Новости

5 июля, 2023 12:51

От полярных циклонов к гигантским волнам: расшифровка угроз Северных морей

Ученые Морского гидрофизического института РАН провели новое исследование интенсивных штормов, образующихся в полярных широтах под действием полярных циклонов. Эти шторма способны генерировать огромные волны, представляющие опасность для морских и прибрежных сооружений. Исследователи использовали спутниковые данные и статистический анализ, чтобы оценить вероятность образования высоких волн, порождаемых полярными циклонами в Норвежском и Баренцевом морях. Результаты работы, поддержанной грантом РНФ, опубликованы в журнале Remote Sensing.
Источник: wirestock/Freepik
«Это исследование является продолжением наработок, представленных авторами В.Н. Кудрявцевым и Б. Шапроном в 2019 г., после создания простой универсальной модели предсказания высоты волн, вызываемых действием циклонов. Данная модель была нами усовершенствована и протестирована, в том числе и для полярных условий. Мы получили новые закономерности, которые ранее не были учтены», – рассказывает первый автор статьи кандидат физико-математических наук старший научный сотрудник отдела дистанционных методов исследований (лаборатория прикладной физики моря) Морского гидрофизического института РАН Мария Юровская.
С учетом различных параметров полярных циклонов, таких как максимальная скорость ветра, продолжительность жизни, диаметр, скорость перемещения и направление распространения, ученые рассчитали частоту возникновения волн, превышающих определенную высоту и связанных с полярными циклонами. Оказалось, что волны высотой более 4 метров могут возникать до шести раз в год, более 8 метров – появляются 2-3 раза в год, свыше 10 метров – возникают один раз в год, а высотой 12 метров – генерируются раз в несколько лет. Самые высокие волны, достигающие 15 метров в высоту, встречаются реже, чем раз в десятилетие.

В исследовании также определены районы, наиболее подверженные воздействию этих мощных волн. Ближняя прибрежная зона вокруг Скандинавского полуострова, начиная от Мыса Нордкап, испытывает на себе всю ярость штормов. Информация о вероятности возникновения аномально высоких волн чрезвычайно важна для защиты морской деятельности в Арктике, транспорта и инженерных сооружений, включая нефтегазовые платформы, и также для снижения риска экологического ущерба.


Мария Юровская, кандидат физико-математических наук старший научный сотрудник отдела дистанционных методов исследований (лаборатория прикладной физики моря) Морского гидрофизического института РАН 

«Особенно подвержены воздействию полярных циклонов южная часть Баренцева моря и северо-восточная часть Норвежского моря. В южной части Норвежского моря аномально высокие волны появляются чаще, но они не всегда связаны с полярными циклонами. Полученные нами оценки можно использовать при конструировании морских сооружений и планировании работ в арктических морях», – пояснила ученый.
Интересно, что атмосферные системы с высокой скоростью ветра, не классифицируемые как полярные циклоны, играют не менее значимую роль в частоте появления высоких поверхностных волн. Однако именно полярные циклоны являются главным механизмом образования гигантских волн в Баренцевом и Норвежском морях.
«Наша дальнейшая работа будет направлена на то, чтобы получить распределения вероятностей появления волн, связанных не только с полярными циклонами, но и с другими факторами, оценить сезонную и межгодовую изменчивость интенсивности волнения. Для этого будут использованы спутниковые данные о ветре и волнении, а также результаты численного моделирования», – поделилась планами о продолжении данных работ Мария Юровская.
Изложенное в статье исследование дает более глубокое понимание огромной энергии, которой обладают полярные циклоны, и их влияния на формирование волн. Оно предоставляет ценные сведения для прогнозирования и управления рисками, связанными с этими штормами, обеспечивая безопасность морской деятельности. Располагая такими знаниями, можно более эффективно справляться с изучаемыми опасными явлениями, защищая инфраструктуру и минимизируя возможные угрозы.

Работы выполнялись при основной поддержке гранта РНФ  «Исследования поверхностных волн и их обрушений в тропических и полярных циклонах на основе спутниковых измерений и моделирования» и в рамках темы Госзадания  FNNN-2021-0004 «Фундаментальные исследования океанологических процессов, определяющих состояние и эволюцию морской среды под влиянием естественных и антропогенных факторов, на основе методов наблюдения и моделирования».
15 мая, 2026
Ученые впервые пронаблюдали взаимодействие связанных спиновых волн при возбуждении лазерными импульсами
Исследователи впервые экспериментально продемонстрировали, как взаимодействуют самые короткие спин...
14 мая, 2026
Физики научились отслеживать процессы насыщения кожи водой в реальном времени
Ученые нашли способ в режиме реального времени наблюдать, как кожа теряет и восстанавливает у...