9 вал что это такое в море
Откуда берутся гигантские волны-одиночки, способные переламывать целые суда.
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.
Картина Айвазовского «Девятый вал»
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.
Все наслышаны про огромные волны, называемые по‑японски цунами, что дословно означает «большая волна в гавани». Они славятся коварством и разрушительной силой.
Эти грандиозные водные валы, высота которых, как это случилось в 1958 году на Аляске, могут превышать 50 метров, возникают обычно в сейсмоактивных зонах — в результате подводных землетрясений и извержений вулканов, оползней, взрывов, резкого изменения метеоусловий. Подобное явление чаще всего встречается в прибрежных районах Японии, у нас на Дальнем Востоке, в США, Канаде, в регионе Австралии и Полинезии, а иногда даже на Карибах и в Средиземноморье. Японские манускрипты ведут хронологию цунами начиная с 684 года.
Самая страшная из известных волн цунами (24 апреля 1771 года) была зафиксирована на японском острове Исигаки (архипелаг Рюкю) и достигала высоты 85 метров. К счастью, цунами, порождаемые сейсмическими толчками на морском дне и обрушивающиеся на берег, возникают не так уж и часто. Цунами наиболее разрушительны на побережье неподалеку от места зарождения, где их энергия особенно высока. Но они могут совершать и довольно дальние «путешествия».
«Сегодня не вызывает сомнения, — говорит крупный российский специалист по теории волн нижегородец Ефим Пеленовский, — что цунами — это результат своеобразного «поршневого» механизма колебания дна океана, вызванного землетрясением, в результате чего выталкивается вверх столб воды. Ее избыточная масса под действием силы тяжести тоже начинает колебаться и вовлекает в эту амплитуду колебаний соседние участки».
Сегодня цунами становится большой проблемой для стран, расположенных на тихоокеанском побережье. И все же гигантские волны-одиночки — это не цунами. Они никак не связаны с сейсмической активностью. Есть версия, что они могут порождаться упавшими в океан метеоритами. Так, ученые полагают, что примерно 100 000 лет назад на побережье Гавайских островов обрушилась волна 300-метровой высоты, вызванная, видимо, падением крупного метеорита. Но это, к счастью, явление чрезвычайно редкое.
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. В конце 90-х Европейский союз создал проект MaxWave — с целью собрать факты и документально подтвердить существование одиночных громадных волн, а также отслеживать, моделировать и прогнозировать их появление, чтобы информировать моряков об опасности. Подобный проект по мониторингу гигантских волн выполняет в США Управление морских исследований, в котором накапливаются постоянные наблюдения, полученные при помощи авиации, спутников и радаров.
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.
Статья «Тридевятый вал» опубликована в журнале «Популярная механика» (№6, Июнь 2004).
Волны убийцы — блуждающая опасность океана
Волны убийцы… Несколько веков подряд моряки пересказывали друг другу легенды об огромных волнах, которые возникали в абсолютно ясную и безветренную погоду. После встречи с такими гигантами в живых оставались не многие, поскольку водяной вал смывал на своем пути любое судно, будь-то маленькая рыбацкая лодка или большой танкер. Ученые, в свою очередь, отрицали их существование, ссылаясь на бурную фантазию рассказчиков.
Волны убийцы или Девятый вал
Пожалуй, нет человека, который незнаком с великим полотном художника-мариниста Айвазовского «Девятый вал».
… Судно разбито в щепки. Горстка выживших отчаянно цепляется за мачту – единственное, что уцелело от большого красавца-корабля. От них уже ничего не зависит, они могут только надеяться, что мощная, роковая стихия пощадит их. С отчаяньем обреченных ждут они последнего удара неумолимой стихии – Девятого вала, который надвигается, как Суд Господень…
Картина Айвазовского «Девятый вал»
Девятый вал исторически сложившееся у мореплавателей представление о самой сильной волне на море во время шторма. Моряки считают самой большой волной каждую четвёртую, седьмую или одиннадцатую. Однако чаще всего наибольшую высоту и разрушительную силу приписывают девятой волне, которую называют «девятым валом»
Морской биографический словарь
Почему же самой страшной, самой роковой считается именно девятая волна, грозный Девятый вал? Действительно ли она существует?
