حل لغز الألغاز العملاقة؟

يقوم الباحثون بإعادة بناء موجة Freak Wave الشهيرة في خزان الموجات وإطلاق سراحهم

في يناير 1995 - على ما يبدو من العدم - ضربت موجة عملاقة منصة النفط دراوبنر. كيف جاءت هذه الموجة الغريبة ، اكتشف الباحثون الآن. © CSIRO / CC-by-sa 3.0
قراءة بصوت عال

موجات الوحش الغامضة: ظل الباحثون يحيرون لسنوات حول كيفية تكوين موجات عملاقة في المحيط - وهي جبال مائية فردية أعلى مرتين إلى ثلاث مرات من الأمواج المحيطة. نجح العلماء الآن في إعادة إنشاء واحدة من أشهر الأمواج العملاقة في خزان الأمواج - وبالتالي كشف أصلهم. حاسم وبالتالي تتقاطع القطارات موجة ، والتي تجتمع في زوايا عظيمة.

يبدو أنها لا تأتي من أي مكان: موجات عملاقة ، تتراكم فجأة أعلى بثلاث مرات من حالة البحر الطبيعية. في الأول من كانون الثاني (يناير) 1995 ، ضربت "Freak Wave" التي يبلغ ارتفاعها 25 متراً منصة النفط Draupner في بحر الشمال - كانت الموجة الأولى من نوعها المقاسة بوضوح ، والآن أصبح الباحثون على دراية بثلاثة أنواع مختلفة من "موجات الوحش" هذه - لكن نشأتهم ما زالت حية تم التوضيح جزئيًا فقط - أيضًا لأنه من الصعب إعادة إنتاجها في قناة الموجة.

موجة عملاقة بزاوية 120 درجة

هذا هو ما حققه مارك مكاليستر من جامعة أكسفورد وفريقه. لتجربتهم ، لم يستخدموا قناة الموجة الكلاسيكية ، ولكنهم استخدموا موجة مستديرة. تخمينك: قد تكون تلك الموجات العملاقة من نوع Draupner ، عندما تلتقي الموجات من اتجاهين. لاختبار ذلك ، أنشأوا قطارات موجية في الحوض ، عبرت بزوايا 0 و 60 و 120 درجة.

وبالفعل: عند زاوية موجة 120 درجة ، تشكلت "موجة وحش" واحدة فجأة في منتصف حالة البحر العادية في حوض السباحة. استقراءًا للمعايير البحرية ، يتوافق طولها وشكلها تمامًا مع موجات دراوبنر ، كما ذكر الباحثون. وليس هذا فقط: أدهشت الموجة العملاقة الموجة الشهيرة على الحطاب التاريخي للفنان الياباني كاتسوشيكا هوكوساي.

نافورة ماء وموجة دائمة

لكن كيف جاءت هذه الموجة العملاقة الواحدة؟ كان العلماء أيضًا قادرين على ملاحظة ذلك في خزان الأمواج الخاص بهم: "عندما تلتقي الأمواج التي تتقاطع ، تتشكل نفاثة تتصاعد المياه إلى أعلى" ، وفق تقرير مكاليستر وفريقه. "في النقطة المحورية ، سيؤدي هذا إلى إلغاء الكثير من الحركة الأمامية للموجة ، مما يؤدي إلى موجة ثابتة جزئيًا."

العامل الحاسم هنا: عادة ما يحد كسر الموجة من أقصى ارتفاع لها. يحدث هذا عندما تتحرك جزيئات الماء في قمة الموجة بشكل أسرع من هيكلها الأساسي. ولكن في الموجة العملاقة تمنع هذه الموجة الصعودية والموجة الدائمة. وقال الباحثون "نتيجة لذلك ، لم يعد الارتفاع الممكن تحقيقه لهذه الموجة العملاقة محدودا".

جيل من موجة الوحش في خزان الموجة . جامعة أكسفورد

رؤى قيمة

وفقًا للعلماء ، تشير النتائج التي توصلوا إليها إلى أن تقاطع الأمواج ذات الزاوية الكبيرة يلعب دوراً حاسماً في تكوين الأمواج الغريبة. ويوضح زميل ماك أليستر تون فان دن بريمر: "لم تفلح الملاحظة المختبرية لدينا فقط في كيفية حدوث موجة دراوبنر الشهيرة ، بل تلقي الضوء أيضًا على أهمية كسر الأمواج في بحر يحوم".

"من خلال إعادة إنشاء موجة Draupner في المختبر ، اتخذنا خطوة للأمام لفهم هذه الظاهرة" ، يضيف McAllister. (Journal of Fluid Mechanics، 2019؛ doi: 10.1017 / jfm.2018.886)

المصدر: جامعة أكسفورد

- ناديا بودبريجار