На протяжении сотен лет моряки сообщали о гигантских волнах высотой в сотни футов, которые, казалось, возникали словно из ниоткуда. В сотнях лиг от берега или при наличии других свидетелей они полностью поглощали корабли, оставляя лишь одного-двух выживших, которые могли бы рассказать об этом.
Но, что ж, моряки за эти годы много чего наговорили. Русалки, которые оказались дюгонями; чудовищные морские змеи, которые позже оказались китовыми членами; через какое-то время вы перестанете принимать эти истории за чистую монету и, возможно, начнёте списывать всё на то, что вы немного переусердствовали с Адмиралом. В конце концов, ещё в XIX веке было хорошо известно, что волны физически не могут превышать 30 футов в высоту — поэтому гораздо более вероятно, что эти «наблюдения» так называемых «волн-убийц» были либо преувеличением, либо плодом воображения.
Затем, в первый день нового 1995 года, моряки оказались правы. Огромная волна высотой 24 метра обрушилась на нефтяную платформу «Драпнер» в норвежском Северном море, превзойдя все ожидания проектировщиков.
«Это подтвердило то, что моряки описывали веками», — заявил Франческо Феделе из Технологического института Джорджии и ведущий автор новой статьи, подробно описывающей возникновение аномальных волн, которая была опубликована в журнале Nature Scientific Reports. «Они всегда говорили о волнах, которые появляются внезапно и достигают огромных размеров, но мы долгое время считали это просто мифом».
Но одно дело просто подтвердить существование волн-убийц, а другое — объяснить их. Существующие модели формирования и взаимодействия волн, похоже, были недостаточны; новые предположения — такие концепции, как нелинейная фокусировка и модуляционная неустойчивость — «в основном верны, когда волны ограничены каналами, как в лабораторных экспериментах», — утверждает Феделе, — «где энергия может течь только в одном направлении».
«Однако в открытом океане энергия может распространяться в нескольких направлениях», — сказал он, — поэтому он и его команда выбрали другой подход. Вместо того чтобы начать с расчётов, они проанализировали данные о волнах за 18 лет — в общей сложности 27 500 записей за 18 лет — и попытались найти доказательства.
Их открытие противоречило наиболее распространённому объяснению волн-убийц – модуляционной неустойчивости, при которой небольшое отклонение волны усиливается нелинейными эффектами. Вместо этого они обнаружили сочетание двух факторов: линейной фокусировки, при которой волны, распространяющиеся с разной скоростью и в разных направлениях, случайно выстраиваются в одну более высокую волну; и связанных нелинейностей второго порядка – естественных эффектов, которые искажают форму волны, увеличивая её высоту до 20%.
Добавьте ко всему этому естественное нелинейное поведение самого океана, и в результате время от времени возникает огромная и разрушительная волна-убийца.
«Блуждающие волны следуют естественным законам океана, а не являются исключениями из них. Это самое убедительное, реальное доказательство на сегодняшний день», — пояснил Феделе. «Они экстремальны, но объяснимы».
Результаты — это не просто подтверждение скептицизма Феделе. Обновление моделей прогнозирования состояния океана с учётом этого объяснения «фундаментально важно», — заявил он, — для обеспечения «безопасности судоходства, прибрежных сооружений и нефтяных платформ. Они должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать такие экстремальные явления».
Теперь, благодаря обновленным моделям и перспективе распространения результатов на машинное обучение, используя данные для обучения алгоритмов прогнозированию волн-убийц до их появления, жизнь в море вскоре может стать безопаснее — хотя, возможно, и менее сверхъестественной по своей репутации.
«Бешеные волны — это просто кошмар на море», — подытожил Феделе. «Это экстремальные явления, но они — часть языка океана. Мы только сейчас наконец учимся слушать».
