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揭秘“瘋狗浪”

2018-01-22 13:20那顏
百科探秘·海底世界 2017年10期
關(guān)鍵詞:瘋狗蒙克大浪

那顏

1498年,哥倫布第3次前往美洲。當(dāng)他的船隊(duì)駛過特立尼達(dá)附近的海峽時(shí),突如其來的超級(jí)巨浪將他的船隊(duì)托起。哥倫布的船隊(duì)僥幸逃生。他將這段驚心動(dòng)魄的經(jīng)歷記錄下來,并將超級(jí)巨浪出現(xiàn)的這片海域稱為“Bocas del Dragon”,意為“龍嘴”。從這個(gè)名字中,我們可以窺到當(dāng)時(shí)的情景是如何可怕。

同樣是遭遇突如其來的巨浪,“安妮·珍妮”號(hào)就沒這么幸運(yùn)了。1853年,這艘載著500位移民的輪船在從英格蘭駛向加拿大的途中被超級(jí)巨浪擊中,僅有100多位幸存者活著踏上了陸地。

1916年,英國探險(xiǎn)家歐內(nèi)斯特,沙克爾頓前往大西洋的南佐治亞島途中,船隊(duì)遭遇了“瘋狗浪”。“有一日,從滔滔波浪中突現(xiàn)一道氣勢(shì)磅礴的巨浪……巨浪重重拍下,擊中了我們的船,在周圍的水流沖擊下,船身顫抖不止,但也許上帝聽到了我的祈愿,最后我們的船竟然躲過劫難,載著我們逃離了這海上的怪浪?!?/p>

從人類開始航海起,就不斷有水手聲稱自己遭到超級(jí)巨浪的襲擊。這種超級(jí)巨浪被形象地稱為“瘋狗浪”。由于“瘋狗浪”來無影去無蹤,一直被認(rèn)為只是一種傳說,就像海妖塞壬的歌聲一樣。

那么,神秘的“瘋狗浪”真的只是傳說嗎?

沃爾特·蒙克和實(shí)地海浪觀測(cè)實(shí)驗(yàn)

說起“瘋狗浪”的研究,就不能不提及沃爾特·蒙克和他的實(shí)地海浪觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。蒙克出生于1917年,是美國著名的海洋物理學(xué)家。他于20世紀(jì)50年代后期恢復(fù)了對(duì)海浪的研究,并研發(fā)出一種能快速反推海浪軌跡的公式。經(jīng)過一番計(jì)算后,他驚訝地發(fā)現(xiàn):拍打墨西哥西海岸的瓜達(dá)魯普島海灘的海浪,竟是從印度洋南部的某個(gè)靠近南極洲的地方傳來的,兩者之間相隔14 500千米。

蒙克當(dāng)時(shí)就蒙了:形成于地球另一端的波浪,真的能跨越南極點(diǎn)附近、穿過澳大利亞、跨過新西蘭、橫越廣袤的太平洋,最后抵達(dá)墨西哥嗎?他決定找出問題的答案。

1957年,他開始著手設(shè)計(jì)一項(xiàng)范圍覆蓋全球的實(shí)地海浪觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。6年后,這項(xiàng)籌備已久的計(jì)劃終于得以啟動(dòng)。蒙克帶妻子和2個(gè)女兒來到位于南太平洋中部的薩摩亞島。與此同時(shí),團(tuán)隊(duì)中的其他5位成員也抵達(dá)了各自的目的地:新西蘭的帕利斯?fàn)柦?、南太平洋的一座荒島、夏威夷、向北行駛的科考船以及阿拉斯加的雅酷塔特海岸。