Еще древние мореходы точно знали, что волны на море разные. И высота, длина, период и скорость распространения набегающих волн периодически меняется. За первой волной идет более высокая вторая, затем третья – еще выше, еще мощней. Короткие волны движутся медленнее, чем длинные. Длинные волны, нагоняя короткие, сливаются в единый вал (физики называют это явления интерференцией), который более крупный и мощный, чем обычные волны. Возникает эффект синергии, когда эффект взаимодействия нескольких факторов (в нашем случае волн) оказывается гораздо мощнее, чем сумма эффектов, вызванная этими факторами (волнами) по отдельности. Как видим, среди сильных валов во время бури могут возникать периоды обманчивого затишья, состоящих и коротких волн. А затем – новая длинная волна или очередной вал…
Ученые не выявили какой-либо системы в порядке возникновения мощных валов. Чисто теоретически роковой может стать любая по счету волна.
Кстати, считать самым грозным именно девятый вал – чисто европейская традиция. В Древней Греции моряки считали фатальным третий вал, в Риме – десятый. Европейцы всегда придавали большое значение нумерологии, а моряки к тому же – самый суеверный народ.
По факту Девятым валом называют самую разрушительную, смертельно опасную волну, причем она будет не обязательно девятой по счету. Девятый вал – это скорее иносказательное выражение, обозначающее волну-убийцу, волну-катастрофу. Это явление действительно существует: волны, достигающие 25-30 метров наиболее опасны для крупных кораблей, чем для небольшого судна. У маленького легкого корабля есть шанс удержаться на вершине волны и соскользнуть с нее. А вот тяжелые мощные суда Девятый вал может разнести в щепки. Или обрушиться всей своей немалой массой на корабль, не оставляя морякам шансов на спасение… Причины появления таких волн до сих пор мало изучены.
Ученые считают, что самые высокие волны образуются там, где сталкиваются разные течения и ветра. Например, очень часто волны-разрушители возникают у мыса Горн и мыса Доброй Надежды, где встречаются течения двух океанов. Изначальное название Мыса Доброй Надежны – Мыс Бурь. Так назвали его в 15 веке моряки, на себе испытавшие все прелести бурного моря. А еще одно место, где теплое течение Гольфстрим сталкивается с холодными северными ветрами, образуя огромные волны, известно каждому. Это место давно приобрело мрачную славу с мистическим оттенком. И называется оно — Бермудский треугольник…
Как возникают волны убийцы?
«Волна взялась ниоткуда. Взметнулась к небу, заслонив солнце. В следующую секунду она готова была обрушиться на корабль, оказавшийся у нее на пути…»
С незапамятных времен моряки травят байки о громадных волнах, «волнах-убийцах». Они настигали суда то близ мыса Доброй Надежды, то у берегов Аляски. Они появлялись из ниоткуда, разбивали в щепы корабль и снова скрывались, словно призраки, вырвавшиеся из ада. По морям-океанам и впрямь рыщут «волны-убийцы», неутомимые, как акулы
Вплоть до недавних пор эти истории считали досужими россказнями. Лишь в 1995 году ученые признали, что подобные волны существуют. Этому способствовали два события.
Во время шторма, разыгравшегося в ночь на 1 января 1995 года, автоматический регистратор волн, установленный на норвежской нефтедобывающей платформе Draupner-E в Северном море, зафиксировал волну высотой 26 метров. Девять месяцев спустя, 11 сентября, британский лайнер «Королева Елизавета II», следовавший из Шербура в Нью-Йорк, в районе Ньюфаундлендской банки столкнулся с гигантской волной.
Так, стало быть, по морям-океанам и впрямь рыщут «волны-убийцы», неутомимые, как акулы. Да и встречаются они гораздо чаще, чем полагали – их никак не внести в «Красную книгу географии». Однако их природа по-прежнему таит немало загадок.
