Однак Карлсон вважав за краще замовчати про те, що його судно стало жертвою двох хвиль-вбивць. Те, що існування хвиль-вбивць довгий час заперечувалося вченими, частково сталося тому, що капітани не хотіли визнавати, що океан підкорив їх. Вони пишаються своїми вміннями і не безпідставно. Але потім стало ясно, що в цьому немає їхньої провини: тому що ніякі вміння не допоможуть при зустрічі з хвилею-монстром.

…1966 рік. Елегантний лайнер "Мікеланджело" прямує через Атлантику до Нью-Йорка. 275-метровий красень обладнаний стабілізаторами качки, щоби багаті пасажири не пролили ні краплі мартіні. Проте в океані щось сталося… Коли пошарпаний «Мікеланджело» увійшов до порту Нью-Йорка, двоє пасажирів і один член екіпажу були мертві, дванадцять поранені, а ніс корабля перетворився на купу сталі. Команда повідомила, що на них із неймовірною силою обрушилася єдина хвиля заввишки понад 25 метрів. Вода увірвалася на місток і в каюти першого класу. Все сталося буквально за лічені секунди.

...Грудень 1978. Гордість німецького торгового флоту, супертанкер "Мюнхен" на всіх парах йшов крізь шторм в Атлантиці. Суднобудівники запевнили: «Мюнхен» непотоплюємо, йому «море по коліно» і не страшний жодний шторм. Але невдовзі з'ясувалося, що це не так. Перебуваючи посеред океану, «Мюнхен» раптом надіслав сигнал лиха, і через п'ятнадцять секунд сигнал пропав. В ході наймасштабніших пошуків історії мореплавання було виявлено лише кілька уламків корабля і пошарпана шлюпка, яка бовталася на хвилях серед океану. Шлюпка була зірвана зі швартових і ніби розбита молотом. Це означало, що на корабель впала сила з висоти 18 метрів. Останки 29 членів екіпажу так і не було виявлено. Це давало підстави вважати, що корабель став жертвою хвилі-вбивці. У висновку морського суду причиною виникнення незвичайного явища було названо погану погоду, але жодного слова у тому, що це було явище.

…1980 рік. Біля берегів Японії пішов на дно англійське суховантажне судно Derbyshire. Як показало обстеження, судно завдовжки майже 300 метрів занапастила гігантська хвиля, яка пробила головний вантажний люк і залила трюм. Загинули 44 особи.

…У 1980 році з хвилею-вбивцею зіткнувся російський танкер «Таганрозька затока». Відбувалося це так. «Хвилювання моря після 12 год теж дещо зменшилося і не перевищувало 6 балів. Хід судна був зменшений до найменшого, воно слухалося керма і добре відігравалося на хвилі. Бак та палуба водою не заливались. Несподівано о 13 год. 01 хв. носова частина судна дещо опустилася, і раптом біля самого форштевня під кутом 10-15 градусів до курсу судна був помічений гребінь одиночної хвилі, яка височіла майже на 5 м над баком (фальшборт бака відстояв від рівня води на 11 м). ). Гребінець миттєво обрушився на бак і накрив матросів (один із них загинув). Матроси розповідали, що судно ніби плавно пішло вниз, ковзаючи хвилею, і «закопалося» у вертикальний зріз її фронтальної частини. Ніхто удару не відчув, хвиля плавно перекотилася через бак судна, накривши його шаром води завтовшки понад 2 м. Ні вправо, ні вліво продовження хвилі не було…» (з книги І. Лавренова «Математичне моделювання вітрових хвиль у просторово-неоднорідному океані»)

Всерйоз за вивчення хвиль-вбивць взялися лише після того, як у тому ж, 1980 році одному сміливцю вдалося відобразити хвилю-вбивцю під час її нападу на нафтовий танкер Esso Langbedoc. Танкер йшов додому з Дурмана, на схід від узбережжя ПАР. На морі було неспокійно, хвилі сягали 4,5 метрів. Старший помічник капітана Філіп Лежур стояв на містку, коли хвиля, набагато вища за решту, з'явилася нізвідки і почала наближатися до корабля. Коли вода прокочувалася палубою, Лежур встиг клацнути затвором фотоапарата. І це фото стало першим документальним свідченням існування гігантських хвиль, здатних накрити навіть величезний танкер. Верхівка щогли на правому борту знаходилася на висоті 25 метрів від рівня води, тому висота хвиль порівняно з нею була визначена як 30,5 метра. Esso Langbedoc пережив нищівний удар, який потряс корабель від носа до корми. «Штормило, але несильно, – розповідав згодом Філіп Лежур в інтерв'ю англійському журналу New Scientist. - Раптом з боку корми з'явилася величезна хвиля, у багато разів вища за решту. Вона накрила все судно, під водою зникли навіть щогли». Танкер пощастило: він залишився на плаву.

Тепер у вчених був речовий доказ (а за цим невдовзі були й інші), їм довелося переглянути свої погляди і, незважаючи на неможливість математичного моделювання процесу виникнення таких хвиль, визнати факт їхнього існування.

Хоча скептиків все ще було достатньо, проте експерти вели сувору статистику: за їх підрахунками з 1968 по 1994 рік хвилі-вбивці занапастили близько 200 суден, серед них - 22 величезні супертанкери (а занапастити супертанкер дуже непросто); потонуло понад 600 людей.

З'ясувалося також, що хвилі-вбивці не мають жодного відношення ні до цунамі, які з'являються в результаті сейсмічних явищ і набирають максимальну висоту лише біля самого берега, ні до звичайних хвиль, що породжуються потужним штормом. Вони виникають не тільки під час штормової погоди, але й при слабкому вітрі та відносно невеликому хвилюванні.

Аж до 2005 року тонуло по два кораблі на тиждень, зазвичай за дуже загадкових обставин. Але ще більша кількість дрібних суден (траулери, яхти для прогулянок) при зустрічі з хвилями-вбивцями просто зникають без сліду, навіть не встигнувши послати сигнал лиха. Гігантські водні вали заввишки з п'ятнадцятиповерховий будинок зминали або розбивали суденця. Не рятувала й майстерність кермових: якщо комусь вдавалося встигнути розвернутися носом до хвилі, то його доля була такою самою, як і у нещасних рибалок у фільмі «Ідеальний шторм»: кораблик, намагаючись піднятися на гребінь, ставав у вертикальне положення і зривався вниз падаючи в безодню кілем догори.

…1995 рік, Північне море. Серйозне ушкодження від гігантської хвилі отримує плавуча бурова установка Веслефрикк Б, що належить компанії Statoil. За свідченням одного із членів екіпажу, за кілька хвилин до удару він бачив стіну води.

…1995 рік, Північна Атлантика. При переході до Нью-Йорка круїзний лайнер «Квін Елізабет-2» потрапляє в ураган і приймає на носову частину удар хвилі заввишки двадцять дев'ять метрів. «Відчуття було таке, що ми врізаємось у Білі скелі Дувру», - розповідав капітан Рональд Уоррік.

…1998 рік, Північна Атлантика. Плавуча експлуатаційна платформа «Шихелліон» компанії ВР Amoco зазнає удару гігантської хвилі, яка розносить її бакову надбудову на висоті вісімнадцять метрів від рівня води.

…2000 рік, Північна Атлантика. Прийнявши сигнал лиха від яхти на відстані 600 миль від ірландського порту Корк, британський круїзний лайнер "Оріана" отримує удар хвилі заввишки двадцять один метр.

…2001 рік. Пасажири круїзних лайнерів «Бремен» та «Зірка Каледонії» тоді розповідали, ніби судна потрапили у западину між гігантськими хвилями. Обрій зник з поля зору, і якийсь час йшли вздовж водяних стін, що височіли над верхніми палубами.

