Учёные объяснили тайну волн, пугающих моряков веками

Блуждающие волны, или волны-убийцы, долгие годы оставались загадкой для науки. Моряки рассказывали о внезапных гигантских стенах воды, возникающих ниоткуда, но доказательств этому долго не находилось. Всё изменилось 1 января 1995 года, когда нефтяная платформа "Драупнер" в Северном море зафиксировала удар волны высотой около 25 метров. Это событие, известное как "волна Драупнера", стало первым официальным подтверждением реальности этих феноменов.

С тех пор учёные пытались понять, каким образом рождаются такие аномальные образования. Ранее считалось, что причиной служат исключительно нелинейные эффекты — редкое совпадение фаз и усиление отдельных колебаний.

Однако международная исследовательская группа под руководством Франческо Феделе решила проверить эти представления с помощью масштабного анализа. Их работа, опубликованная в журнале Nature Scientific Reports, показала: истоки волн-изгоев гораздо сложнее и менее "мистичны", чем полагали раньше.

Команда исследовала более 27 500 записей о волнах в Северном море, собранных за 18 лет. Эти данные включали характеристики по высоте, частоте и направлению. Такой массив позволил проследить закономерности, которые скрывались за отдельными эпизодами. Выяснилось, что ключевую роль играет сочетание линейной фокусировки и нелинейных взаимодействий второго порядка. Другими словами, волны-изгои появляются не из "ничего", а как результат пересечения и усиления нескольких процессов, которые вместе концентрируют энергию в определённой точке.

Учёные также отмечают: каждая блуждающая волна имеет уникальный "отпечаток пальца" — набор факторов, по которым можно определить её происхождение. Это открытие крайне важно для морской индустрии. Суда и платформы продолжают сталкиваться с риском экстремальных волн, и понимание их природы помогает создавать более надёжные конструкции и прогнозировать опасные ситуации.

Феделе и его коллеги применяют методы машинного обучения для анализа массивов данных и прогнозирования появления волн-изгоев. Это даёт шанс в будущем заранее предупреждать капитанов судов и операторов морских сооружений о вероятности экстремальной волны. Таким образом, то, что когда-то считалось аномалией или морским мифом, теперь рассматривается как естественный элемент динамики океана.

Главный вывод исследования: блуждающие волны не нарушают законы физики. Они рождаются из вполне объяснимых процессов, и хотя остаются редким явлением, называть их "аномальными" уже не корректно.

Уточнения

Волна Драупнера (также англ. New Year's wave — «новогодняя волна») — первая в истории волна-убийца, которая была зафиксирована измерительным прибором.