что такое подводный шторм
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).
Под волной-небоскребом: коварные западни, которые таит океан
Представьте себе волну с девятиэтажный дом. Это шторм в 12 баллов в Тихом океане. Огромный корабль весом 80 тысяч тонн бросает как щепку. В бурю по каютам летает все, что не приколочено. Волны обладают такой мощью, что могут разломать надвое любое судно. Как сухогруз Arvin у берегов Турции с украино-российским экипажем на борту. В этом крушении из 12 выжили только шесть членов экипажа.
Во время шторма волны могут достигать 16 метров, но и это не предел. Моряки рассказывают о волнах-одиночках высотой с небоскреб. До недавнего времени рассказы о волнах-убийцах считались мифами. Пока не обнаружились достоверные доказательства этого загадочного явления. Что такое бродячие волны-убийцы, и как они образуются? Об этом рассказывает программа «Засекреченные списки» на РЕН ТВ.
Девятый вал
Мировой океан до сих пор не изучен. В нем есть капканы, из которых невозможно выбраться. В апреле 1966 года в Атлантику вышел новый итальянский лайнер «Микеланджело». А спустя несколько дней он чудом добрался до места назначения. Из-за повреждений судно трудно было узнать. Трое погибших, 50 покалеченных. По словам очевидцев, лайнер внезапно накрыло девятым валом. Тогда им поверили не все. И только через 30 лет волну-убийцу зафиксировали и официально подтвердили ее существование. Однако ни одного документального кадра этого редкого явления не существует до сих пор.
Волна свыше 26 метров однажды ударила по норвежской газодобывающей платформе Дропнера. А в 2000 году Европейское космическое агентство в рамках проекта MaxWave насчитало сотни гигантских гребней. Спутники зафиксировали, что они появляются в Атлантическом океане раз в два дня.
Что такое тягун
Волны, почти схожие с полумифическими «одиночками», часто достигают берегов. Их удары обрушиваются на набережные Индонезии, Португалии, Гавайев. Осенью 2020 года явление зафиксировали даже на мысу Бабкина в Приморском крае России. Громадные блуждающие волны опаснее всего для моряков и пассажиров круизных лайнеров.
Но есть и другие, невидимые волны-убийцы. Они охотятся на мирных купальщиков у самой кромки воды. Жертвами каждый год становятся сотни людей. Такие волны называют тягунами.
Они незаметно утягивают людей от берега в открытое море. Бороться с сильным подводным течением невозможно. Чтобы вытащить из воды жертву тягуна, отдыхающим порой приходится выстроиться в живую цепь! Такие волны часто возникают у побережий Черного и Азовского морей, а потому отдых на популярных курортах может быть смертельно опасен. Для страховки следует выучить признаки тягуна и способы борьбы с ним.
Водовороты
Но и это не все смертельные ловушки океана. Гигантские водные воронки способны утягивать на дно не только людей, но и целые корабли. Около японского поселка Порт Оарай в Тихом океане образовалась громадная дыра в воде.
Истории из жизни, самые безумные выходки, экстремальные ролики, поразительные поступки блогеров и еще многое другое смотрите в топ-листах программы «Засекреченные списки» на РЕН ТВ каждую субботу в 15:00.
Видео: подводный шторм и ложное дно — самые волнующие явления на дне океана
Штормы бывают не только на земле, но и в воде. Однако исследователи даже не подозревали, что смогут собственными глазами увидеть еще один вариант такой стихии — подводный шторм. Причем возник он на дне океана, чем крайне всех удивил. Это уникальное и крайне редкое явление, которое все еще мало изучено, и сложно сказать, насколько оно опасно.
Торнадо из глубины
Сотрудники океанологического института спокойно работали и снимали на видео свою деятельность, подводную жизнь. Группа находилась на дне Кораллового моря, неподалеку от берегов Австралии. Внезапно на дне начался самый настоящий торнадо. Совершенно непонятно, как он вообще появился здесь, в таких условиях. Даже сами ученые назвали явление «невероятно странным» и «абсолютно удивительным». У них не было ответа на вопрос, как на такой глубине может образоваться шторм.
После различных предположений один из исследователей высказался, что это может быть бентический шторм. Он случается на большой глубине и причина его возникновения науке не известна до сих пор. Если бы такая стихия возникла на суше, последствия были бы разрушительными. Торнадо случаются на нашей планете не так уж и редко, это опасные стихийные бедствия, уничтожающие все на своем пути. Подводные торнадо происходят по тем же причинам, что и пылевые, огненные смерчи. Здесь важна сила подводных течений и разница в температуре.
Ледяной палец смерти
На дне морей и океанов случается не одно опасное явление. Одним из таких является Брайникл или как его еще называют «ледяной палец смерти». Это самая настоящая сосулька, только размеры у нее огромные, в чем и заключается опасность. Образование изо льда способно уничтожить на своем пути все. Но как могут под водой образовываться сосульки?