Можно ли предсказать их появление? Как защитить корабль и людей от ударов подобных волн? Что говорит об этом современная наука? Почему спокойная морская гладь может внезапно превратиться в клокочущий ад? Чем можно объяснить появление волн высотой 40 метров? Уж никак не силой ветра, взрывающего равнину моря! Но именно эти волны вселяют страх в души моряков.
Расчеты показывают, что на каждые 10 тысяч волн приходится одна гигантская волна. Возникает она в считанные секунды. Ее следует отличать от цунами. Последние зарождаются при внезапном сотрясении морского дна. «Волна-убийца» образуется на поверхности воды. В открытом море она встает стеной, а достигая суши, спадает. Если корабль встретится с такой волной, он может перевернуться, а то и пойти ко дну.
Заглянем в статистику знаменитой страховой компании «Ллойд». Возьмем для примера такую памятную дату, как 2000 год. Тогда затонули 167 кораблей, из них как минимум 81 корабль пошел ко дну в плохую погоду. По мнению ряда ученых, значительную часть их погубили гигантские волны. Другие более осторожны в своих оценках, но и они полагают, что каждый год не менее десятка кораблей становятся жертвами этих волн.
По-видимому, «волны-убийцы» – причина таинственного исчезновения кораблей во многих районах планеты, в том числе в знаменитом Бермудском треугольнике. Экипажи этих судов были так поражены внезапным появлением волны высотой 20—40 метров, что забывали подать сигнал «SOS».
Возможно, именно так в сентябре 1980 года затонуло грузовое судно «Дербишир». Этот английский корабль длиной 295 метров, с экипажем в 44 человека, исчез у берегов Японии, не подав никакого сигнала об аварии. Может быть, он был потоплен гигантской волной? За всю историю мореплавания это было самое большое судно, затонувшее по неизвестной причине.
Какие волны принято называть «убийцами»?
Критерием служит так называемая «значимая высота волны». Это – средний показатель высоты 33 самых больших из 100 набегающих одна за другой волн. Специалисты называют волну гигантской, если ее высота вдвое превосходит этот показатель.
Однако гигантские волны бывают разными. Так, «толстяки» – это одиночные громадные волны. Они гораздо выше соседних волн. Встречаются они даже в Балтийском море.
«Три сестры» – это три накатившиеся подряд высокие волны. Впадины, разделяющие их, очень узки, а потому корабль не успевает подняться на гребень второй, а тем более третьей волны и оказывается захлестнут ими. Похоже, именно такая череда волн налетела на корабль «Королева Елизавета II» и срезала, словно ножом, большинство палубных построек.
Наконец, «белыми стенами» называют чрезвычайно крутые, почти отвесные одиночные волны; за которыми следует очень глубокая впадина.
Эти три типа волн отличаются друг от друга не только внешне, но и, по-видимому, имеют разное происхождение. Однако это только догадка. Ученые не располагают теорией, которая могла бы объяснить происхождение всех известных нам гигантских волн.
Еще несколько лет назад предполагалось, что гигантские волны возникают лишь в результате наложения нескольких «нормальных» волн. Одни движутся быстрее других и нагоняют медленно катящиеся перед ними волны. Они сливаются, громоздятся друг на друга, вздымаясь на 30—40 метров ввысь.
Вероятно, так порой и бывает. Однако чаще всего действуют дополнительные факторы, которые превращают «нормальные» волны в морских монстров. В некоторых районах океана такие волны встречаются особенно часто, например, в окрестности Флориды, заливе Аляска, близ оконечности Южной Америки, в районе мыса Горн, а также к юго-востоку от Японии и у юго-восточного побережья Южной Африки.
Компьютерные модели показывают, что такие волны зарождаются, прежде всего, близ побережья, где морские течения часто меняют свое направление и где глубина моря так же часто меняется. Так, в районе мыса Доброй Надежды течение Агульяс, стремящееся в южном направлении, сталкивается со штормовыми волнами, нагоняемыми из Атлантического океана или от берегов Антарктиды. По-видимому, эти «маневры» и порождают волны чудовищной высоты. Примерно таков же механизм образования их и в Северной Атлантике. Там к их появлению причастен Гольфстрим.
Почему гигантские волны порой появляются и в спокойную погоду?
