海上怪物:疯狗浪

时间:2016-12-19 08:43:31
频道:科学猎奇
来源:大科技·科学之谜
作者:

 1975年11月10日,美国货轮埃德蒙德·费兹杰罗号在暴风中沉入美国和加拿大之间的苏必利尔湖区域。这艘货轮可不是什么小玩意,船身有220米长,宽度达到22米,绝对算得上是个庞然大物了。但是看起来坚固安全的货轮并没有经受住考验。灾难发生的时候,该货轮还来不及发出求救信号就失去了求生的机会,船上22名船员全部遇难,他们的遗体至今仍未被发现。

美国海岸警卫队最初的报告称,悲剧的发生是由于船员疏忽,没有按照要求盖好货轮顶部船舱的舱口安全盖。这一说法一直颇具争议,许多同行表示船员不会如此大意。2010年,潜水侦探通过探寻出事地水底情况,提出了另外一种可能导致灾难的原因——该货轮可能遇上了一种威力巨大的“杀人巨浪”——疯狗浪。也许,当时货轮在水面上就被这种浪拍成了两半。
苏必利尔湖是世界上最大的淡水湖,面积可达8.2万平方千米,最大深度为405米,蓄水量占整个五大湖的一半以上。在广阔的湖面上,来自各个方向的浪涌有快有慢,相互推搡、较量,水下蓄积的能量有时会突然推高浪涌。加之冬季风大浪急,11月湖面少冰,于是就更容易出现突然涌起的大浪,产生令人闻之色变的疯狗浪。
不过,在湖泊中产生疯狗浪的情况还是极为罕见,“疯狗”更爱在海上兴风作浪。
是否存在“杀人巨浪”
自古就有海上惊现怪浪的传说故事,英国传奇探险家欧内斯特·沙克尔顿就描述过一次遭遇疯狗浪的惊险经历。1916年,他从南极洲附近的大象岛乘船前往大西洋的南佐治亚岛。他描述道:“我们被起伏的海浪赶着,向前艰难地走了若干天,但是有一日,从滔滔波浪中突现一道气势磅薄的巨浪。我一直祈祷,希望上帝能够庇护我们,让我们挺过难关。巨浪重重拍下,我们的船被猛地击落水下,在周围的水流冲击下,船身连续颤抖不止,但也许上帝听到了我的祈愿,最后我们的船竟然躲过劫难,载着我们逃离了这海上的怪浪。”
对于这种疯狗浪的高度,那些见过的人也只能描述成“很高很高”,没有具体的数据来证实他们描述的究竟是多大的“怪浪”。因此,在过去的几个世纪中,人们对巨浪的印象还只停留在幸存者“夸张”的描述上,科学家往往不以为然。
直至1995年1月1日,北海挪威沿岸的德劳普纳海上石油平台经历了一波26米高的巨浪,这一巨浪高度是周围其他海浪高度的两倍,大约相当于一栋10层高的建筑。而这次,海上石油平台的激光设备测量出了巨浪的高度,比较准确。
人们曾认为这样的异常巨浪万年一遇。但是,2001年,欧洲开始进行“大浪计划”,利用欧洲航天局的两枚卫星研究海洋状况。欧洲航天局的卫星发射无线电波脉冲信号,当无线电波到达海面,然后反弹回卫星,这些收集到的信息就可以通过复杂的算法转换为海面的情况。之后,德国的地球观测卫星TerraSAR-X也被用于疯狗浪的研究工作,它的分辨率可达1米,比之前的卫星数据更为精准。在短短三周时间里,“大浪计划”就发现了10次以上浪高超过25米的巨浪。
这些通过科学手段得到的具体数字,让这种停留在传说和故事中的“谈资”一下子定位为确实存在的奇异现象,科学家们蜂拥而至,在各大学术会议上探讨这种疯狗浪的形成机制。

装饰图B.jpg
认识疯狗浪
疯狗浪,它不止是类似暴风雨中的大浪那种普通意义上的大浪,事实上比周围其他所有的浪都要高出很多,从高度上来说就是那种“鹤立鸡群”的视觉效果。如果用准确的科学标准来定义的话,疯狗浪的浪高至少达到有义波高的2倍以上(海上波浪实际上是不规则的,它们是由各种不同波长、波高和陡度的波组成的。经观测统计表明,其中有1/10波的波高是平均波高的2倍,称之为最大波高;有1/3波的波高是平均波高的1.6倍,称之为三一平均波高或有义波高),所以,许多海啸或者台风引起的高浪并不属于疯狗浪。疯狗浪往往不期而至,突然冒出来,又突然消失不见,来无影去无踪。
全世界每年大约会有50~100次大型船只的沉船事件。当然,这些并非都是疯狗浪所为,但是疯狗浪的现象或许可以帮助解释其中一些谜一般的事故原因。而且了解这种巨浪的形成机制有助于人类进行预测,远离危险区域,减少海上悲剧的发生。
不过,想要收集足够的有效数据并不容易,我们无法重建疯狗浪的历史信息,通过海上平台的测量只能测到附近海域的浪高情况。而且,海浪是会移动的,疯狗浪出现一次不过1~2分钟,很难追踪它的行迹。
由于缺少数据,而造波水池(模拟海浪的设备)也起不到模拟疯狗浪的作用,所以想研究这种海浪只能是在有可能会产生疯狗浪的海域投放海洋观测设备,守株待兔,等待疯狗浪出现时采集相关数据。从这一点来看,南非的厄加勒斯角无疑是最佳观测区之一。印度洋和大西洋在此交汇,船运航道忙碌,而且这里曾有多次高30米以上的大浪的报道。
自东至西的“咆哮西风带”经过厄加勒斯角附近海域,推动海浪沿着同一方向行进,而厄加勒斯洋流却沿着相反的方向移动,洋流和海浪对向的冲击抬高海浪,引起巨浪的产生。
疯狗浪修炼记
但不是所有疯狗浪的形成都可以用这种海浪和强洋流之间的对抗来解释。根据多年来对疯狗浪的研究,科学家们给出了一些猜想,在一个或多个因素的作用下,或许会产生这样鬼魅般的海上怪浪。