…2005 рік. Круїзний лайнер Norwegian Dawn, величезний 300-метровий корабель із 2500 пасажирів на борту йшов у Нью-Йорк із Багамських островів. Несподівано лайнер різко нахилився, а наступні секунди гігантська хвиля обрушилася на його борт, вибиваючи ілюмінатори кают і змиваючи за борт все на своєму шляху. Кораблю дуже пощастило, він відбувся лише невеликими пошкодженнями корпусу, змитим за борт майном та пораненими пасажирами.

Але не лише в океанах капітани стикаються з хвилями-вбивцями. Північноамериканські Великі озера стали винятком. Саме там сталася одна з найвідоміших катастроф у морській історії. Великі Озера в Північній Америці є свого роду морями, і це знає кожен мореплавець. Там можливі хвилі, подібні до тих, що утворюються в океані. Тому немає нічого дивного, що на Великих Озерах з'являються хвилі-вбивці.

10 листопада 1975 року вантажне судно Edmund Fitzerald, яке перевозило товари для сталеливарної промисловості, потрапило на озері Верхньому в жахливий шторм. З настанням темряви у судна виникли непередбачені проблеми: шторм вивів з ладу радар і пошкодив судно. Капітан Ернест Максорлі передав судну «Артуру Андерсену», що знаходиться поруч, що у «Фітца…» неприємності, але нічого серйозного. З Андерсена відповіли, що у напрямку Edmund Fitzerald рухаються дві величезні хвилі. Раптом за кілька хвилин судно пропало із 29 членами екіпажу. Під час останнього сеансу зв'язку капітан «Фітцжеральда» повідомив, що вони все гаразд, вони впораються своїми силами. Потім вогні зникли, і судно взагалі зникло. Можливо, що ударом двох хвиль-вбивць судно просто розламало навпіл, і воно затонуло протягом кількох хвилин.

Через півроку берегова охорона США виявила уламки Edmund Fitzerald на дні Верхнього озера. Воно розламалося навпіл. Покручений Edmund Fitzerald лежав на глибині понад 150 метрів. Берегова охорона не могла точно сказати, що спричинило затоплення судна, але вчені з Національного Управління Вивчення Океанів та Атмосфери зареєстрували хвилі-вбивці в районі Великих Озер. І Уайтфішпойнт, де і знайшли Edmund Fitzerald, знаходиться там, де цілком могли виникнути хвилі-вбивці.

Хвилі-вбивці стали предметом уваги для багатьох міжнародних організацій, які займаються проблемами безпеки суден та морських споруд, таких як International Association of Classification Societies.

Технічні норми та стандарти безпеки, що розробляються цими організаціями, мають, як правило, рекомендаційний характер для відповідних національних інституцій. Разом з тим, деякі національні організації останніми роками переглядають свої підходи до проблем безпеки в морі і переходять від стандартів «найімовірніша небезпека» до стандартів «можливий ризик».

Зазвичай хвиля-вбивця описується як водяна стіна величезної висоти, що швидко наближається. Перед нею рухається западина завглибшки кілька метрів – «дірка в морі». Висота хвилі зазвичай вказується саме як відстань від найвищої точки гребеня до нижчої точки западини. На вигляд хвилі-вбивці діляться на три основні типи: «біла стіна», «три сестри», «одиночна вежа».
«Три сестри» - це коли наступні одна за одною три гігантські хвилі, піднявшись на які, переламуються під власною вагою супертанкери. «Три сестри» виникають при зіткненні морських течій: найчастіше такі хвилі з'являються біля мису Доброї Надії (південний край Африки), де з'єднуються теплі та холодні потоки.

За спостереженнями Національного управління океанічних і атмосферних досліджень США (NOAA), хвилі-вбивці бувають розсіюються і не розсіюються. Останні здатні пройти морем довгий шлях: від шести до десяти миль. Якщо судно помічає хвилю здалеку, можна встигнути вжити якихось заходів. А ті, що розсіюються, з'являються буквально нізвідки, обрушуються і зникають. І їхньою здобиччю ставали не лише кораблі…

Шторми в Північній Атлантиці - одні з найжорстокіших у світі. Сила океану тут така, що стіна води тут нітрохи не м'якша за бетонну… Цього разу хвиля-вбивця неймовірної сили і висотою з 35-поверховий будинок вдарила по нафтовій платформі «Ocean Ranger», яка знаходилася в районі Великої Ньюфаундлендської банки (банку - піднесена ділянка дна). Про цю трагедію в Ньюфаундленді пам'ятають і досі. Тому що мощі однієї єдиної хвилі вистачило, щоб перекинути величезну платформу та забрати разом стільки життів.

14 лютого 1982 року хвиля висотою приблизно 27,5 метрів видавила вікна центру управління на Ocean Ranger. Вода залила пульт управління та всі комп'ютерні системи; баластові цистерни, які стабілізували платформу, вийшли з ладу, і вона перекинулася. В результаті загинули всі 84 ​​робітники бурової. Це був найтрагічніший результат зустрічі з хвилею-вбивцею. Адже Ocean Ranger на ті часи була найбільшою і найсучаснішою буровою платформою, для якої 12-метрові хвилі були просто невеликим хвилюванням. І це далеко не поодинокий випадок. Але навіть маючи подібні свідчення, вчені сумнівалися в реальному розмірі хвиль-вбивць. Лише 1995 року внаслідок удару по іншій нафтовій платформі було отримано перші надійні свідчення мощі такої хвилі.

…Бурова платформа «Дропнер» стояла у Північному морі між Норвегією та Шотландією. У перший день нового року платформу брали в облогу 10-метрові хвилі, і в цьому не було нічого незвичайного. Раптом на швидкості понад 70 км/год на платформу обрушилася хвиля в 3 рази більша за звичайні. При ударі хвилі лазер, встановлений на платформі, зафіксував точні свідчення цього монстра. Гребінець хвилі знаходився на висоті 27 з гаком метрів. Ці дані стали великим кроком уперед. Оскільки характер пошкоджень обладнання відповідав зазначеній висоті хвилі, науковий світ визнав існування хвиль-вбивць, а також той факт, що розповідь про їхній розмір – зовсім не казки невдалих мореплавців.

Так виглядають звичайні великі хвилі в океані. Бродячі хвилі - більше в кілька разів:

Механіка хвилі

Частинки води завдяки їхній великій рухливості легко виходять зі стану рівноваги під дією різноманітних сил і здійснюють коливальні рухи. Причинами, що викликають появу хвиль, можуть бути припливоутворюючі сили Місяця та Сонця, вітер, коливання атмосферного тиску, підводні землетруси або деформації дна. Вітрові хвилі утворюються за рахунок енергії вітру, що передається шляхом безпосереднього тиску повітряного потоку на навітряні схили гребенів і тертя поверхню води.

Природа утворення хвиль на водній поверхні була добре вивчена, змодельована та описана європейськими вченими у першій половині ХІХ століття. Вже тоді було ясно, що при вітрі силою понад два бали (швидкістю понад чотири вузли) потоки повітря передають морській брижах енергію, цілком достатню для утворення справжніх хвиль і брилу.

Якщо вітер не вщухає, хвилювання поступово посилюється, оскільки коливальні рухи води одержують додаткову енергію ззовні. Висота хвилі при цьому залежить не тільки від швидкості вітру, а й від тривалості його впливу, а також від глибини та площі відкритої води.

У довідниках та енциклопедіях наведено висоти хвиль, характерні для різних океанів. Так, енциклопедичний словник Брокгауза та Єфрона повідомляє, що найбільші хвилі зустрічаються в області західних вітрів Індійського океану (11,5 м) та у східній частині Тихого океану (7,5 м). Одного разу такі хвилі спостерігалися біля Азорських островів (15 м) та у Тихому океані між Новою Зеландією та Південною Америкою (14 м).

