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超级巨浪真实存在,那么,它又是如何形成的呢?

反常巨浪其实并不反常,它们大量隐匿在海洋深处,伺机吞没一切……

吞没巨轮的“怪兽”

反常巨浪其实并不反常,它们大量隐匿在海洋深处,伺机吞没一切……

2010年3月3日下午1点左右,由西班牙驶往意大利的小型游轮“路易陛下号”搭载着几十名乘客及船员从巴塞罗那起航,预计两天就可以到达意大利北部的热那亚。但谁也没有想到,在地中海之旅的最后一程会遇到恐怖的“怪兽”。在游轮离开港口朝东航行的时候,天突然阴沉了下来,船外乌云翻滚,风雨交加。在继续航行了几小时之后,海浪大作,船只开始猛烈摇晃。但除了几名乘客觉得晕船外,至此还没有什么不同寻常的事情发生。

但到了下午晚些时候,该游轮遭遇到了一轮超级怪浪,开始是一个深深的低谷,紧接着是迎面而来的一堵高达8米的水墙。船长驾船与至少8米高的大浪进行了激烈地“搏斗”,刚刚穿上了海面,毫无征兆的第二波、第三波巨幅“水墙”又接踵而至,波浪至少有数层楼之高,比第一波海浪还要高出一大截。巨浪冲上船舶吃水线上方近17米处,多间休息室的玻璃窗户都被击碎了,造成两名乘客当场死亡,14人身受重伤。随后,令人意外的现象发生了,超级巨浪如同出现时一样,又毫无征兆地消失了。水面平静得像什么都没发生过似的。

多年来,海洋学家们对老水手们关于超级巨浪的传说并不重视。如今,通过实时观测,外加理论以及实验的支持,科学家们确定超级巨浪(俗称疯狗浪、狂浪)真实存在,且经常发生。1995年,位于北海的一处海上油井记录到一个高达27米的巨浪;1999年,一艘法国舰艇记录到一个至少有29米高的巨浪;2004年之后,科学家利用欧洲航天局的技术,相继发现了十余个超过25米高的超级巨浪。

实验失败

海浪的生成起源于风的刮送,风吹过海面时产生的水波就是我们熟知的海浪。风力强劲时,海浪较大;没有风时,海浪则销声匿迹。当不同方向、不同波长的小波浪汇聚时,波浪就会失去稳定性,并在内部聚集能量,形成长波。长波在深海中传播速度很快,因此超级巨浪在真实世界中是完全可能发生的。

不过,船只沉没很难像飞机失事那样被人们详细研究。过去,一直没有强有力的证据表明超级巨浪确实存在。人们只是将失事的原因简单归咎于舵手控船技术不佳或天气恶劣。可事实果真如此吗?目前看来,至少有一小部分海上船只失踪悬案与破坏性巨浪有关。

20世纪60年代末,英国的海洋学家们开始研究超级巨浪。英国国家物理实验室的两位海洋学先驱为了测试他们理论,在位于伦敦市郊的实验室里人工建造了一个在当时看来最为先进的船模试验池,池中配制了一台造波机。造波机卷起水波,在离造波机较近的地方,水波平稳,可在距离造波机60米处,风平浪静的水面开始出现波浪,最后形成了短暂的大浪。但异常高的大浪几乎从未在实验中出现过,“人造巨浪实验”宣告失败。

巨浪现身

1978年的一天,近3.7万吨重的超级游轮“慕尼黑女士号”在大西洋中航行。那天,天气良好,海面平静无风,可人们却收到了它发出的无线电求救信号。当救援人员赶到时,看到“慕尼黑女士号”支离破碎的残体,无不惊愕。它的残骸被挤压变形,仿佛受到某股极端力量的作用。当天并未出现极端天气,船只也没有在台风下行进,这到底是怎么一回事呢?当时,有关“慕尼黑女士号”失事的原因,众说纷纭,更让众多科学家困惑不已。多年以后,他们才相信这极有可能是超级巨浪袭击的结果。