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因?yàn)椴ɡ说膫鞑ニ俣炔煌紫忍綔y(cè)到的是傳播速度更快的波浪,隨后才能探測(cè)到波長較短的波浪,因?yàn)殚L波浪和短波浪之間的變化非常典型,所以兩個(gè)波浪是不是同一個(gè)誕生地很容易鑒別出來。每位成員都隨身攜帶靈敏度極高的測(cè)浪設(shè)備,能探測(cè)到1.5—3.2千米外浪尖僅為0.1毫米高的微型波浪。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示:6位科學(xué)家所追蹤的海浪的確跨越了半個(gè)地球,抵達(dá)了阿拉斯加的雅酷塔特海岸。根據(jù)蒙克的公式可以計(jì)算得出:引發(fā)波浪的風(fēng)暴形成于兩周前,在離澳大利亞珀斯西南約4000千米的兩座積雪火山島附近海域。事實(shí)證明了蒙克的理論是正確的。

風(fēng)暴離去后海面會(huì)恢復(fù)平靜,但能量不會(huì)憑空消失。風(fēng)暴的能量會(huì)轉(zhuǎn)化成某片海面上的波浪能,這種波浪在沒有推動(dòng)力的情況下也能移動(dòng),科學(xué)家稱這種波浪為“自由波”。自由波不需要風(fēng)力推動(dòng),其自由移動(dòng)就成為“涌浪”。所謂“瘋狗浪”,其實(shí)就是涌浪。

“瘋狗浪”也能實(shí)驗(yàn)室制造

與蒙克差不多同時(shí),英國劍橋大學(xué)的科學(xué)家托馬斯·布魯克·本杰明和J.E.費(fèi)爾也有了新發(fā)現(xiàn):當(dāng)長波浪與短波浪相遇時(shí),一個(gè)波列中的所有能量會(huì)驟然聚集在幾個(gè)“怪波”之中——有時(shí)甚至只有一個(gè)。

為了證明自己的理論,兩位科學(xué)家在倫敦郊外的一處英國國家物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了科學(xué)實(shí)驗(yàn)。他們?cè)O(shè)置了一個(gè)400米長的拖曳水池,并配備了造波機(jī),這在當(dāng)時(shí)是最先進(jìn)的設(shè)備。造波機(jī)以不同的速度攪起水浪,在離它較近的地方,波浪均一而平穩(wěn),可到了大約60米外,這些波浪就開始變得扭曲,并形成了短暫的大浪。這些短暫的大浪就是被人們稱為“瘋狗浪”的超級(jí)大浪。

雖然本杰明和費(fèi)爾在實(shí)驗(yàn)室里確實(shí)制造出了“瘋狗浪”,但在之后的很長時(shí)間里,研究者大多認(rèn)為這僅是理論上存在可能而已,真實(shí)的海洋世界里并不會(huì)出現(xiàn)這種情況。所以,他們?nèi)詧?jiān)信“瘋狗浪”只是傳說而已。直到1995年元旦這天,這種根深蒂固的觀念才得以轉(zhuǎn)變。

“瘋狗浪”并非傳說

1995年元旦,挪威海以外約150千米處的北海,德勞普納海上平臺(tái)的周圍波濤洶涌,有效波高達(dá)到12米。下午3點(diǎn)20分左右,平臺(tái)上的加速度計(jì)和應(yīng)變傳感器檢測(cè)到了一次巨浪,數(shù)據(jù)表示這次巨浪的波峰比周圍的波谷高出了足足26米。

“德勞普納巨浪”被媒體報(bào)道后,人們才發(fā)現(xiàn)原來傳說中的“瘋狗浪”真的存在。但即便“瘋狗浪”被儀器真實(shí)有效地記錄下來了,大多數(shù)人仍堅(jiān)持認(rèn)為這只是特例而已,是百年難遇的超級(jí)巨浪。不過,“德勞普納巨浪”的出現(xiàn),在科學(xué)界引起了廣泛討論,并推動(dòng)“瘋狗浪”的研究進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。

