Супутникові дані допомагають розшифрувати величезну енергію штормових хвиль, які прокочуються над морем на тисячі кілометрів і можуть завдати шкоди навіть на віддалених узбережжях.
Коли над морем проходить сильний шторм, навіть віддалені узбережжя не в безпеці. Як могутні «посланці», область шторму посилає в море гігантські хвилі і несе свою енергію до берегів на іншому кінці світу. У науці такі хвилі називаються «свеллами» (swells). Якщо дослідникам вдається точно виміряти ці хвилі, вони можуть багато дізнатися про масштаби і силу шторму, який їх породив.
Дуже цінну частину даних про хвилі надають супутники; вони зазвичай вимірюють дуже точно і можуть одночасно охоплювати великі морські простори з космосу. У такому наборі даних американсько-французького супутника SWOT дослідницька група виявила ознаки хвиль висотою майже 20 метрів — рекорд в рамках океанологічних супутникових спостережень.
Більш спокійні та потужні
Хвилі прибою на узбережжі не мають нічого спільного з хвилями прибою. Те саме стосується і так званих «монстрових хвиль», які виникають тільки в окремих випадках і, ймовірно, утворюються в результаті накладення декількох хвиль. Хвилі-пульсації більш спокійні, довгі, гладкі і котяться по океану протягом декількох днів, а іноді і тижнів. Приведені в рух сильними штормами, вони більше не потребують вітру, як тільки починають рухатися.
Вирішальним фактором для далеких подорожей є тимчасовий інтервал між гребенями хвиль – так званий період хвилі. Чим довше цей період, тим сильніша хвиля. Якщо хвилі накочуються з інтервалом приблизно в 20 секунд, це означає, що потужний, віддалений штормовий фронт направив велику енергію на велику відстань.
Ці висновки були зроблені завдяки дослідницькій групі на чолі з французом Фабрісом Ардуаном з Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales, яка хотіла з’ясувати, як саме працюють такі штормові хвилі.
21 грудня 2024 року
Основою і відправною точкою послужили дані різних супутників. Останні вимірювання були отримані за допомогою SWOT (Surface Water and Ocean Topography), міжнародної місії НАСА і французького космічного агентства CNES. Дослідники зіставили ці дані зі старими супутниковими спостереженнями, деякі з яких були зроблені більше 30 років тому.
Особливий інтерес для команди представляла буря «Едді», яка вирувала над північною частиною Тихого океану близько 21 грудня 2024 року. Аналіз даних виявив вражаючі цифри: на піку своєї сили «Едді» створювала хвилі висотою майже 20 метрів — це найбільша середня висота хвиль за більш ніж десятиліття і найвища, коли-небудь виміряна супутником. Оскільки мова йде про середні значення, на думку дослідників, окремі виняткові хвилі могли досягати більше 35 метрів.
Величезна енергія, яка тут задіяна, дозволила хвилям «Едді» пройти довгий шлях: вони котилися по океанах більше 15 днів і подолали в цілому не менше 24 000 кілометрів. Від своєї відправної точки в північній частині Тихого океану вони просунулися до півдня Південної Америки, перетнули протоку Дрейка біля берегів Антарктиди і 6 січня 2025 року нарешті досягли південної частини Атлантичного океану.
Нове уявлення про розподіл енергії
Зібрані вимірювання дали Ардуїну та його групі уявлення про розподіл енергії всередині хвиль. Досі вважалося, що найдовші океанські хвилі, перетинаючи моря, переносять більшу частину енергії. Однак нові вимірювання показують іншу картину.
Поточні спостереження вказують на те, що більше енергії міститься в домінуючих основних хвилях шторму, а не в особливо довгих хвилях. Це фундаментальне відкриття, яке ставить під сумнів існуючі моделі. Воно особливо важливе, тому що енергія хвиль впливає на ступінь ерозії узбережжя і загрозу морським спорудам, а також на можливість прогнозування збитків від сильних штормів.
Поки що не можна з упевненістю сказати, чи стануть такі потужні хвилі в майбутньому більш частими і руйнівними. «Зміна клімату може бути одним із факторів, але не єдиним», — сказав Ардуїн. «Характеристики морського дна також відіграють роль на узбережжі, а такі екстремальні шторми — явище рідкісне, вони відбуваються приблизно раз на десятиліття. Це ускладнює виявлення чітких тенденцій».
Покращені системи попередження, більш ефективне планування
Проте нові дані значно доповнили уявлення про розподіл енергії хвиль. За словами Ардуїна та його команди, результати, опубліковані в науковому журналі Pnas, призведуть, перш за все, до створення більш реалістичних моделей. Це значно поліпшить системи попередження, створить нову основу для заходів із захисту узбережжя та дозволить ефективніше планувати.
На наступному етапі дослідники планують співвіднести свої результати з супутніми явищами зміни клімату. Чи змінилися з часом моделі штормів? Відповіді на це та інші питання можуть дати дані багаторічних супутникових спостережень і сучасні, все більш потужні інструменти.
До речі, найвища зафіксована хвиля за останні 34 роки, судячи з усього, не була викликана «Едді». Згідно з поточними моделями, цей рекорд належить хвилям атлантичного шторму «Геркулес» у січні 2014 року: за розрахунками, деякі з них досягали висоти 23 метри і завдали серйозної шкоди від Марокко до Ірландії.
Джерело: www.derstandard.at/story
Також на тему:
