Разгадана тайна волн-убийц: гигантские волны — это просто «плохой день» океана

Сравнение размеров «волны Драупнера» с тремя школьными автобусами, поставленными друг на друга. Автор: Georgia Tech

1 января 1995 года в Северном море гигантская 25-метровая волна обрушилась на нефтяную платформу «Драупнер». Стена воды смяла стальные ограждения и разбросала тяжелое оборудование по палубе — но главным последствием стали не разрушения, а научные данные. Это был первый случай, когда волна-убийца была зафиксирована в открытом океане.

«Это подтвердило то, что моряки описывали веками», — сказал Франческо Феделе, доцент Школы гражданского и экологического строительства Технологического института Джорджии. «Они всегда говорили о внезапно появляющихся огромных волнах, но долгое время мы считали это мифом».

Переосмысление феномена

Эта волна, перестав быть легендой, шокировала ученых и запустила десятилетия споров о природе волн-убийц.

Феделе, долгое время скептически относившийся к традиционным объяснениям, возглавил международную команду для изучения их происхождения. Результаты, опубликованные в журнале Scientific Reports, подчеркивают важность открытия. Команда проанализировала 27 500 записей волн, собранных за 18 лет в Северном море — самый масштабный набор данных такого рода.

Каждая запись содержала 30 минут детальной активности волн: высоту, частоту и направление. Выводы опровергли устоявшиеся представления. Оказалось, что для возникновения таких волн не нужны «экзотические» силы — достаточно правильного сочетания обычных факторов.

«Волны-убийцы подчиняются естественным законам океана, а не являются исключением из них. Это самое убедительное на сегодня доказательство», — пояснил Феделе.

Необычные волны, обычная физика

Доминирующая теория связывала формирование волн-убийц с модуляционной неустойчивостью — процессом, при котором небольшие изменения в синхронизации и расстоянии между волнами приводят к концентрации энергии в одной волне. Вместо равномерного распределения энергия смещается, вызывая резкий рост одной волны.

Феделе отметил, что модуляционная неустойчивость «в основном работает в условиях каналов, как в лабораторных экспериментах, где энергия может распространяться только в одном направлении. В открытом океане энергия рассеивается в разных направлениях».

Нефтегазовая платформа Ekofisk B, управляемая ConocoPhillips Norway в центральной части Северного моря. Лазерные датчики расположены посередине пешеходного моста. Автор: Мика П. Малила

Глубокий анализ данных

Изучив данные, команда не нашла подтверждений модуляционной неустойчивости. Вместо этого они обнаружили, что самые большие волны возникают из-за двух эффектов:

• Линейной фокусировки — когда волны, движущиеся с разной скоростью и направлением, случайно совпадают в одной точке, складываясь в высокий гребень.
• Нелинейных искажений — естественных эффектов, которые делают гребень круче и выше, а впадину — более плоской, увеличивая высоту волны на 15–20%.

Феделе объяснил, что при совпадении этих факторов возникает гигантская волна. Нелинейная природа океанских волн усиливает эффект.

От теории к прогнозированию

Исследование имеет практическое значение: волны-убийцы опасны для судов и морских сооружений. Многие модели прогнозирования до сих пор считают их непредсказуемыми аномалиями.

«Они экстремальны, но объяснимы», — сказал Феделе.

Обновление моделей критически важно:

«Это необходимо для безопасности судоходства, прибрежных сооружений и нефтяных платформ. Они должны быть спроектированы с учетом таких событий».

Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) и компания Chevron уже используют модели Феделе для прогнозирования волн-убийц. Сейчас он применяет машинное обучение для анализа данных, чтобы научить алгоритмы распознавать признаки приближения экстремальных волн.

Вывод исследования прост: волны-убийцы — не исключение из правил, а их следствие. Океану не нужно нарушать законы природы, чтобы удивить нас — достаточно редкого совпадения факторов.

«Волны-убийцы — это просто плохой день океана. Они экстремальны, но это часть его языка. Мы только учимся его понимать», — заключил Феделе.

Дополнительная информация: Sagi Knobler et al, Effects of bound-wave asymmetry on North Sea rogue waves, Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-07156-6

Источник: Технологический институт Джорджии