為了更好地研究“瘋狗浪”,歐盟在2000年發(fā)起了為期3年的“大浪計(jì)劃”,利用歐洲航天局的兩顆衛(wèi)星研究海洋狀況。衛(wèi)星發(fā)射無線電波脈沖信號(hào),這些無線電波到達(dá)海面后再反彈回衛(wèi)星,通過復(fù)雜的算法就能得出海面的情況。之后,德國的地球觀測(cè)衛(wèi)星TerraSAR-X也參與了“瘋狗浪”的研究工作,它的分辨率可達(dá)1米,比之前的衛(wèi)星數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)。參與“大浪計(jì)劃”的研究者開始使用船載雷達(dá)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)在各大洋掃描,尋找并研究這種超級(jí)巨浪。

在此之前大家都認(rèn)為像“德勞普納巨浪”這樣的“瘋狗浪”難得一遇,所以并沒有抱太大希望,誰知事情的發(fā)展卻大出意料。就在大浪計(jì)劃開始的第二年,“不來梅”號(hào)和“加里東尼亞之星”號(hào)兩艘游輪相繼在南大西洋上遇險(xiǎn)。這兩艘游輪的艦橋窗都被高約30米的超級(jí)巨浪擊碎。更讓人驚訝的是,僅在2003年初的3個(gè)星期里,研究者就發(fā)現(xiàn)了1+0個(gè)至少高25米的超級(jí)巨浪。原來像“德勞普納巨浪”那樣的“瘋狗浪”不但不是百年難遇,而且還經(jīng)常在海洋中出現(xiàn)。只是因?yàn)樗偸峭蝗缙鋪?,持續(xù)的時(shí)間又很短,所以很少被記錄下來而已。endprint

現(xiàn)在人們已經(jīng)知道,“瘋狗浪”可能出現(xiàn)在任何一片大洋。北大西洋、南極洲和南美洲最南端之間的德雷克海峽,以及南非南岸的海域是最容易出現(xiàn)“瘋狗浪”的。甚至一些大型淡水水體中,也可能出現(xiàn)“瘋狗浪”,比如北美洲的五大湖。人們開始重新審視歷史上的許多神秘沉船事件,并認(rèn)為“瘋狗浪”或許是真正的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

“瘋狗浪”從何而來

在蒙克以前,人們認(rèn)為當(dāng)波浪與來自四面八方的幾百萬個(gè)波浪相互碰撞,或經(jīng)過其他暴風(fēng)雨地區(qū)時(shí),這些波浪會(huì)在擴(kuò)散和碰撞的過程中漸漸消耗盡動(dòng)能。但蒙克用實(shí)地海浪觀測(cè)實(shí)驗(yàn)告訴我們,以上這一切都不會(huì)發(fā)生,當(dāng)兩個(gè)不同方向的涌浪接近彼此時(shí),它們只是擦身而過,并不會(huì)產(chǎn)生持續(xù)性干擾。

當(dāng)兩股不同方向的涌浪交錯(cuò)時(shí),海平面會(huì)呈現(xiàn)交錯(cuò)狀態(tài),隨后兩股涌浪又在各自的海域冒出,并沒有因?yàn)橄嘧捕a(chǎn)生任何影響。不過涌浪會(huì)產(chǎn)生白頭浪(即有白色水花的浪,一般指碎浪),破碎的浪尖會(huì)喪失部分能量。即使會(huì)喪失部分能量,波浪仍能夠在整體大致完好的情況下傳播得很遠(yuǎn)。也就是為什么南印度洋的風(fēng)暴所形成的波浪能在兩周多的時(shí)間里持續(xù)傳播,并在繞過半個(gè)地球傳到雅酷塔特海岸時(shí)依然完整。

科學(xué)家研究后認(rèn)為“瘋狗浪”產(chǎn)生的條件可歸納為2種:1.風(fēng)暴卷起的波浪迎面撞上一股強(qiáng)大的洋流:2.兩個(gè)波浪系統(tǒng)(注:大多由當(dāng)?shù)氐暮oL(fēng)和遠(yuǎn)處的海浪形成)從不同的方向匯合,打破了穩(wěn)定?!隘偣防恕睍?huì)對(duì)人或船只產(chǎn)生嚴(yán)重威脅,且事發(fā)前海面沒有任何征兆,所以很難預(yù)防。