Коли хвиля, що надходить із відкритого моря, виклинюється піднесеним дном, виникає прибій чи бурун. На західному узбережжі екваторіальної Африки та біля Мадрасу в Індії хвилі прибою іноді досягають 22 метрів заввишки.

Деякі вчені-океанологи заперечують існування величезних хвиль-вбивць у відкритому морі, вважаючи, що об'єктивна картина спотворюється в очах переляканих очевидців. Через поглиблення, яке завжди йде перед хвилею, виникає особливий ефект сприйняття, що посилюється ще й тим, що корабель розташовується не горизонтально, тобто паралельно до підошви хвилі, а нахилений до неї. У результаті висота хвилі може сильно перебільшуватись.

Проте постійно накопичуються факти доводять протилежне. Відомо, що різні хвилі можуть взаємодіяти, викликаючи посилення та ослаблення хвилювання. Накладення двох когерентних хвиль викликає хвилю, висота якої дорівнює сумі висот окремих хвиль. Це називається інтерференцією.

Саме інтерференцією вчені пояснюють виникнення деяких місцях океану надзвичайно високих хвиль. Вони зустрічаються на «стику» хвиль Атлантичного та Індійського океанів - у мису Доброї Надії, найпівденнішої точки африканського континенту, і мис Голковий. Тут хвилі, що зустрілися, починають нагромаджуватися одна на одну, породжуючи величезні вали. Моряки називають їх «кейпролерами» (від англійських слів саре – мис і roller – вал, велика хвиля), а океанологи – відокремленими чи епізодичними хвилями. Кейп-ролери знищують як малі судна, так і величезні танкери, спортивні яхти та суховантажні судна, пасажирські лайнери. Очевидно, саме через таку хвилю зазнало катастрофу біля східного узбережжя Південної Африки радянське транспортне судно «Таганрозька затока» 1985 року.

Кейпролери виникають не тільки біля південного краю Африки, а й у районах Ньюфаундлендської банки, біля Бермудських островів, біля мису Горн, на околицях норвезького шельфу і навіть біля берегів Греції.

Якщо дві хвилі, що інтерферують, зустрічають на шляху яку-небудь перешкоду - мілину, рифи, острів або берег - виклинювання породжує нову хвилю, що набагато перевершує по висоті своїх «батьків». Через відбиття хвиль від різних перешкод у результаті накладення відбитої хвилі на пряму можуть виникати звані стоячі хвилі. На відміну від хвилі, що біжить, у стоячій не відбувається течії енергії. Різні ділянки такої хвилі коливаються в одній і тій же фазі, але з різною амплітудою.

Інтерферуючи між собою, можуть стикатися повітряні потоки і морські течії, і їх енергія підсумовується як хвиль. Ось чому можна зустріти суперхвилі у Гольфстрімі, Куросіо та інших потужних океанських течіях.

Біля мису Горн, що користується поганою славою, відбувається те ж саме: швидкі течії стикаються з протидіючими вітрами.

Проте й механізми інтерференції що неспроможні дати вичерпного пояснення причин виникнення хвиль-велетнів.

У розгадці секретів гігантських хвиль допоможе океанографам прийшли фізики і математики. Юхим Пелиновський вивчив та описав механізм виникнення відокремлених стаціонарних хвиль, які називають солітонами (від solitary wave – відокремлена хвиля). Головна особливість солітонів полягає в тому, що ці хвилі-одиначки не змінюють своєї форми в процесі поширення, навіть при взаємодії з подібними до себе. Такі хвилі можуть поширюватися на великі відстані без втрати своєї енергії.

Товща води в океані влаштована дуже непросто. Океан неоднорідний по вертикалі: там є шари різної щільності, у кожному з яких можуть виникати і поширюватися внутрішні хвилі, що досягають висоти 100 і більше метрів. Пеліновський вважає, що у внутрішніх шарах океану теж існують солітони, і активно займається їх дослідженням та прогнозом.

Великомасштабні атмосферні впливи - циклони та антициклони - призводять до підвищення або зниження поверхні океану в областях низького та високого тиску. Цей зв'язок отримав назву закону зворотного барометра. Зниження атмосферного тиску лише з 1 мм ртутного стовпа може викликати підвищення рівня океану тут на 13 мм. Якщо тиск падає на десятки міліметрів, що нерідко трапляється під час тайфунів, то на поверхні океану з'являється височина в метри або десятки метрів, яка, поширюючись, може породити гігантську хвилю. Перепади тиску можуть призвести до виникнення резонансних явищ, які і спричиняють зародження величезних хвиль в океані.

Математичне моделювання морських хвиль проводиться сьогодні в багатьох країнах світу, вчені пропонують рішення, несхожі один на одного, по-різному описуючи різні типи гігантських хвиль.

Звісно, ​​математичні моделі створюються як задля пояснення природи хвиль. Вчені ставлять перед собою цілком конкретну мету – навчитися рятувати від загибелі суду та нафтогазові споруди на шельфі. А головне – життя людей.

Наукові дослідження показали, що в середньому одна з 23 хвиль значно перевершує інші за своїми параметрами. Статистика свідчить, що одна відокремлена хвиля, яка втричі перевершує за своїми параметрами звичайну, припадає на 1175 хвиль, а чотириразове перевищення зустрічається у однієї хвилі з 300 тисяч нормальних. Проте статистика, на жаль, не дозволяє передбачити появу хвилі-вбивці.

Останні спостереження вчених доводять, що хвилі-гіганти – не така вже й рідкість, і їх існування слід враховувати при проектуванні судів. В університеті Глазго складено каталог недавніх морських катастроф, спричинених хвилями-вбивцями. З 60 надвеликих суден, що затонули в період з 1969 по 1994 рік, 22 вантажні судна завдовжки понад 200 метрів стали жертвами гігантських хвиль. Вони проламували головний вантажний люк та затоплювали головний трюм. У цих аварії корабля загинуло 542 людини. У великій небезпеці виявляються і нафтовики, оскільки видобуток поступово переміщається на океанський шельф, а при проектуванні нинішніх морських платформ і плавучих бурових існування гігантських хвиль-вбивць явно не бралося до уваги.

2000 року Євросоюз ініціював запуск міжнаціонального проекту з дослідження хвиль-вбивць під назвою MaxWave («Максимальна хвиля»). І невдовзі за допомогою двох супутників Європейська космічна агенція почала вести спостереження за океаном. Лише за перші три тижні роботи супутники зафіксували з десяток хвиль-вбивць заввишки близько 30 метрів! Крім того, з'ясувалося, що хвилі-вбивці виникають в океані раз на два дні. Зрозуміло, що це середня температура по лікарні, але все ж таки це краще, ніж нічого. Або те, що було раніше. Наприклад, аналіз даних радарів нафтової платформи Гома у Північному морі показав, що за 12 років у доступному полі огляду було зафіксовано 466 хвиль-вбивць. Застарілі ж теорії хвилеутворення показували, що в цьому регіоні поява хвилі-вбивці могла статися раз на десять тисяч років! Нічого собі, похибка?

Висновок про те, що хвилі-вбивці зустрічаються в океані значно частіше, ніж це передбачалося раніше, до якого прийшло Європейське космічне агентство (ESA) і підтверджений незалежними вимірами хвиль у Південній Атлантиці, може докорінно змінити підхід до стандартів безпеки будівництва та експлуатації морських нафтових платформ та танкерів. На думку відомого норвезького експерта С. Хавера, висота хвилі-вбивці може на 10-20% перевищувати поріг, заданий статистичними даними про хвилювання, що враховується під час будівництва нафтових платформ. Ще більш категорично висловився авторитетний британський експерт у галузі суднобудування Д. Фолкнер, стверджуючи, що часто використовуються при будівництві суден критерії екстремальної висоти лінійної хвилі 10,75 м і максимального навантаження 26-60 кН/мм2 абсолютно неадекватні і не забезпечують безпеку на морі за умов впливу катастрофічних хвиль.

Практична сторона дослідження цього явища цілком очевидна. Вивчення їх властивостей дозволить внести коригування в проекти морських лайнерів, що будуються, що необхідно через все зростаючих аварій танкерів і викликаних тим самим екологічних лих. Якщо такі величезні хвилі існують, то треба вміти їм чинити опір.

Але поки що для морських суден ці хвилі продовжують становити загрозу.

Хвилювання- Це коливальний рух води. Воно сприймається спостерігачем як рух хвиль поверхнею води. Насправді водна поверхня здійснює коливання вгору-вниз від середнього рівня положення рівноваги. Форма хвиль при хвилюванні постійно змінюється у зв'язку з рухом частинок замкнутими, майже круговими орбітами.

Кожна хвиля є плавним з'єднанням піднесень і заглиблень. Основними частинами хвилі є: гребінець- Найвища частина; підошва -найнижча частина; схил -профіль між гребенем та підошвою хвилі. Лінія вздовж гребеня хвилі називається фронтом хвилі(Рис. 1).

Рис. 1. Основні частини хвилі

Основні характеристики хвиль - це висота -різницю рівнів гребеня та підошви хвилі; довжина -найкоротша відстань між суміжними гребенями або підошвами хвиль; крутість -кут між схилом хвилі та горизонтальною площиною (рис. 1).

Рис. 1. Основні характеристики хвилі

Хвилі мають дуже велику кінетичну енергію. Що хвиля, то більше в ній укладено кінетичної енергії (пропорційно квадрату збільшення висоти).

Під впливом сили Коріоліса справа за течією далеко від материка виникає водяний вал, а суші створюється депресія.

за походженняхвилі поділяються так:

• хвилі тертя;
• баричні хвилі;
• сейсмічні хвилі чи цунамі;
• сейші;
• хвилі.

Хвилі тертя

Хвилі тертя, у свою чергу, можуть бути вітровими(рис. 2) або глибинними. Вітрові хвилівиникають внаслідок вітрові хвилі тертя на межі повітря та води. Висота вітрових хвиль не перевищує 4 м, але при сильних та затяжних штормах вона зростає до 10-15 м і вище. Найбільш високі хвилі – до 25 м – спостерігаються у смузі західних вітрів Південної півкулі.

Рис. 2. Вітрові хвилі та хвилі прибою

Пірамідальні, високі та круті вітрові хвилі отримали назву товчачи.Ці хвилі притаманні центральним областям циклонів. Коли вітер стихає, хвилювання набуває характеру зибі, тобто хвилювання за інерцією.

Первинна форма вітрових хвиль брижі.Вона виникає при швидкості вітру менше 1 м/с, а при швидкості більше 1 м/с утворюються спочатку дрібні, а потім більші хвилі.

Хвиля біля берегів, в основному на мілководдях, що ґрунтується на поступальних рухах, отримала назву прибою(Див. рис. 2).

Глибинні хвилівиникають межі двох шарів води з різними властивостями. Вони часто виникають у протоках, з двома поверхами течії, біля усть річок, біля кромки льодів, що тануть. Ці хвилі перемішують морську воду і дуже небезпечні для моряків.

Барична хвиля

Баричні хвилівиникають через швидку зміну атмосферного тиску у місцях походження циклонів, особливо тропічних. Зазвичай ці хвилі поодинокі і не приносять особливої ​​шкоди. Виняток становлять випадки, коли вони збігаються з високим припливом. Таким лихам найчастіше зазнають Антильські острови, півострів Флорида, узбережжя Китаю, Індії, Японії.

Цунамі

Сейсмічні хвилівиникають під впливом підводних поштовхів та прибережних землетрусів. Це дуже довгі і невисокі у відкритому океані хвилі, але сила їхнього поширення досить велика. Вони рухаються із дуже великою швидкістю. У узбережжя їх довжина скорочується, а висота різко зростає (в середньому від 10 до 50 м). Їхня поява тягне за собою людські жертви. Спочатку морс відступає на кілька кілометрів від берега, набираючи сили для поштовху, а потім хвилі з величезною швидкістю виплескуються на берег з інтервалом 15-20 хв (рис. 3).

Рис. 3. Трансформація цунамі

Японці назвали сейсмічні хвилі цунамі, і цей термін використовується в усьому світі.

Сейсмічний пояс Тихого океану є основним районом утворення цунамі.

Сейші

Сейші- це стоячі хвилі, які виникають у затоках та внутрішніх морях. Вони відбуваються за інерцією після припинення дії зовнішніх сил - вітру, сейсмічних поштовхів, різких змін, випадання інтенсивних опадів і т. д. При цьому в одному місці вода піднімається, а в іншому - опускається.

Приливна хвиля

Приливні хвилі- Це рухи, що здійснюються під впливом приливоутворюючих сил Місяця та Сонця. Зворотня реакція морської води на приплив відлив.Смуга, що осушується під час відливу, називається осушенням.

Існує тісний зв'язок висоти припливів та відливів із фазами Місяця. У молодика і повного місяця спостерігаються найвищі припливи і найнижчі відливи. Вони називаються сизігійними.У цей час місячні та сонячні припливи, наступаючи одночасно, накладаються одна на одну. У проміжках між ними, в першу та останню четверги фази Місяця, спостерігаються найнижчі, квадратурніприпливи.

Як було зазначено у другому розділі, у відкритому океані висота припливу невелика — 1,0-2,0 м, а біля розчленованих берегів вона різко зростає. Максимальна величина припливу досягає на атлантичному узбережжі Північної Америки, в затоці Фанді (до 18 м). У Росії максимальна величина припливу – 12,9 м – відзначена в затоці Шеліхова (Охотське море). У внутрішніх морях припливи мало помітні, наприклад, у Балтійському морсі біля Санкт-Петербурга приплив становить 4,8 см, а ось деякими річками приплив простежується на сотні і навіть тисячі кілометрів від гирла, наприклад, в Амазонці — до 1400 см.

Круту приливну хвилю, що піднімається вгору річкою, називають бором.На Амазонці бор досягає висоти 5 м і відчувається з відривом 1400 км від гирла річки.

Навіть при спокійній поверхні у товщі океанських вод відбувається хвилювання. Це так звані внутрішні хвиліповільні, але дуже значні за розмахом, що досягає часом сотень метрів. Вони виникають у результаті зовнішнього на неоднорідну по вертикалі масу води. До того ж, оскільки температура, солоність і щільність океанської води змінюються з глибиною не поступово, а стрибкоподібно від одного шару до іншого, на кордоні між цими шарами і виникають специфічні внутрішні хвилі.

Морські течії

Морські течії- Це горизонтальні поступальні рухи водних мас в океанах і морях, що характеризуються певним напрямом та швидкістю. Вони досягають кількох тисяч кілометрів завдовжки, десятків-сотень кілометрів завширшки, сотень метрів завглибшки. За фізико-хімічними властивостями води морських течій відмінні від оточуючих.

за тривалості існування (стійкості)морські течії поділяють так:

• постійні, які проходять в одних і тих же районах океану, мають один генеральний напрямок, більш менш постійну швидкість і стійкі фізико-хімічні властивості переносних водних мас (Північне та Південне пасатні, Гольфстрім та ін.);
• періодичні, у яких напрямок, швидкість, температура підпорядковані періодичним закономірностям Відбуваються вони через рівні проміжки часу у певній послідовності (літня та зимова мусонні течії в північній частині Індійського океану, припливно-відливні течії);
• тимчасові, що викликаються найчастіше вітрами.

