Valuri ucigașe

Valuri ucigașe ( valuri rătăcitoare , valuri monstru , val alb , val englezesc  rogue - val tâlhar, val ciudat - val nebun; fr.  onde scélérate - val răufăcător, galéjade - glumă proastă, glumă practică) - valuri unice gigant, care se ridică în ocean , 20-30 de metri înălțime (și uneori mai mult), cu comportament necaracteristic valurilor mării. „Valurile ucigașe” sunt periculoase pentru nave și structurile offshore. Coca unei nave care întâlnește un astfel de val poate să nu reziste presiunii apei prăbușite (până la 1000 kPa sau 10 atm).

O circumstanță importantă care face posibilă evidențierea fenomenului undelor ucigașe ca subiect științific și practic separat și separarea acestuia de alte fenomene asociate cu valuri de amplitudine anormal de mare (de exemplu, tsunami ) este apariția bruscă a acestora.

Spre deosebire de tsunami , care sunt rezultatul unor cutremure sau alunecări de teren subacvatice și care câștigă înălțime mare doar în ape puțin adânci, apariția „valurilor ucigașe” nu este asociată cu evenimente geofizice catastrofale. Deși aparent nu există un singur motiv pentru valurile necinstite, dinamica neliniară a valurilor de suprafață pe apă este unul dintre motivele caracteristice pentru formarea valurilor necinstite în ocean [1] .

Pentru o lungă perioadă de timp, valurile rătăcitoare au fost considerate ficțiune, deoarece nu se încadrau în niciun model matematic al apariției și comportamentului valurilor mării care existau în acel moment și, de asemenea, nu existau suficiente dovezi de încredere. Cu toate acestea, la 1 ianuarie 1995, un val de 25,6 metri înălțime, numit val Dropner , a fost înregistrat pentru prima dată pe platforma petrolieră Dropner din Marea Nordului, în largul coastei Norvegiei . Cercetările ulterioare în cadrul proiectului MaxWave („Valul maxim”), care au inclus monitorizarea suprafeței oceanelor lumii folosind sateliții radar ERS-1 și ERS-2 ai Agenției Spațiale Europene (ESA) , au înregistrat mai mult de 10 valuri gigant simple. în jurul globului în trei săptămâni a căror înălțime a depășit 25 de metri. Aceste studii forțează o nouă privire asupra cauzelor morții în ultimele două decenii a navelor de dimensiunea navelor containere și super- tancuri , inclusiv valuri ucigașe printre cauzele posibile.

Noul proiect se numește Wave Atlas (Atlasul valurilor) și prevede compilarea unui atlas mondial al undelor ucigașe observate și procesarea statistică a acestuia.

Cauze

Există mai multe ipoteze despre cauzele undelor extreme. Mulți dintre ei le lipsește bunul simț. Cele mai simple explicații se bazează pe analiza unei simple suprapuneri de unde de lungimi diferite. Estimările arată însă că probabilitatea apariției undelor extreme într-o astfel de schemă se dovedește a fi prea mică. O altă ipoteză demnă de remarcat sugerează posibilitatea concentrării energiei valurilor în unele structuri ale curenților de suprafață. Aceste structuri, totuși, sunt prea specifice pentru mecanismul de focalizare a energiei pentru a explica apariția sistematică a undelor extreme.

Interesant este că astfel de valuri pot fi atât creste, cât și jgheaburi, ceea ce este confirmat de martorii oculari. Cercetările ulterioare implică efectele neliniarității în valurile vântului, care pot duce la formarea de mici grupuri de valuri ( pachete ) sau unde individuale ( solitoni ) care pot călători pe distanțe lungi fără modificări semnificative în structura lor. Pachete similare au fost, de asemenea, observate în mod repetat în practică. Trăsăturile caracteristice ale unor astfel de grupuri de valuri, confirmând această teorie, este că se mișcă independent de alte valuri și au o lățime mică (mai puțin de 1 km), iar înălțimile scad brusc de-a lungul marginilor [2] .

