Аномально высокие волны в Черном море: механизм и условия возникновения

Я. В. Сапрыкина1, В. А. Дулов2, С. Ю. Кузнецов1, В. Е. Смолов2

1 Институт океанологии имени П. П. Ширшова РАН, г. Москва

2 Морской гидрофизический институт НАН Украины, г. Севастополь

Аннотация

Описаны результаты совместного российско-украинского эксперимента по исследованию экстремальных поверхностных волн, проведенного с океанографической платформы в пгт. Кацивели в октябре 2009 г. Обсуждены механизмы образования волн аномальной высоты (волн-убийц) и связь частоты их появления с волновой ситуацией. Показано, что формирование экстремальных волн в натурных условиях происходит на фоне развития неустойчивости Бенджамина-Фейра и дискретного сдвига частоты максимума спектра в низкочастотную область, что соответствует результатам, полученным ранее в лабораторных условиях. Обнаружено, что метеоволновая ситуация, характерная для формирования экстремальных волн, соответствует усилению волн зыби локальным ветром.

Ключевые слова

волны-убийцы, морские катастрофы, ветровое волнение, нелинейные взаимодействия волн, факторы риска

Для цитирования

Сапрыкина Я. В., Дулов В. А., Кузнецов С. Ю., Смолов В. Е. Аномально высокие волны в Черном море: механизм и условия возникновения // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2010. № 21. С. 88–102. EDN WYQVSX.

Saprykina, Ya.V., Dulov, V.A., Kuznetsov, S.Yu. and Smolov, V.E., 2010. Freak Waves in the Black Sea: Mechanisms and Conditions of Occurrence. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources, 21, pp. 88–102 (in Russian).

Список литературы

  1. Куркин А. А., Пелиновский Е. Н. Волны-убийцы: факты, теория и моделирование. – Н. Новгород: Нижегородский гос. техн. университет, 2004. – 158 с.
  2. Доценко С. Ф., Иванов В. А. Волны-убийцы / Серия: Современные проблемы океанологии. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. – вып. 1. – 44 с.
  3. Дивинский Б. В., Косьян Р. Д., Подымов И. С., Пушкарев О. В. Экстремальное волнение в северо-восточной части Черного моря в феврале 2003 г. // Океанология. – 2003. – 43, № 6. – C. 1–3.
  4. Дивинский Б. В., Левин Б. В., Лопатухин Л. И., Пелиновский Е. Н., Слюняев А. В. Аномально высокая волна в Черном море: наблюдения и моделирование // Докл. РАН. – 2004. – 395, № 5. – C. 690–695.
  5. Кузнецов С. Ю., Сапрыкина Я. В., Косьян Р. Д., Пушкарев О. В. Механизм образования экстремальных штормовых волн на Черном море // Докл. РАН. – 2006. – 408, № 1. – C. 108–112.
  6. Справочные данные по режиму ветра и волнения Балтийского, Северного, Черного, Азовского и Средиземного морей / Под ред. Л. И. Лопатухина, А. В. Бухановского, С. В. Иванова, Е. С. Чернышевой. – С.-Пб.: Российский морской регистр судоходства, 2006. – 452 с.
  7. Доценко С. Ф., Иванов В. А., Побережный Ю. А. Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря // Доп. НАН України. – 2009. – № 9. – С. 113–117.
  8. Guedes S. C., Cherneva Z., Antao E. M. Abnormal waves during Hurricane Camille // J. Geophys. Res. – 2004. – 109, C08. – P. 1–7.
  9. Pelinovsky E., Talipova T., Khariff C. Nonlinear-dispersive mechanism of freak wave formation in shallow water // Physica D. – 2000. – 147. – P. 83–94.
  10. Janssen P. A. E. M. Nonlinear four-wave interactions and freak waves // J. Phys. Oceanogr. – 2003. – 33. – P. 863–884.
  11. Dyachenko A. I., Zakharov V. E. Modulation instability of stokes wave --> freak wave // Письма в ЖЭТФ. – 2005. – 81, № 6. – C. 318–322.
  12. Dysthe K. B., Trulsen K. Note on breather type solutions of NLS as a model for freak waves // Physica Scripta. – 1999. – 82. – P. 48–52.
  13. Osborne A. R., Onorato M., Serio M. The nonlinear dynamics of rogue waves and holes in deep-water gravity wave trains // Phys. Let. – 2000. – A275. – P. 385–393.
  14. Chalikov D. Freak waves: their occurrence and probability // Phys. of Fluids. – 2009. – 21, 076602. – doi:10.1063/1.3175713. – 18 p.
  15. Kuznetsov S., Saprykina Y. Fine structure and peculiarities of wave spectra with Benjamin-Feir instability / Proc. of the Rogue Waves 2008 Workshop. Oct. 13-15, 2008, Brest, France. – 2009. – P. 99–108.
  16. Saprykina Y., Kuznetsov S. Nonlinear mechanisms of formation of wave irregularity on deep and shallow water / Proc. 31th Intern. Conf. on Coastal Eng. Eds by J. McKee, J. Smith. – World Scientific, 2009. – v. 1. – P. 357–369.
  17. Onorato M., et al. Statistical properties of directional ocean waves: the role of modulation instability in the formation of extrem events // Phys. Rev. Lett. – 2009. – 102, 114502. – P. 4.
  18. Onorato M., Osborne A. R., Serio M. Modulation instability and non-Gaussian statistics in experimental random water wave tank // Phys. of Fluids. – 2005. – 17, 078101.
  19. Johnson D. DIWASP, a directional wave spectra toolbox for MATLAB®: User Manual / Research Report WP-1601-DJ. – Perth, Australia: Centre for Water Research, University of Western Australia, 1999. – 16 p.
  20. Donelan M. A., Hamilton J., Hui W. H. Directional spectra of wind-generated waves // Phil. Trans. Royal Soc. Lond. – 1985. – A315. – P. 509–562.
  21. Hanson J. I., Phillips O. M. Wind sea growth and dissipation in the open ocean // J. Phys. Oceanogr. – 1999. – 29. – P. 1633–1647.
  22. Phillips O. M. Spectral and statistical properties of the equilibrium range in wind-generated gravity waves // J. Fluid Mech. – 1985. – 156. – P. 505–531.
  23. Badulin S. I., Korotkevich A. O., Resio D., Zakharov V. E. Wave-wave interactions in wind-driven mixed seas / Proc. of the Rogue Waves 2008 Workshop. Oct. 13-15, 2008, Brest, France. – 2009. – P. 77–86.

Файлы

 Полный текст (русский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.