за температурною ознакоюморські течії бувають:

• теплі, які мають температуру вище, ніж оточуюча вода (наприклад. Мурманська течія з температурою 2-3 °С серед вод Про °С); вони мають напрямок від екватора до полюсів;
• холоднітемпература яких нижче навколишньої води (наприклад, Канарський перебіг з температурою 15-16 °С серед вод з температурою близько 20 °С); ці течії спрямовані від полюсів до екватора;
• нейтральніякі мають температуру, близьку до навколишнього середовища (наприклад, екваторіальні течії).

По глибині розташування в товщі води розрізняють течії:

• поверхневі(До 200 м глибини);
• підповерхневі, що мають напрямок, протилежний поверхневому;
• глибинні, Рух яких відбувається дуже повільно - близько декількох сантиметрів або перших десятків сантиметрів за секунду;
• придонні, що регулюють обмін вод між полярними - субполярними та екваторіально-тропічними широтами

за походженнявиділяють такі течії:

• фрикційні, які можуть бути дрейфовимиабо вітровими.Дрейфові виникають під впливом постійних вітрів, а вітрові утворюються сезонними вітрами;
• градієнтно-гравітаційні, серед яких виділяють стічні, що утворюються в результаті нахилу поверхні, спричиненого надлишком вод внаслідок їх припливу з океану та рясних опадів; компенсаційні, які виникають завдяки відтоку вод, мізерним опадам;
• інертні, які спостерігаються після припинення дії збудливих факторів (наприклад, приливні течії).

Система течій океану зумовлена ​​загальною циркуляцією атмосфери.

Якщо уявити гіпотетичний океан, що безперервно тягнеться від Північного полюса до Південного, і накласти на нього генералізовану схему атмосферних вітрів, то з урахуванням відхиляючої сили Коріоліса отримаємо шість замкнутих кілець.
кругообігів морських течій: Північна та Південна екваторіальні, Північна та Південна субтропічні, Субарктична та Субантарктична (рис. 4).

Рис. 4. Кругообіги морських течій

Відступи від ідеальної схеми викликані наявністю материків та особливостями їхнього розподілу по земній поверхні Землі. Однак, як і на ідеальній схемі, насправді на поверхні океану спостерігається зональна змінавеликих — завдовжки кілька тисяч кілометрів — не повністю замкнутих циркуляційних систем:це екваторіальна антициклонічна; тропічні циклонічні, північна та південна; субтропічні антициклонічні, північна та південна; антарктична циркумполярна; високоширотні циклонічні; арктична антициклонічна система.

У Північній півкулі вони рухаються за годинниковою стрілкою, у Південній проти. Із заходу на схід спрямовані екваторіальні міжпасатні протитечі.

У помірних субполярних широтах Північної півкулі існують малі кільця течійдовкола баричних мінімумів. Рух вод у них спрямований проти годинникової стрілки, а у Південній півкулі – із заходу на схід навколо Антарктиди.

Течії в зональних циркуляційних системах досить добре простежуються до глибини 200 м. З глибиною вони змінюють напрямок, слабшають і перетворюються на слабкі вихори. Натомість на глибині посилюються меридіональні течії.

Найпотужніші і найглибші з поверхневих течій відіграють найважливішу роль глобальної циркуляції Світового океану. Найбільш стійкі поверхневі течії — це Північна та Південна пасатні течії Тихого та Атлантичного океанів та Південна пасатна течія Індійського океану. Вони мають напрямок зі сходу на захід. Для тропічних широт характерні теплі стічні течії, наприклад Гольфстрім, Куросіо, Бразильське та ін.

Під дією постійних західних вітрів у помірних широтах існують теплі Північно-Атлантичне та Північно-

Тихоокеанське течії у Північній півкулі та холодну (нейтральну) течію Західних вітрів — у Південній. Останнє утворює кільце у трьох океанах навколо Антарктиди. Замикають великі кругообіги в Північній півкулі холодні компенсаційні течії: уздовж західних берегів у тропічних широтах — Каліфорнійська, Канарська, а в Південній — Перуанська, Бенгальська, Західно-Австралійська.

Найбільш відомими течіями також є тепла Норвезька течія в Арктиці, холодна Лабрадорська в Атлантиці, тепла Аляскінська та холодна Курило-Камчатська — у Тихому океані.

Мусонна циркуляція в північній частині Індійського океану породжує сезонні вітрові течії: зимова — зі сходу на захід і літня — із заходу на схід.

У Північному Льодовитому океані напрямок руху вод і льодів походить зі сходу на захід (Трансатлантична течія). Причини його — річний стік рік Сибіру, ​​обертальний циклонічне рух (проти годинникової стрілки) над Баренцевим і Карським морями.

Крім циркуляційних макросистем, існують вихори відкритого океану. Їхній розмір — 100-150 км, а швидкість переміщення водних мас навколо центру — 10-20 см/с. Ці мезосистеми називаються синоптичними вихорами.Вважається, що саме в них укладено щонайменше 90% кінетичної енергії океану. Вихори спостерігаються у відкритому океані, а й у морських течіях типу Гольфстрім. Тут вони обертаються з ще більшою швидкістю, ніж у відкритому океані, їхня кільцева система краще виражена, тому їх називають рингами.

Для клімату та природи Землі, особливо прибережних районів, значення морських течій велике. Теплі та холодні течії підтримують різницю температур західних та східних узбереж материків, порушуючи її зональний розподіл. Так, Мурманський порт, що незамерзає, знаходиться за Полярним колом, а на східному узбережжі Північної Америки замерзає затока св. Лаврентія (48 ° пн.ш.). Теплі течії сприяють випаданню опадів, холодні, навпаки, зменшують можливість їхнього випадання. Тому території, що омиваються теплими течіями, мають вологий клімат, а холодними – сухий. За допомогою морських течій здійснюються міграція рослин та тварин, перенесення поживних речовин та газовий обмін. Течії враховують і при мореплаванні.

За тисячі років мореплавання люди навчилися боротися із небезпеками водної стихії. Лоції вказують на безпечний шлях, синоптики попереджають про шторми, супутники спостерігають за айсбергами та іншими небезпечними об'єктами. Однак досі незрозуміло, як уберегтися від тридцятиметрової хвилі, яка зненацька виникає без видимих ​​причин. Ще п'ятнадцять років тому загадкові хвилі-вбивці вважалися вигадкою.

Іноді поява гігантських хвиль на поверхні океану цілком зрозуміла і очікувана, але іноді вони справжня загадка. Найчастіше така хвиля — смертний вирок будь-якого судна. Ім'я цим загадкам – хвилі-вбивці.

Навряд чи ви знайдете моряка, який не пройшов би хрещення штормом. Оскільки, перефразовуючи відому приказку, бурі боятися — у море не виходити. З зорі мореплавання шторм був найкращим іспитом і на мужність, і на професіоналізм. І якщо улюблена тема спогадів ветеранів воєн — колишні битви, то «морські вовки» неодмінно розкажуть вам про свистячий вітер, що зриває радіоантени і радари, і величезні хвилі, що ледь не поглинули їх корабель. Який, можливо, був "самим-самим".

Але вже 200 років тому виникла потреба уточнити силу шторму. Тому в 1806 ірландським гідрографом і адміралом британського флоту Френсісом Бофортом (Francis Beaufort, 1774-1875) була введена спеціальна шкала, за якою погода на морі класифікувалася в залежності від ступеня впливу вітру на водну поверхню. Вона була розбита на тринадцять ступенів: від нуля (повний штиль) до 12 балів (ураган). У ХХ столітті, з деякими змінами (1946 року вона була 17-бальною), її прийняв Міжнародний метеорологічний комітет — у тому числі й для класифікації вітрів на суші. З того часу перед моряком, що пройшов 12-бальне «хвилювання», мимоволі знімали капелюхи — оскільки були хоч чути, що це таке: величезні вали, що здіймаються, вершини яких ураганний вітер роздмухує в суцільні хмари бризок і піни.