Modelarea numerică a undelor necinstite

Modelarea directă a valurilor necinstite a fost întreprinsă în lucrările lui V. E. Zakharov, A. I. Dyachenko [3] , R. V. Shamin [4] . Ecuațiile care descriu curgerea instabilă a unui fluid ideal cu o suprafață liberă au fost rezolvate numeric. Utilizarea unui tip special de ecuații a făcut posibilă efectuarea calculelor cu mare precizie și pe intervale de timp mari. În cursul experimentelor numerice s-au obținut profile caracteristice pentru undele necinstite, care sunt în bună concordanță cu datele experimentale.

Pe parcursul unei mari serii de experimente computaționale de modelare a dinamicii undelor de suprafață ale unui fluid ideal, care au parametri fizici caracteristici oceanului, funcțiile empirice ale frecvențelor de apariție a undelor necinstite în funcție de abruptul (~energiei) și s-au construit dispersia datelor inițiale [5] .

Observație experimentală

Una dintre problemele în studierea undelor necinstite este dificultatea de a le obține în laborator. Practic, cercetătorii sunt nevoiți să lucreze cu date obținute din observații în condiții naturale, iar astfel de date sunt foarte limitate din cauza naturii imprevizibile a apariției unui val necinstiți.

În 2010, pentru prima dată, au fost obținuți experimental solitoni de respirație Peregrin , care, conform multor oameni de știință, sunt un posibil prototip de unde ucigașe. Acești solitoni, care sunt o soluție particulară a ecuației neliniare Schrödinger , au fost obținuți pentru un sistem optic [7] , cu toate acestea, deja în 2011, aceiași solitoni au fost obținuți și pentru undele de apă [8] . În 2012, într-un alt experiment, oamenii de știință au reușit să demonstreze generarea unui respirator soliton de ordin superior, pentru care amplitudinea este de cinci ori mai mare decât amplitudinea undei de fond [6] .

Cazuri de observație

• În dimineața zilei de 7 februarie 1933, USS Ramapo , în drum de la Manila către San Diego , a fost lovit de un val înalt de 34 de metri [9] .
• Pe 12 aprilie 1966, în mijlocul Atlanticului, transatlanticul italian Michelangelo a fost lovit de un val uriaș „alb” de 20 de metri înălțime. Doi pasageri au fost scoși în mare, un membru al echipajului a murit câteva ore mai târziu, iar peste 50 de persoane au fost rănite. Nava a suferit avarii serioase la prova și una dintre laturi [10] .
• La 11 septembrie 1995, transatlanticul britanic „ Regina Elisabeta 2 ” din Atlanticul de Nord în timpul uraganului Louis a înregistrat un val de 27 de metri [11] .

Epave

• Bricheta germană MS München a dispărut în timpul unei furtuni pe 13 decembrie 1978. În urma căutării, au fost găsite epave separate ale navei. Probabil, nava a căzut victimă unuia sau mai multor valuri ucigașe [12] .
• Transportatorul englez de petrol și minereu MV Derbyshire a dispărut în timpul Typhoon Orchid în largul coastei Japoniei, pe 9 septembrie 1980. Epava a fost descoperită și examinată cu atenție în 1994. Analiza ulterioară a arătat că, având în vedere condițiile meteorologice, Derbyshire ar fi întâlnit aproape sigur valuri de cel puțin 28 de metri înălțime și că chiar și un val ucigaș mult mai mic ar fi smuls cu ușurință una sau mai multe dintre trapele de marfă ale navei, rezultând în o scufundare rapidă.navă [13] .
• Traulerul sovietic „Kartli” în decembrie 1991 a căzut victima unui val ucigaș în largul coastei insulei scoțiane Gia. Nava a eșuat mai întâi, apoi s-a scufundat. 4 membri ai echipajului au fost uciși. Restul au fost salvați de serviciile de salvare de coastă [14] .

