Юный техник, 2015 № 04

Но почему в одном месте волна словно щадит людей, а в другом она беспощадна? Заинтересовавшись этим вопросом, Ирина Диденкулова разработала физико-математическую модель распространения такой волны и предложила новый подход к оценке наката волн на берег. Это оказалось крайне важно для экономики. Ведь, зная рельеф дна в конкретном месте, можно рассчитать возможные риски от цунами и с ясной головой принимать решение, где и что строить. Кстати, отсутствие такой оценки стало одной из главных причин трагедии с японской АЭС «Фукусима». Местные ученые недооценили возможный размах стихии.

«Мы же с коллегами показали, что двух традиционных параметров для определения волны — высоты и длины — недостаточно, чтобы оценить возможный риск ее наката на берег, — рассказала Ирина Игоревна. — Оказалось, не менее важно учитывать форму волны и, прежде всего, крутизну переднего фронта. Кроме того, мы проанализировали различные варианты рельефа дна и самих берегов. Это позволило создать классификатор, где показаны наиболее опасные варианты сочетания рельефа и цунами. В частности, в бухтах параболической формы волны усиливаются значительно больше, чем на открытых берегах. Именно это стало главной причиной катастрофических цунами на Самоа в 2009 году, а также в Японии в 2011-м, когда затопило АЭС «Фукусима».

Цунами в океане — явление довольно обычное. Но цунами на реке или озере? Оказывается, и здесь появление больших волн вполне реально. Такие явления зафиксированы, к примеру, на озерах Швейцарии и Новой Зеландии.

«У нас подобные явления наблюдались в свое время на Иртыше, — продолжала рассказ И. Диденкулова. — А летописи повествуют, как в 1597 году на Волге поднялась такая волна, что суда выбросило на 50 метров на сушу. Причина — оползень Печорского монастыря в Нижнем Новгороде. Нами опять-таки предложены аналитические модели возникновения цунами от подводных оползней».

Цунами порой налетают внезапно…

С волнами-убийцами и вовсе получилась почти детективная история. Долгое время ученые полагали, что таких волн нет в природе. Дескать, рассказы моряков о появлении в относительно спокойном море одиночных волн высотой в 20–30 метров — не более чем байки. У страха, как известно, глаза велики.

Однако снимки из космоса, математические расчеты последствий страшных ударов, которые стихия нанесла тем кораблям, что все же добрались до порта с проломленными бортами, без надстроек, сбитых волной, а то и с оторванными носами, показали — такие волны вовсе не вымысел.

Стали доискиваться до причин их образования. Было высказано немало гипотез, в том числе и весьма экзотических — дескать, такие волны создают огромные осьминоги-кракены, изредка выныривающие из морских глубин. На самом деле все оказалось гораздо прозаичнее. Из физики известно, что разные волны могут взаимодействовать, вызывая усиление и ослабление волнения. Наложение двух волн может вызвать волну, высота которой равна сумме высот отдельных волн. Это явление называется интерференцией. Именно интерференцией многие ученые и объясняют сегодня возникновение в некоторых местах океана необычно высоких волн.

«Если говорить простым языком, то причина образования волны-убийцы прежде всего в статистике. Она показала, что волна-убийца — просто очень большая волна в поле случайных волн (как минимум в 2 раза больше среднего значения). Ее опасность не столько в высоте, сколько в неожиданности, — рассказывает И. Диденкулова. — Цунами — тоже очень большая волна, но ее можно предсказать. Произошло землетрясение с соответствующими параметрами — жди цунами. А волну-убийцу предсказать нельзя: все попытки, которые ныне делаются, идут пока на вероятностном уровне, то есть вероятность появления такой волны при таких-то условиях больше, а при таких-то меньше».

По словам исследовательницы, ныне есть несколько путей повышения безопасности. Во-первых, образовательный — надо почаще рассказывать людям о коварстве водной стихии, о том, что не стоит стоять на парапете, особенно в ветреную погоду. Во-вторых, инженеры при строительстве береговых укреплений должны подбирать такую форму проектируемых сооружений, которые бы гасили такие волны. Наконец, в-третьих, надо строить суда повышенной прочности с расчетом и на такое коварство стихии.

«Волны-убийцы есть везде, в любом водоеме — это просто вопрос размеров, — утверждает Ирина Диденкулова. — И рассказы моряков прошлого о так называемом «девятом вале» — тоже не выдумки. Большая волна не обязательно будет девятой, но она будет… И чтобы она стала опасной для жизни, иной раз достаточно, чтобы волна была полметра-метр высотой. Дело в том, что тут играет роль не только сама высота волны, но и ее неожиданность, а также скорость течения. У берега водный поток полуметровой высоты вполне может сбить с ног и утащить на глубину».

Те, кому повезло, возвращаются в порт иной раз вот с такими повреждениями…