Однак для страшного явища, яке регулярно обрушується на Південно-Східний край Північноамериканського континенту, в 1920 довелося придумати нову шкалу. Це п'ятибальна шкала ураганів Саффіра-Сімпсона, яка оцінює не так саму силу стихії, як руйнування, які вона виробляє.

Згідно з цією шкалою, ураган першої категорії (швидкість вітру 119-153 км/год) ламає гілки дерев і завдає деяких пошкоджень невеликим суднам біля причалу. Ураган третьої категорії (179-209 км/год) валить дерева, зриває дахи та руйнує легкі збірні будинки, затоплює берегову лінію. Найстрашніший ураган п'ятої категорії (понад 255 км/год) руйнує більшу частину будівель і викликає серйозні повені — ганяючи на сушу великі маси води. Саме таким був сумнозвісний ураган «Катріна», який у 2005 році обрушився на Новий Орлеан.

Карибське море, де щорічно в період з 1 червня по 30 листопада проносяться до десяти ураганів, що формуються в Атлантиці, здавна вважалося одним з найнебезпечніших районів для мореплавання. Та й жити на островах цього басейну аж ніяк не безпечно — особливо в такій бідній країні, як Гаїті, де немає нормальної служби попередження, ні можливості евакуюватися з небезпечного узбережжя. 2004 року під час урагану «Дженні» там загинули 1316 людей. Реве як ескадрилія реактивних літаків вітер здував старі хатини разом з їхніми мешканцями, обрушував на голови людей пальми. А з моря на них накочувалися вали, що пінилися.

Можна тільки уявити собі, що відчуває команда корабля, який потрапив до «самого пекла» такого урагану. Проте трапляється, що кораблі гинуть не під час шторму.

У квітні 2005 року круїзний лайнер «Norwegian Dawn», залишивши казкові Багамські острови, прямував до гавані Нью-Йорка. Море злегка штормило, проте величезний 300-метровий корабель міг собі дозволити не помічати таке хвилювання. Дві з половиною тисячі пасажирів весело відтягувалися у ресторанах, гуляли палубами та фотографувалися на згадку.

Раптом лайнер різко нахилився, а наступні секунди гігантська хвиля обрушилася на його борт, вибиваючи ілюмінатори кают. Вона пронеслася через корабель, змітаючи на своєму шляху шезлонги, перевертаючи шлюпки та встановлені на 12-й палубі джакузі, збиваючи з ніг пасажирів та матросів.

«Це було справжнє пекло, — розповідав Джеймс Фрейлі, один із пасажирів, який відзначав на лайнері медовий місяць зі своєю дружиною. — Потік води перекочувався через палуби. Ми почали дзвонити рідним та близьким, щоб попрощатися, вирішивши, що корабель гине».

Так "Norwegian Dawn" зіткнувся з однією з найзагадковіших і найжахливіших океанських аномалій - гігантською хвилею-вбивцею. На Заході вони отримали різні назви: freak, rogue, rabid-dog, giant waves, cape rollers, steep wave events та ін.

Кораблю дуже пощастило - він відбувся лише невеликими пошкодженнями корпусу, змитим за борт майном та пораненими пасажирами. Але хвиля, що раптово обрушилася на нього, не дарма отримала своє зловісне прізвисько. Лайнер цілком могла спіткати доля голлівудського «Посейдона», що перекинувся вгору дном в однойменному фільмі. Або, що ще гірше — просто переламатися навпіл і втопитися, ставши другим «Титаніком».

Ще в 1840 році під час своєї експедиції французький мореплавець Дюмон Дюрвіль (Jules Sebastien Cesar Dumont d'Urville, 1792-1842) спостерігав гігантську хвилю заввишки близько 35 м. Але його повідомлення на засіданні Французького географічного товариства викликало лише іронічний сміх. Ніхто з учених чоловіків не міг повірити, що такі хвилі можуть існувати.

Всерйоз за вивчення цього явища взялися тільки після того, як у 1980 році біля берегів Японії пішов на дно англійське суховантажне судно «Дербішир» (Derbyshire). Як показало обстеження, судно завдовжки майже 300 метрів занапастила гігантська хвиля, яка пробила головний вантажний люк і залила трюм. Загинули 44 особи. У тому ж році на схід від узбережжя ПАР із хвилею-вбивцею зіткнувся нафтовий танкер «Ессо Лангедок» (Esso Languedoc).

«Штормило, але несильно, — наводив розповідь старшого помічника капітана Філіпа Ліжура (Philippe Lijour) англійський журнал New Scientist, — Раптом з боку корми з'явилася величезна хвиля, у багато разів вища за решту. Вона накрила все судно, під водою зникли навіть щогли».

Поки вода прокочувалася палубою, Філіп встиг схопити сфотографувати її. За його оцінкою, вал злетів не менше ніж на 30 метрів. Танкер пощастило — він залишився на плаву. Однак ці два випадки стали останньою краплею, яка змусили запанікувати компанії, що займаються експортом-імпортом сировини. Адже вважалося, що перевозити його на гігантських судах не лише економічно вигідніше, а й безпечніше — мовляв, таким кораблям, яким море по коліно, не страшний жодний шторм.

На жаль! Тільки в період з 1969 по 1994 роки в Тихому та Атлантичному океанах при зустрічі з подібними хвилями затонули або зазнали серйозних пошкоджень двадцять два супертанкери - при цьому загинули п'ятсот двадцять п'ять людей. Ще дванадцять таких трагедій за цей час сталося в Індійському океані. Страждають від них і морські нафтові платформи. Так, 15 лютого 1982 року хвиля-вбивця перевернула бурову вишку компанії «Mobil Oil» в районі Ньюфаундлендської банки, забравши життя вісімдесяти чотирьох робітників.

Але ще більша кількість дрібних суден (траулери, яхти для прогулянок) при зустрічі з хвилями-вбивцями просто зникають без сліду, навіть не встигнувши послати сигнал лиха. Гігантські водні вали заввишки з п'ятнадцятиповерховий будинок зминали або розбивали суденця. Не рятувала й майстерність кермових: якщо комусь вдавалося встигнути розвернутися носом до хвилі, то його доля була такою самою, як і у нещасних рибалок у фільмі «Ідеальний шторм»: кораблик, намагаючись піднятися на гребінь, ставав у вертикальне положення — і зривався вниз, падаючи в безодню кілем догори.

Зазвичай хвилі-вбивці виникають під час шторму. Це той самий «дев'ятий вал», якого так бояться моряки, але зіткнутися з ним, на щастя, трапляється не всім. Якщо висота звичайних штормових гребенів в середньому становить 4-6 метрів (10-15 при урагані), то хвиля, що раптово виникає серед них, може досягати висоти 25-30 метрів.

Проте більш рідкісні і набагато небезпечніші хвилі-вбивці з'являються за досить спокійної погоди — інакше, як аномалією, це не називають. Спочатку їх намагалися обгрунтувати зіткненням морських течій: найчастіше такі хвилі з'являються біля мису Доброї Надії (південний край Африки), де з'єднуються теплі та холодні потоки. Саме там часом виникають т.зв. «три сестри» — наступні одна за одною три гігантські хвилі, піднявшись на які, переламуються під власною вагою супертанкери.

Але повідомлення про смертоносні вали надходили і з інших куточків планети. У тому числі їх бачили на Чорному морі — всього десятиметрової висоти, але цього було достатньо, щоб перевернути кілька невеликих траулерів. У 2006 році така хвиля обрушилася на британську пором «Понт-Авен» (Pont-Aven), що прямував по протоці Па-де-Кале. Вона розбила вікна на висоті шостої палуби, завдавши поранень кільком пасажирам.