尽管海浪确实会让超级油轮遭受灭顶之灾,但长久以来海洋学家们却拒绝这样的说法,认为这是“不科学的”。他们曾通过计算机模拟认为,海浪超过15米高的可能性几乎为零。但在1995年1月1日,超级巨浪袭击了北海石油钻井平台后,科学家们的认知随之改变。

1995年1月1日,下午3点15分左右,挪威海岸外150千米处的一个北海石油钻井平台被一个突如其来的海浪击中。3点20分左右,紧跟在这个海浪后面的是一股神秘巨浪,巨浪像巨大的墙一样从海平线上升起,猛烈地砸向钻井平台。石油钻井平台遭受了严重的损伤,其机载测量设备成功地记录到了这一信息——这股巨浪高达26米,足足有八九层楼高的高度。随后,还有数个十几米高的海浪,如猛兽般一波接一波地侵袭石油钻井平台。这是人类首次记录到的传说中的超级巨浪。

2001年初的某天,两艘游船在欧洲某海域航行,两船相距1千米,分别被近30米高的超级巨浪击中,人们大惊失色,因为根本没有任何预兆。每一艘船的玻璃窗子都被击得粉碎,船上人员死伤无数。其中一艘游船被海浪撞击得失去了航行能力,在海上随波漂荡了两个多小时才得到救援;另一艘游船在遭遇巨浪撞击时,船身倾斜到了恐怖的52度,几乎倾覆,幸好船身后来慢慢恢复了平衡,才避免了更大的伤亡。

如今,超级巨浪的研究迎来了一个崭新的时代。2000年,欧盟发起了为期3年的“超级巨浪”研究计划。在3周的雷达和卫星数据中,研究人员在世界不同地方发现了数十个超过25米高的超级巨浪。北大西洋、南美洲南端和南极洲之间的德雷克海峡,以及南非南部海岸水域是最容易出现超级巨浪的海域。一些大型淡水湖泊,如北美五大湖也可能会出现超级巨浪。在2004年之前的20年中,有上百艘船只永远与外界失去了联系,它们大都突然沉没,甚至没有发出任何求救信号。超级巨浪有可能就是罪魁祸首。最近的例子发生在2014年的2月,一波超级巨浪在英吉利海峡袭击了游轮“马可波罗号”,造成1名乘客死亡,餐厅玻璃被击得粉碎。

怪浪成因

超级巨浪真实存在,那么,它又是如何形成的呢?

意大利都灵大学的米格尔·奥诺拖为了研究这个问题,花了十多年的时间。他利用非线性薛定谔方程进行计算机模拟,并“指挥”水池中的波浪进行演示,试图从小小涟漪中引出“大怪兽”。

渐渐地,他和同事总结出了超级巨浪形成的原因。超级巨浪并非是由海底地震引发的强烈海啸。通常,海啸离海岸越近,释放的威力越强。海啸引发的波浪运动极具破坏力,内含巨大能量,能以迅猛之速卷起狂涛骇浪,冲上海岸,将岸边的一切席卷一空。而超级巨浪似乎只发生在远离海岸线的海域,且必须满足两种条件中的一种才能产生。其中一种是,正常海浪遭遇强大洋流或者漩涡,它们的撞击往往容易生成超级巨浪。北大西洋的墨西哥湾流就是这种情况;因天气恶劣被水手们称作“狂野海岸”的南非南岸也是这种情况——从西北吹来的狂风频频卷起骇浪,与汇入大洋的阿加勒斯海流迎面相撞,洋流可以集中骇浪的能量,让骇浪变得更高。

另外一种被称为“大浪涌”,也就是两股波浪系统交汇而成,加上一系列物理因素,如当地的强风、地形及与更远处的海浪相交汇,最终形成聚集效应。这种效应会导致大量不同波长、不同方向的碎浪渐渐地叠加,最终形成一股巨大的长波浪涌。2005年的一项海事调查数据显示,全世界多达半数的船舶事故都归因于“大浪涌”。此外,超级巨浪的起因还包括不同海洋的膨胀、风向或风速的改变等因素。