Так бывает в шторм. Но почему гигантские волны порой появляются и в спокойную погоду?
Американские исследователи Бенгт Форнберг и Бенджамин Уайт предложили математическую модель, описывающую этот процесс. По их версии, происходит примерно то же, что бывает, когда линза фокусирует свет. Только здесь в качестве линзы выступают обширные участки моря, где возникают завихрения волн. Они и «фокусируют» отдельные волны, превращая их в подобие девятого вала.
Так что ожидает судно при встрече с «волной-убийцей»? У грузовых кораблей самой уязвимой частью являются погрузочные люки. Ведь их сооружают в расчете на максимальную волну высотой 20 метров. Под тяжестью громадной волны, захлестнувшей палубы, они сминаются, словно картон. Трюм моментально наполняется водой, и судно тонет.
Гигантские волны в спокойную погоду
Как отмечают ученые, «в определенных районах океана можно оценить риск появления одиночных гигантских волн и в случае, если морским судам будет грозить опасность, можно передавать сообщения об этом в метеосводках». Например, «23 апреля в Бискайском заливе, 44° северной широты, 5° западной долготы, ожидается появление “толстяка” высотой 35 метров. Во избежание неприятностей следует покинуть указанную зону или принять соответствующие меры безопасности».
Важно! Не следует путать волны-убийцы с цунами, возникающими из-за сейсмической активности.
Физическая природа первых остается загадкой, ответ на которую активно пытаются найти ученые на всей планете. А пока не найдено объяснений данному необычному природному явлению, смотреть вдаль горизонта морским путешественникам приходится с опаской. Предугадать их появление не берется никто.
Чтобы ни говорили исследователи и ученые, как бы ни объясняли это явление, каждый моряк надеется, что страшный, роковой Девятый Вал обойдет стороной его корабль…
eponim2008
eponim2008Жизнь замечательных имен
Короткие истории о вещах и о людях, давших им свое имя
Почему очень большую волну называют девятый вал?
Когда я ходил в детский садик, на стене в игровой комнате висела загадочная картинка. Загадочная и страшная. Страшным было и желтое солнце, едва проглядывающее сквозь дымку и водяной туман, и зеленое море, кипящее волнами, страшно становилось за маленьких человечков, цеплявшихся за сломанную корабельную мачту и машущих кому-то красным флажком. А страшнее всего было загадочное название картины «Айвазовский-девятый-вал»
Из этого наблюдения (а может быть, поверья) возникла легенда о девятом вале. Согласно этой легенде, четвертая волна (первая в следующей «серии» из трех волн) ниже третьей, но выше первой, а седьмая ниже шестой, но выше четвертой. А выше всех вздымается девятая волна. И уж за ней – точно спад.
Повторю, что математическое моделирование эту легенду не подтверждает. Но морское волнение – объект для математиков очень интересный, хотя и сложный. Уже в восемнадцатом веке были построены математические модели возникновения морских волн. Морское волнение согласно этим моделям – результат взаимодействия ветра и течений на границе двух бурных стихий, воздушной и водной. Так что волны, нежно ласкающие пляжный песочек, скажем, на Мальдивах – привет от океанской бури, гремящей в тысяче километров от этого райского местечка. Чтобы людишки не слишком забывались и не очень разнеживались.
По той же теории самые высокие волны появляются там, где сталкиваются морские течения или ветры. Факт известный морякам из их сурового опыта. Возле мыса Горн и возле Мыса Доброй Надежды, где встречаются воды двух океанов, никогда не бывает штилей. Из-за огромных волн, бушующих у южной оконечности Африки, португальские моряки в 15 веке назвали это место Мысом Бурь. Но король приказал дать мысу другое имя, Доброй Надежды. Мол, до нашей цели, золотоносной и пряной Индии, уже рукой подать. Вперед, ребята!
Еще одно место, где сталкиваются течения и ветры, образуя гигантские волны, известно всем. Это «Бермудский треугольник», обширная область Атлантического океана между Флоридой, Пуэрто-Рико и Бермудскими островами. Огромные волны возникают здесь в результате взаимодействия теплого океанического течения, Гольфстрима и холодных северных ветров.