Що спонукає морську гладь раптово піднятися гігантським валом? І серйозні вчені, і теоретики-аматори виробляють різні гіпотези. Хвилі фіксують супутниками з космосу, створюються їх моделі у дослідницьких басейнах, проте досі не можуть пояснити причини всіх випадків виникнення хвиль-вбивць.

Зате давно встановлені та вивчені причини, що викликають найстрашніші та найруйнівніші морські хвилі — цунамі.

Приморські курорти не завжди бувають райським куточком планети. Іноді вони стають справжнім пеклом — коли на них зненацька, в ясну та сонячну погоду, обрушуються гігантські водні вали, змиваючи на своєму шляху цілі міста.

…Ці кадри обійшли весь світ: туристи, які нічого не підозрюють, які з цікавості вийшли на дно моря, що раптово відхлинуло — підібрати кілька черепашок і морських зірок. І раптом вони помічають, як на горизонті виникає хвиля, що стрімко наближається. Бідолахи намагаються втекти, але каламутний потік наздоганяє і захоплює їх, а потім мчить до будинків, що біліють на узбережжі.

Катастрофа, що вибухнула 26 грудня 2004 року в Південно-Східній Азії, вразила людство. Гігантська хвиля змітала все на своєму шляху, розходячись Індійським океаном. Постраждали Суматра та Ява, Шрі-Ланка, Індія та Бангладеш, Таїланд, хвиля дійшла навіть до східного узбережжя Африки. Андаманські острови на кілька годин пішли під воду і місцеві аборигени дивом вижили, рятуючись на верхівках дерев. Внаслідок катастрофи загинуло понад 230 тисяч людей — на пошук та поховання всіх їх пішло більше місяця. Мільйони людей залишилися без даху над головою і засобів до існування. Трагедія виявилася однією з наймасштабніших і найтрагічніших природних катастроф в історії людства.

«Висока хвиля, що входить у гавань» — так з японської перекладається слово «цунамі». У 99% випадків цунамі виникають внаслідок землетрусу океанського дна, коли воно різко опускається або піднімається. Всього на кілька метрів, але на величезній площі — і цього достатньо, щоб викликати хвилю, що розбігається від епіцентру по колу. У відкритому морі її швидкість сягає 800 км/год, але помітити практично неможливо, оскільки її висота становить лише близько одного, максимум двох метрів — але за довжині до кількох кілометрів. Корабель, під яким вона пронесеться, лише трохи хитне — саме тому, отримавши попередження, судна прагнуть покинути порти і вийти якнайдалі в море.

Ситуація змінюється, коли хвиля наближається до берега, на мілководді (заходить у гавань). Її швидкість і довжина різко падають, зате зростає висота — до семи, десяти і більше метрів (відомі випадки 40-метрових цунамі). Вона вривається на сушу суцільною стіною і має величезну енергію — ось чому цунамі настільки руйнівні і можуть пройти по землі кілька сотень, а іноді й тисяч метрів. Причому кожне цунамі б'є двічі. Спочатку коли обрушується на берег, затоплюючи його. А потім — коли вода починає повертатися в море, забираючи зворотним потоком тих, хто вижив після першого удару.

У 1755 році викликане руйнівним землетрусом цунамі забрало життя 40 тисяч португальців. Грізний океанський вал обрушився Японію 15 червня 1896 року: висота хвилі досягала 35 метрів, тоді загинуло 27 тисяч жителів, проте прибережні містечка і села у 800 км смузі припинили своє існування. 1992 року від цунамі загинули 2 000 жителів островів Індонезії.

Досвідчені жителі приморських міст і селищ сейсмічно небезпечних районів знають: щойно починається землетрус, а після нього — раптовий і швидкий відлив, треба кидати все і без огляду бігти на височину чи вглиб суші. У ряді ж регіонів, які регулярно страждають від цунамі (Японія, Сахалін, Гаваї), створені спеціальні служби попередження. Вони фіксують землетрус в океані і тут же дають досі всім ЗМІ і через вуличні гучномовці сигнал тривоги.

Але цунамі можуть викликатися не лише землетрусами. Вибух у 1883 році вулкана Кракатау викликав хвилю, яка обрушилася на острови Ява та Суматра, змивши понад 5000 рибальських суден, близько 300 сіл і занапастивши понад 36 000 людей. А в затоці Литуя (Аляска) цунамі викликав зсув, що обрушив у море схил гори. Хвиля поширилася на обмеженій території, зате її висота була грандіозною — понад триста метрів, при цьому, обрушившись на протилежний берег, вона злизала чагарник на висоті 580 метрів!

Однак і це не межа. Найбільші та руйнівні хвилі народжуються при падінні в океан великих метеоритів чи астероїдів. Щоправда, на щастя, це буває вкрай рідко — раз на кілька мільйонів років. Але цей катаклізм набуває масштабів воістину всепланетного потопу. Наприклад, німецькі вчені встановили, що близько 200 мільйонів років тому Землю врізалося велике космічне тіло. Воно підняло цунамі заввишки понад один кілометр, який увірвався на материкові рівнини, знищуючи все живе на своєму шляху.

Хвилі-вбивці не слід плутати з цунамі: цунамі виникають в результаті сейсмічних явищ і набирають велику висоту лише поблизу берега, тоді як хвилі-вбивці можуть з'являтися без відомих причин, практично на будь-якій ділянці моря, при слабкому вітрі та відносно невеликому хвилюванні. Цунами небезпечні для берегових споруд та суден, що стоять близько до берега, тоді як хвиля-вбивця може занапастити будь-яке судно або морську споруду, яка їй підвернеться.

Звідки беруться ці монстри? Донедавна океанографи вважали, що вони формуються в результаті добре відомих лінійних процесів. Згідно з існуючою теорією великі хвилі просто є продуктом інтерференції, в рамках якої малі хвилі об'єднуються в одну велику.

У деяких випадках саме так і відбувається. Хорошим прикладом служать води біля мису Ігольного, найпівденнішої точки африканського континенту. Там стикуються Атлантичний та Індійський океани. На судна, що огинають мис, регулярно нападають величезні хвилі, які утворюються в результаті зіткнення швидкого перебігу Агульясова і вітрів, що дмуть з півдня. Рух води сповільнюється, а хвилі починають нагромаджуватися один на одного, утворюючи величезні вали. Крім цього суперхвилі часто можна зустріти в Гольфстрімі, на протязі Куросіо на південь від берегів Японії і в водах, що користуються похмурою славою, у мису Горн, де відбувається те ж саме — швидкі течії стикаються з протидіючими вітрами.

Однак механізм інтерференції не підходить до всіх хвиль-велетнів. По-перше, він не годиться для того, щоб обґрунтувати появу гігантських хвиль у таких місцях, як Північне море. Там швидких течій немає і близько.

По-друге, навіть якщо інтерференція має місце, хвилі-гіганти не повинні зустрічатися так часто. Їхня абсолютна більшість має тяжіти до середньої висоти — одні трохи вище, інші трохи нижче. Велети подвійного розміру повинні з'являтися не частіше одного разу протягом людського життя. Проте насправді все зовсім по-іншому. Спостереження океанографів наводять на думку, що більшість хвиль за розміром менше середнього, а справжні велетні зустрічаються набагато частіше, ніж ми думаємо. Ортодоксальна океанографія отримує пробоїну нижче за ватерлінію.

Зазвичай хвиля-вбивця описується як водяна стіна величезної висоти, що швидко наближається. Перед нею рухається западина завглибшки кілька метрів - "дірка в морі". Висота хвилі зазвичай вказується саме як відстань від найвищої точки гребеня до нижчої точки западини. На вигляд "хвилі-вбивці" діляться на три основні типи: "біла стіна", "три сестри" (група з трьох хвиль), одиночна хвиля ("одинакова вежа").