我國臺(tái)灣地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的“瘋狗浪”大多屬于第一種,是因?yàn)槭艿酵夂5呐_(tái)風(fēng)或盛行的東北(或西南)季風(fēng)的吹拂而造成的。具體表現(xiàn)通常是在海上平靜無風(fēng)或僅有微風(fēng),且風(fēng)浪不大時(shí),岸邊突然出現(xiàn)一道大巨浪,漁民、海釣者、游客往往因?yàn)閬聿患岸惚芏痪砣牒V小?/p>

“德勞普納巨浪”和“路易斯陛下”號(hào)游輪遇襲事件則屬于第二種情況。2011年,科學(xué)家奧諾拉托將風(fēng)浪的數(shù)據(jù)輸入自建的模型中,“逆推…‘路易斯陛下”號(hào)遇襲時(shí)的海況?!澳嫱啤苯Y(jié)果顯示:當(dāng)時(shí)有兩列波浪在游輪處交匯,一列來自東北,另一列來自東南,彼此有40度至60度的夾角。2013年,奧諾拉托及其團(tuán)隊(duì)根據(jù)各種模型推演得出:大洋中可能會(huì)出現(xiàn)“超級(jí)瘋狗浪”,其高度將達(dá)到周圍海水高度的11倍之多。此結(jié)論已在水槽實(shí)驗(yàn)中得到了證明。

目前,多數(shù)大型遠(yuǎn)洋船都攜帶了大范圍傳感器,能通過分析雷達(dá)回波來確定海浪的高度。船上搭載的計(jì)算機(jī)軟件也能根據(jù)這些雷達(dá)數(shù)據(jù)繪出海況的三維地圖,以顯示周圍海浪的規(guī)模和動(dòng)向。因此有科學(xué)家認(rèn)為,可以在此基礎(chǔ)上開發(fā)出相關(guān)軟件,標(biāo)出當(dāng)前海域中會(huì)引發(fā)“瘋狗浪”的因素,警示船只避開危險(xiǎn)區(qū)域,進(jìn)而降低遭遇“瘋狗浪”的概率。

名詞解釋

涌浪

涌浪又稱長浪,是指由其他海區(qū)傳來或者當(dāng)?shù)仫L(fēng)力迅速減小或風(fēng)向改變后遺留下來的浪。涌浪通常是由強(qiáng)烈的低氣壓所引起。波浪受氣壓影響,傳播距離遠(yuǎn),挾帶的能量較大,傳播速度較快。

小貼士

“瘋狗浪”有兩個(gè)基本特征:首先,波高達(dá)到了有效波高(將波列中的波高由大到小依次排列,其中前1/3部分波高的平均值稱為有效波高)的2倍;其次,具有“隱身功”來得突然,去得也突然。

超級(jí)鏈接

“路易斯陛下”號(hào)游輪遇襲事件

2010年3月3日,“路易斯陛下”號(hào)游輪離開西班牙東部的巴塞羅那,前往意大利北部的熱那亞。下午1點(diǎn)左右,海面聚起了風(fēng)暴,海浪漸漸增加。下午4點(diǎn)20分,游輪忽然撞上了一堵至少8米高的水墻,接著又撞上了第二波、第三波接踵而至的超級(jí)巨浪。海水沖上了船身吃水線上方近17米處,打破了第5層甲板上一間休息室的窗戶,造成2名乘客當(dāng)場死亡,另有14名乘客受傷。然后更詭異的事情發(fā)生了,超級(jí)巨浪就像從未出現(xiàn)過一般,突然消失了。劫后余生的“路易斯陛下”號(hào)被迫返回了巴塞羅那。endprint

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