Lai izveidotu ķēms vilni, ūdens siena ir tik neparedzama un kolosāla, ka tā var viegli iznīcināt un nogremdēt kuģus, nepieciešama perfekta vētra, liecina jauns pētījums.
Ņemiet, piemēram, Draupner ķēms vilni, kas sita 1995. gada 1. janvārī netālu no Draupner naftas platformas pie Norvēģijas krastiem. Šis vilnis sasniedza neticami 84 pēdu (25,6 metru) garu vai apmēram četru pieaugušu žirafi, kas bija sakrautas viena virs otras. Vēl vienu slavenu negodīgu vilni attēlo japāņu māksliniece Katsushika Hokusai savā 19. gadsimta koka bloku izdrukā ar nosaukumu “Lielais vilnis”, kurā parādīts milzīgs ūdens momentu pieaugums pirms neizbēgamas avārijas.
Lai noskaidrotu, kāpēc šie ķēmojošie viļņi parādās tik pēkšņi un bez brīdinājuma, starptautiska pētnieku grupa no Anglijas, Skotijas un Austrālijas laboratorijas tvertnē reproducēja Draupnera viļņa mērogu.
Komanda veiksmīgi atšifrēja negodīgā viļņa recepti: Viņiem vienkārši vajadzīgas divas mazākas viļņu grupas, kas krustojas aptuveni 120 grādu leņķī.
Šis atklājums novirza zinātnieku izpratni par ķēmojošajiem viļņiem "no vienkāršas folkloras uz ticamu reālās pasaules parādību", teikts pētījuma vadošajam pētniekam Markam Makalisteram, Anglijas Oksfordas Universitātes Inženierzinātņu departamenta pētniecības asistentam. "Atjaunojot Draupnera vilni laboratorijā, mēs esam pavirzījušies vienu soli tuvāk, lai izprastu šīs parādības iespējamos mehānismus."
Kad okeāna viļņi tipiskos apstākļos saplīst, šķidruma ātrums (ūdens ātrums un virziens) viļņa augšdaļā, kas pazīstams kā cekuls, pārsniedz pašas cirtas ātrumu, Makalisters pastāstīja Live Science savā e-pastā. Tas izraisa ūdens cirtā apdzīšanas vilni un pēc tam viļņa sabrukšanas laikā nokrīt uz leju.
Tomēr, viļņiem šķērsojot lielā leņķī (šajā gadījumā 120 grādi), viļņu sadalīšanas izturēšanās mainās. Šķērsojot viļņus, horizontālā šķidruma ātrums zem viļņa kores tiek izdzēsts, un rezultātā iegūtais vilnis var augt garāks un garāks, bez crasing. "Tādējādi plūšanas pārtraukšana vairs nenotiek, un notiek augšupvērsta strūklas veida pārrāvums, kā parādīts mūsu video. Un, šķiet, šis otrais pārrāvuma veids neierobežo viļņu augstumu tādā pašā veidā," sacīja Makalisters.
Citiem vārdiem sakot, kad viļņi šķērso lielos leņķos, tie var radīt briesmoņu viļņus, piemēram, Draupner ķēms un Hokusai Lielais vilnis.
Tomēr viļņu grupām nav obligāti jāsatiekas precīzi 120 grādu leņķī, lai nonāktu negodīgi.
"Draupnera viļņa gadījumā 120 grādu leņķis ir tas, kas bija nepieciešams, lai atbalstītu šādu vilni," sacīja Makalisters. Bet "vispārīgāk runājot, jebkurš šķērsojuma daudzums okeānos atbalstīs stāvākus viļņus".
Rezultāts ilustrē "iepriekš neievērotu viļņu sadalīšanas izturēšanos, kas ievērojami atšķiras no pašreizējās mūsdienu izpratnes par okeāna viļņu sadalīšanu", pētījuma vecākais autors TS van den Brēmers, asociētais profesors Inženierzinātņu katedrā Oksfordas Universitāte, teikts paziņojumā.
Komanda cer, ka viņu darbs radīs pamatu turpmākajiem pētījumiem, kas kādu dienu varētu palīdzēt zinātniekiem paredzēt šos potenciāli katastrofiskos viļņus, viņi sacīja.
Mitrie un savvaļas eksperimenti tika veikti Edinburgas Universitātes FloWave okeāna enerģijas izpētes objektā.
"FloWave okeāna enerģijas izpētes objekts ir apļveida kombinēts viļņu strāvas baseins ar viļņu veidotājiem, kas uzstādīti pa visu apkārtmēru," teikts paziņojumā Edinburgas Universitātes Inženierzinātņu skolas zinātniskajam līdzstrādniekam Sam Draycott. "Šī unikālā spēja ļauj radīt viļņus no jebkura virziena, kas ļāva mums eksperimentāli atjaunot sarežģītos virziena viļņu apstākļus, kurus mēs uzskatām par saistītiem ar Draupner viļņu notikumu."
Pētījums tiks publicēts žurnāla Fluid Mechanics 10. februāra numurā.