Щоб оцінити, що вони можуть, достатньо подивитися на фотографію "Вільстара" вище. Поверхня, на яку обрушується така хвиля, може зазнавати тиску до ста тонн на квадратний метр (близько 980 кілопаскалей). Типова дванадцятиметрова хвиля загрожує лише шістьма тоннами на квадратний метр. Більшість сучасних кораблів може витримати до 15 тонн на квадратний метр.

За спостереженнями Національного управління океанічних і атмосферних досліджень США (NOAA), хвилі-вбивці бувають розсіюються і не розсіюються. Ті, що не розсіюються, можуть пройти морем довгий шлях: від шести до десяти миль. Якщо судно помічає хвилю здалеку, можна встигнути вжити якихось заходів. А ті, що розсіюються, з'являються буквально нізвідки (мабуть, така хвиля атакувала "Таганрозьку затоку"), обрушуються і зникають.

На думку деяких експертів, хвилі-вбивці небезпечні навіть для гелікоптерів, що низько літають над морем: насамперед, рятувальних. Незважаючи на малоймовірність такої події, автори гіпотези вважають, що її не можна виключати і що як мінімум два випадки загибелі рятувальних вертольотів схожі на результат удару гігантської хвилі.

Вчені намагаються з'ясувати, як енергія в океані перерозподіляється таким чином, що утворення хвиль-вбивць стає можливим. Поведінку нелінійних систем, подібних до морської поверхні, описати вкрай складно. Деякі теорії використовують для опису виникнення хвиль нелінійне рівняння Шредінгера. Деякі намагаються застосувати існуючі описи солітонів - одиночних хвиль незвичайної природи. У ході останнього дослідження на цю тему вченим вдалося відтворити дуже схоже явище в електромагнітних хвилях, проте до практичних результатів це не призвело.

Деякі емпіричні дані про те, в яких умовах виникнення хвиль-вбивць більш імовірно, все ж таки відомі. Так, якщо вітер жене хвилі проти сильної течії, це може призвести до появи високих крутих хвиль. Цим сумно відомо, наприклад, перебіг Голкового мису (у якому постраждав "Вільстар"). Іншими зонами підвищеної небезпеки є течія Куросіо, Гольфстрім, Північне море та прилеглі райони.

Експерти називають такі передумови для виникнення хвилі-вбивці:

1. область зниженого тиску;
2. вітер, що дме в одному напрямку понад 12 годин поспіль;
3. хвилі, що рухаються з тією ж швидкістю, як і область зниженого тиску;
4. хвилі, що рухаються проти сильної течії;
5. швидкі хвилі, що наздоганяють повільніші хвилі і зливаються з ними разом.

Безглуздий характер хвиль-вбивць, однак, проявляється в тому, що вони можуть виникати і тоді, коли перелічені умови не виконуються. У цій непередбачуваності полягає основна загадка для вчених і небезпека для моряків.

Їм вдалося врятуватися

1943, Північна Атлантика. Круїзний лайнер „Куїн Елізабет“ потрапляє у глибоку улоговину та зазнає двох потужних хвильових ударів поспіль, які завдають серйозних пошкоджень на містку — на висоті двадцять метрів над ватерлінією.

1944 рік. Індійський океан. Крейсер британських ВМС „Бірмінгем“ провалюється у глибоку яму, після чого на його носову частину обрушується гігантська хвиля. Згідно з записами командира корабля палуба, що знаходиться на висоті вісімнадцять метрів від рівня моря, залита водою по коліна.

1966, Північна Атлантика. На шляху до Нью-Йорка італійський пароплав „Мікеланджело“ отримує удар від хвилі заввишки вісімнадцять метрів. Вода вривається на місток і в каюти першого класу, внаслідок чого гинуть два пасажири та один член екіпажу.

1995, Північне море. Серйозне ушкодження від гігантської хвилі отримує плавуча бурова установка „Веслефрик Б”, що належить компанії Statoil. За свідченням одного із членів екіпажу, за кілька хвилин до удару він бачив „стіну води“.

1995 рік. Північної Атлантики. При переході до Нью-Йорка круїзний лайнер „Квін Елізабет-2“ потрапляє в ураган і приймає на носову частину удар хвилі заввишки двадцять дев'ять метрів. „Відчуття було таке, що ми врізаємось у Білі скелі Дувру“, — розповідає капітан Рональд Уоррік.

1998, Північна Атлантика. Плавуча експлуатаційна платформа „Шихелліон“ компанії ВР Amoco зазнає удару гігантської хвилі, яка розносить її бакову надбудову на висоті вісімнадцять метрів від рівня води.

2000, Північна Атлантика. Прийнявши сигнал лиха від яхти на відстані 600 миль від ірландського порту Корк, британський круїзний лайнер „Оріана“ отримує удар хвилі заввишки двадцять один метр.

Чим зумовлена ​​поява більшості хвиль в океанах і морях, про руйнівну енергію хвиль і про найбільші гігантські хвилі, і великі цунамі, які коли-небудь бачила людина.

Найвища хвиля

Освіта хвиль в океані підпорядковується певним закономірностям.

Висота та довжина хвилі залежить від швидкості вітру, від тривалості його впливу, від площі охопленої вітром території. Існує відповідність: найбільша висота хвилі становить одну сьому частину її довжини. Наприклад, сильний бриз породжує хвилі заввишки до 3 метрів, великий ураган – у середньому до 20 метрів. І це вже по-справжньому жахливі хвилі, з пінними шапками, що ревуть, та іншими спецефектами.

Найвища звичайна хвиля 34 метри була відзначена на території течії Агульяс (Південна Африка) в 1933 моряками з борту американського судна «Рамапо». Хвилі такої висоти називають "хвилями-вбивцями": у провалах між ними може легко загубитися і загинути навіть великий корабель.

Теоретично висота нормальних хвиль може сягати і 60 метрів, але такі доки були зафіксовані практично.

Крім звичайного вітрового походження, існують інші механізми хвилеутворення. Причиною та епіцентром народження хвилі може бути землетрус, виверження вулкана, різка зміна берегової лінії (зсуви), діяльність людини (наприклад, випробування ядерної зброї) і навіть падіння в океан великих небесних тіл – метеоритів.

Найбільша хвиля

Найстрашніші цунамі виникають через значні порушення рельєфу морського дна, наприклад, тектонічних розломів чи зрушень, через які мільярди тонн води починають різко переміщатися на десятки тисяч кілометрів зі швидкістю реактивного літака. Катастрофи відбуваються, коли вся ця маса сповільнюється об берег, і її колосальна енергія спочатку йде на нарощування висоти, а в результаті обрушується на сушу всією своєю міццю, водяною стіною.

Найбільш «цунамонебезпечні» місця – затоки з високими берегами. Це справжні пастки для цунамі. І найстрашніше, що цунамі майже завжди приходить раптово: на вигляд ситуація на морі може бути невідмінною від відливу або припливу, звичайного шторму, люди не встигають або навіть не мислять евакуюватися, і раптом їх наздоганяє гігантська хвиля. Система оповіщення мало де розроблена.

Території з підвищеною сейсмічною активністю – зони особливого ризику та в наш час. Недаремно назва цього природного явища має японське походження.

Найстрашніше цунамі в Японії

Інша висока хвиля в історії Японії обрушилася в 1741 на захід острова Хоккайдо в результаті виверження вулкана, її висоту приблизно оцінюють в 90 метрів.

Найбільше цунамі у світі

А рекордсмен за висотою хвилі носить ім'я «Литуя». Це цунамі, що прокотилося в 1958 по затоці Литуя на Алясці зі швидкістю 160 км/год, було спровоковано гігантським зсувом. Висота хвилі оцінювалася в 524 метри.

Тим часом море далеко не завжди буває небезпечним. Є «дружні» моря. Наприклад, у Червоне море не впадає жодна річка, але воно є найчистішим у світі. .
Підпишіться на наш канал в Яндекс.Дзен