洋流冲撞

如果像南非厄加勒斯角的情况一样,洋流与海浪主体前进的方向逆向而行,这可不是什么好事。逆向推过来的洋流会阻碍海浪的前进,减小其前进速度,使浪潮向上汹涌澎湃。
但问题绝非止于此,前面迎着洋流的浪先慢下来,可是后面的浪并没有减缓速度,第二个浪撞上第一个浪,第三个浪又撞上前两个浪。这样一来,在逆向洋流的阻碍下,多个小浪会汇集成一个大浪,几个波浪结合在一起共同向前推进,最后,这个浪头越来越大,就有可能演变成巨大的海上怪浪。
除了逆向洋流之外,其他方向的洋流也会从各个方向将多个小浪汇集到一起,在海面上催生出疯狗浪。但由于各孤立波碰撞前的速度和方向各不相同,而且碰撞后它们依然保持原来的波速、波形和方向,所以巨浪无法继续传播,会很快解体,海面又归于平静,像一切从未发生过一样。

深度变化惹祸端

如果一道浪原本在深海区域活动,但是前方海底地形凸起,海洋深度变浅,这时候深海袭来的海浪就会突然猛地被掀高。水是不可压缩的,因此当海浪从深度更大的海域猛冲到深度浅的海域,唯一可以走的方向就是向上推高。在美国东海岸沿海的某些区域,大陆架延伸得较远,海底的深度会出现急剧的变化,就会因此产生较高的海浪。

非线性没规律的海浪

早在20世纪60年代初,剑桥大学的物理学家布鲁克·本杰明和他的研究生吉姆·费尔就发现,在造波水池中找不到规律性的水浪,总是会有一些浪比其他浪更大。即便利用规律性的风来制造波浪,得到的仍然是没有规律的波浪,换句话说,输入的能量和所产生的浪的大小并没有线性的关系,而是混沌的非线性关系。这些不稳定的波浪能够从附近的其他波浪处获得能量,迅速组成一个巨大的疯狗浪。
潮汐推波助澜
潮汐现象是海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动。潮汐会因为天体的位置而有所变化,比方说满月和新月时,太阳、月亮和地球三者处在一条直线上,潮汐就更大。当月亮到达近地点时,大潮会达到峰值,这就是近地点朔望大潮。这种海浪规律性的起伏现象或许不能完全解释疯狗浪的形成,但是适逢月亮近地点朔望大潮之时,如果因为其他原因激起海上大浪,那么在巨大潮汐能的拉拽下浪高会更高,海浪的威力也会更大,叠加其他因素的作用,就有可能演变成让人望而却步的疯狗浪。
预测疯狗浪
现代遥感图像技术的进步也为疯狗浪的研究提供了更细致的技术支持。通过雷达数据可以较为精确地测量浪高,通过现在的技术可以更清晰地看到这些海浪与洋流的分分合合。
利用各项技术,科学家们通力合作,开发出了可以预报疯狗浪的“大浪软件”,能够360°精确预报航船周边8千米范围内的异常变化,通过雷达信号发出警告。这样一来,在舰船上配置这样的设备就能够主动监测周围海域情况,给舰船缓冲机会避开疯狗浪。不过,由于疯狗浪的发生往往十分突然,持续的时间又比较短,这样的预警信息能否有效减少悲剧的发生还有待考验。
以后的海洋天气预报里或许会包括疯狗浪这一项,但是疯狗浪的出现更多的时候只是个随机事件,预测的准确性恐怕难以保证。但是有这样的预报让人预先有所警惕和准备总归不是坏事。

微科普微科普 | 海上怪物:疯狗浪 | 责任编辑:科普知识网

>海上怪物:疯狗浪的相关科普知识

相关热门
科普头条
综合科普
精彩推荐
国际资讯 | 国内资讯 | 专栏科普 | 综合科普 | 科普教育 | 校园科普 | 科普杂谈 | 自然奇趣 | 探索解密 | 科技之光 | 大开眼界 | 万物之理 | 地球故事 | 科技通史 | 节能环保
物理科普 | 化学科普 | 生命科普 | 天文考古 | 自然地理 | 医药疾病 | 健康养生 | 两性保健 | 创新发明 | 信息技术 | 历史探秘 | 文化艺术 | 科学发现 | 科学猎奇 | 科普知识
流言揭秘 | 药你健康 | 大美科学 | 科普搜索 | 科普网站 | 科普人物 | 流言揭秘 | 深度解读 | 空气质量 | 科普百科 | 科普专题 | 图说科学 | 生态摄影 | 天文美图 | 滚动科普
Copyright © 2010-2017 微科普(wkepu.com) 津公网安备 12011102000109号 - 津ICP备14003772号-1