Vezi și

• Al nouălea val
• Furtuna perfectă
• Keyproller
• Dropner Wave

Note

1. ↑ R. V. Shamin. Întrebări matematice ale valurilor ucigașe. M.: Lenand/URSS, 2016
2. ↑ Frederic Moreau. The Glorious Three Arhivat 13 noiembrie 2014 la Wayback Machine , tradus de M. Olagnon și GA Chase / Rogue Waves. 2004, Brest, Franța.
3. ↑ AI Dyachenko, VE Zaharov. Despre formarea undelor ciudate pe suprafața apei adânci.  // Scrisori v ZhETF. - 2008. - T. 88 , nr 5 . - S. 356-359 .
4. ↑ R. V. Shamin. Despre existența soluțiilor netede ale ecuațiilor Dyachenko care descriu curgeri instabile ale unui fluid ideal cu o suprafață liberă.  // Rapoarte ale Academiei Ruse de Științe. - 2006. - T. 406 , nr 5 . - S. 112-113 .
5. ↑ V. E. Zaharov, R. V. Shamin. Despre probabilitatea apariției undelor ucigașe.  // Scrisori v ZhETF. - 2010. - T. 91 , nr 2 . - S. 68-71 .
6. ↑ 1 2 A. Chabchoub, N. Hoffmann, M. Onorato și N. Akhmediev. Super Rogue Waves: Observarea unui respirator de ordin superior în valuri de apă   // Phys . Rev. x . - 2012. - Vol. 2. - P. 011015. - doi : 10.1103/PhysRevX.2.011015 .
7. ↑ B. Kibler, J. Fatome, C. Finot, G. Millot, F. Dias, G. Genty, N. Akhmediev & J. M. Dudley. Solitonul peregrine în fibra optică neliniară  // Fizica naturii  . - 2010. - Vol. 6. - P. 790-795. doi : 10.1038 / nphys1740 .
8. ↑ A. Chabchoub, N. Hoffmann și N. Akhmediev. Observarea valurilor necinstite într-un rezervor de valuri de apă   // Fizic . Rev. Lett. . - 2011. - Vol. 106. - P. 204502. - doi : 10.1103/PhysRevLett.106.204502 .
9. ↑ De unde vin undele criminale?  (rusă) , Komsomolskaya Pravda  (23 septembrie 2004). Arhivat din original pe 28 ianuarie 2012. Preluat la 6 septembrie 2017.
10. ↑ Accidentul lui Michelangelo . www.michelangelo-raffaello.com. Preluat la 6 septembrie 2017. Arhivat din original la 7 octombrie 2017. (nedefinit)
11. ↑ QE2 - Istorie - Uraganul Luis . www.qe2.org.uk. Preluat la 6 septembrie 2017. Arhivat din original la 6 septembrie 2017. (nedefinit)
12. ↑ „Freak Wave - program summary” Arhivat 4 ianuarie 2018 la Wayback Machinewww.bbc.co.uk/ . BBC. 14 noiembrie 2002. Consultat la 15 ianuarie 2016.
13. ↑ O evaluare independentă a scufundării MV DERBYSHIRE . Instituția Regală a Arhitecților Navali. Consultat la 10 octombrie 2017. Arhivat din original la 11 octombrie 2017. (nedefinit)
14. ↑ Elizabeth Gerson. Ultima catastrofă a marinei URSS: în urmă cu 25 de ani, traulerul „Kartli” s-a prăbușit  (ing.) . NTV. Preluat la 6 septembrie 2017. Arhivat din original la 6 septembrie 2017.

Link -uri

• Pelinovsky E. N., Slyunyaev A. V. „Freaks” - valuri ucigașe ale mării // Natură. - Nr. 3. - 2007.
• Badulin S., Ivanov A., Ostrovsky A. Influența valurilor gigantice asupra siguranței producției offshore și transportului de hidrocarburi.
• Kurkin A. A., Pelinovsky E. N. Valuri ucigașe: fapte, teorie și modelare. N. Novgorod. - Nijni Novgorod. stat acestea. un-t. — 2004.
• Shamin R. V. Întrebări matematice ale valurilor necinstite. Moscova: Lenand/URSS, 2016
• explorarea spațiului oceanic
• Prelegeri de R. V. Shamin la cursul „Mathematical questions of rogue waves” la MIAN , 2018
• Oamenii de știință au recreat „valul criminal” în laborator // RIA , ianuarie 2019
• Valuri ucigașe. O poveste marină care s-a dovedit a fi o realitate // Svoboda , 26 februarie 2021.

Dicționare și enciclopedii	Rusă mare