奥诺拖团队指出,2010年“路易陛下号”遭遇的怪浪就是由“大浪涌”造成的。奥诺拖团队用电脑还原了它被击中的全过程。他们将风和波浪的数据输入电脑模型,以还原当时的情景,结果显示当时有两股波浪同时交汇于巨轮所在之处,也就是说,巨轮被两股巨浪架了起来。其中一股来自东南方向,另一股来自东北方向,二者之间有40~60度的夹角。

2013年,日本早稻田大学的研究学者重新研究了1980年12月的一次船舶事故。那是一艘载满煤炭的货船,被一股高约20米的巨浪击沉。事发地位于太平洋南部一臭名昭著的事故多发区。研究学者使用电脑模型“逆推”当时的情况时发现,“大浪涌”正是本次事件的罪魁祸首。因为,强劲的大风以极快的风速瞬间汇入一股浪涌系统,海面顿时失衡,超级巨浪瞬间吞没货船。其规模之巨大,远远超出传统模型的计算范围之内。

“我们希望研制出更完整的模型,并找到预测它们的方法。现有的种种模型还需更新数据,不断完善。我们曾经以为描述海浪很简单,但现在看来,情况要复杂得多,因为事实证明,超级巨浪随风涌动,可风是捉摸不透的。”奥诺拖说。

2011年,海洋学家又通过种种模型指出,深海中可能还会出现“超级超级浪”。目前,这股颇具可能性的恐怖巨浪已在实验室的水箱中得到了证实。

由于全球气候变化可能引发更强烈的风暴,这种理论上的假设在未来可能会成为一个严重的现实问题。2009~2013年,欧盟资助了一个“极端海洋”项目。此项目集合了全世界优秀的造船企业与学术研究者,旨在一起商讨如何研制出更好抵御超级巨浪的船只。许多研究学者表示,目前最好的防御策略,即预知超级巨浪何时来袭。即便可预知的一切都是迅速变化的,但至少可以在海浪迅速改变前,或在危机即将发生前发出警告。

近几年,科学家推算出各种算法,希望将卫星数据和海况数据转换成海事预警。目前使用最为广泛的是“本杰明-费尔指数”,由研究恶浪的两名先驱命名。于2003年由欧洲天气预报中心的彼得·詹森提出。它的计算方式现已纳入该中心每天一次的海事预报中。制订航线的船员可以依据当天的指数来决定是否穿越某一特定海域。

另一方面,科学家们的最终目标还是希望船只依靠自身的能力做到这一点。目前,多数大型远洋船舶均安装了特殊的传感器,通过分析雷达回波,确定海浪高度。最新研发的计算机软件还可以将那些雷达数据绘制成生动的海况三维海图,以显示海浪的大小以及方向。

但是,眼下面临的最大障碍就是计算问题,现有模型还无法处理快速变化的海洋波动并准确发布实时警告。尽管,海洋学家们对海浪的研究还很不透彻,但航行的船员们一定会为他们的努力而心存感激。可以预见将来的某一天,科学家们一定会研发出对超级巨浪发出预警的方法。

五“巨兽”

美国国家海洋和大气管理局罗列了50个与超级巨浪有关的历史事件,下面是最严重的几起:

1498年,哥伦布记述了他第3次前往美洲的经历。某天傍晚时分,他的船只在驶过特立尼达附近的一个海峡时,突然被一堵“水墙”托起。时至今日,这片海域仍然沿用着哥伦布曾经对这里的称呼——“龙嘴”。

1884年,西非海外一股凶猛的超级巨浪将一艘从英国驶向澳大利亚的游船击沉。所幸,有4名船员乘小船逃生。不过,在海面随波漂荡了19天后,船长杀死了其中一个男孩,为剩下的名幸存者(包括他自己)提供了食物。

1909年,一艘搭载着200多名乘客的蒸汽船在南非海岸附近与外界永远失去了联系。如今,我们知道,那里是超级巨浪经常出没的海域。

1978年,德国的超级油轮“慕尼黑女士号”消失在北大西洋的狂风暴雨中,只留下些许救生筏和寥寥几个救生圈。

2001年,两艘游轮相继在欧洲某海域遇险,均差点被超级巨浪摧毁。

作者:文颖 

来源:《大自然探索》 

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