Гигантская сосулька растет из океана
Да, такое возможно, если встречаются два потока — слабосоленой ледяной воды и более соленая океаническая вода. Вместе они образуют ледяной сталактит, растущий прямо с поверхности. Встречаются такие сосульки-гиганты в ледяной воде полюсов. Как только сталактит дорастет до самого дна, начинает замораживать поверхность, до которой касается. В такую ловушку могут запросто попасть живые организмы, и выбраться оттуда им не суждено. В Мексике есть пещера полностью заполненная огромными сталактитами.
Молочный феномен
У ученых нет ответа, каким образом происходит внезапное образование молочных морей. Определенные участки мирового океана окрашиваются в молочно-белый оттенок и светятся в темноте. Можно предположить, что все это — результат активной деятельности неких бактерий, однако доказательств тому нет. Неизвестно и то, насколько такие образования могут быть опасны для живых существ и человека. Никто еще не рискнул испытать на себе молочные моря.
Ложное дно
Звучит уже опасно благодаря слову «ложное». Ученым не раз удавалось обнаруживать непонятную прослойку в океане на глубинах около 450 м. Потом оказалось, что в ночное время такой слой поднимался ближе к поверхности, а днем снова опускался на глубину. Явление получило вполне оправданное название «ложное дно». После долгих исследований оказалось, что создают его кальмары.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Подводная лодка может передвигаться как по поверхности воды, так и погружаться глубоко в недра мирового океана. При этом многим наверняка было бы интересно узнать, как ведет себя экипаж субмарины и какие меры он предпринимает, когда подводная лодка отказывается в морском шторме.
Может ли она в такой момент уйти под воду и если да, то как глубоко она должна это сделать?
В 1805 году известный ирландский гидрограф Фрэнсис Бофорт разработал и предложил для всеобщего использования эмпирическую шкалу, которая позволяла рассчитывать высоту волны, опираясь на значения скорости ветра. Первоначальная версия шкалы Бофорта оказалась не слишком-то удобной, точной и простой в использовании, а потому на протяжении последующих двух десятков лет ее создатель занимался активным процессом улучшения своего творения. Принята на вооружение в большинстве морских держав шкала Бофорта была только в 1830 году.
Шкала состояла из 17 баллов для обозначения грозности морских волн (или их полного отсутствия). Для большинства ситуаций в море (в том числе штормовых) нужно было только первые 12 значений шкалы. Баллы 13-17 были актуальны лишь для Тихого океана с его регулярными тайфунами. Система Бофорта позволяла рассчитывать скорость, величину и силу волны исходя из скорости ветра.
Так, 10 баллам по шкале Бофорта соответствует скорость ветра в 90-100 км/ч и высота волны в 12 метров. При таких условиях волна будет двигаться со скоростью 55 км/ч. Средняя длина волны составит 210 метров, а период прохождения волн будет равняться 14 секундам. Кроме того, любая волна распространяется циркуляционным образом от поверхности водной глади в ее недра, постепенно ослабевая. Полностью отсутствовать циркуляционное движение, создаваемое морской волной, будет на глубине равной от 0.5 длины этой волны. При 10 баллах – это значение составляет около 105 метров.
Таким образом и получается рассчитывать необходимую глубину погружения. В описанных условиях, подлодка должна будет «лечь» килем (нижней частью корпуса) на глубину в 120 метров, так как средняя высота боевых субмарин от киля до верхней точки мостика составляет около 15 метров.
Как глубоко должна находиться подводная лодка, чтобы не пострадать в морском шторме
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
В 1805 году известный ирландский гидрограф Фрэнсис Бофорт разработал и предложил для всеобщего использования эмпирическую шкалу, которая позволяла рассчитывать высоту волны, опираясь на значения скорости ветра. Первоначальная версия шкалы Бофорта оказалась не слишком-то удобной, точной и простой в использовании, а потому на протяжении последующих двух десятков лет ее создатель занимался активным процессом улучшения своего творения. Принята на вооружение в большинстве морских держав шкала Бофорта была только в 1830 году.
Шкала состояла из 17 баллов для обозначения грозности морских волн (или их полного отсутствия). Для большинства ситуаций в море (в том числе штормовых) нужно было только первые 12 значений шкалы. Баллы 13-17 были актуальны лишь для Тихого океана с его регулярными тайфунами. Система Бофорта позволяла рассчитывать скорость, величину и силу волны исходя из скорости ветра.
Так, 10 баллам по шкале Бофорта соответствует скорость ветра в 90-100 км/ч и высота волны в 12 метров. При таких условиях волна будет двигаться со скоростью 55 км/ч. Средняя длина волны составит 210 метров, а период прохождения волн будет равняться 14 секундам. Кроме того, любая волна распространяется циркуляционным образом от поверхности водной глади в ее недра, постепенно ослабевая. Полностью отсутствовать циркуляционное движение, создаваемое морской волной, будет на глубине равной от 0.5 длины этой волны. При 10 баллах – это значение составляет около 105 метров.
Таким образом и получается рассчитывать необходимую глубину погружения. В описанных условиях, подлодка должна будет «лечь» килем (нижней частью корпуса) на глубину в 120 метров, так как средняя высота боевых субмарин от киля до верхней точки мостика составляет около 15 метров.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми: