Исследование процесса возникновения аномально высоких волн на поверхности жидкости в шельфовой зоне океана

Зайцев Андрей Иванович
Нижегородский государственный технический университет

Научный руководитель: Куркин Андрей Александрович, к.ф.-м.н.
Соавторы: Куркин Андрей Александрович, Асеев Александр Юрьевич

Явление возникновения аномально высоких волн на поверхности жидкости, когда один или два гребня неожиданно возникают зачастую во время штиля и также неожиданно исчезают, характерно для многих областей Мирового океана. Такие волны, называемые "волнами-убийцами", послужили причиной многих катастрофических ситуаций (13 случаев) с судами вблизи восточного побережья Южной Африки, например катастрофа судна "Таганрогский залив" в 1985 году. Возможной причиной возникновения таких волн, например, является сильной течение в этом регионе, приводящее к усилению поверхностных волн. Однако аномальные волны наблюдались на шельфах европейских морей и в Мексиканском заливе, где течения не являются значительными. По нашему мнению, основным механизмом возникновения аномально больших волн является известное явление сжатия (фокусировки) волновых пакетов в диспергирующих средах.

В данной работе предложена количественная теория возникновения краевых волн Стокса большой амплитуды (высота волны в два раза превышает значительную высоту ветровых волн) на поверхности жидкости в шельфовой зоне океана, основанная на механизме дисперсионного сжатия волновых пакетов, связанного с дисперсией волн на воде. Предложен метод нахождения волновых пакетов, эволюция которых приводит к возникновению "волн-убийц". Эффект образования аномальных волн Стокса демонстрируется для двумерных волн на воде в присутствии случайного поля ветровых волн при различных профилях шельфов.

(c) АСФ России, 2001