Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря

Виконано аналiз даних вимiрювань вiтрового хвилювання в груднi 2000 р. з нафтової платформи в Каркiнiтськiй затоцi Чорного моря. Показано можливiсть утворення в регiонi аномальних хвиль, вiдомих як хвилi-вбивцi. Розглянуто деякi характеристики цих хвиль....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Доценко, С.Ф., Иванов, В.А., Побережный, Ю.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2009
Schlagworte:	Науки про Землю
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18702
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря / С.Ф. Доценко, В.А. Иванов, Ю.А. Побережный // Доп. НАН України. — 2009. — № 9. — С. 113-117. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-18702
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-187022025-02-09T15:59:31Z Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря Freak waves in the north-western part of the Black Sea Доценко, С.Ф. Иванов, В.А. Побережный, Ю.А. Науки про Землю Виконано аналiз даних вимiрювань вiтрового хвилювання в груднi 2000 р. з нафтової платформи в Каркiнiтськiй затоцi Чорного моря. Показано можливiсть утворення в регiонi аномальних хвиль, вiдомих як хвилi-вбивцi. Розглянуто деякi характеристики цих хвиль. The analysis of wind wave records obtained in December, 2000 from the oil-rig in Karkinitskiy Bay of the Black sea is performed. It shows the possibility of the formation of anomalous waves, which are known as freak waves, in this region. Some properties of these waves are considered. 2009 Article Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря / С.Ф. Доценко, В.А. Иванов, Ю.А. Побережный // Доп. НАН України. — 2009. — № 9. — С. 113-117. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18702 550.345 ru application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Науки про Землю Науки про Землю
spellingShingle	Науки про Землю Науки про Землю Доценко, С.Ф. Иванов, В.А. Побережный, Ю.А. Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря
description	Виконано аналiз даних вимiрювань вiтрового хвилювання в груднi 2000 р. з нафтової платформи в Каркiнiтськiй затоцi Чорного моря. Показано можливiсть утворення в регiонi аномальних хвиль, вiдомих як хвилi-вбивцi. Розглянуто деякi характеристики цих хвиль.
format	Article
author	Доценко, С.Ф. Иванов, В.А. Побережный, Ю.А.
author_facet	Доценко, С.Ф. Иванов, В.А. Побережный, Ю.А.
author_sort	Доценко, С.Ф.
title	Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря
title_short	Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря
title_full	Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря
title_fullStr	Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря
title_full_unstemmed	Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря
title_sort	волны-убийцы в северо-западной части черного моря
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Науки про Землю
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18702
citation_txt	Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря / С.Ф. Доценко, В.А. Иванов, Ю.А. Побережный // Доп. НАН України. — 2009. — № 9. — С. 113-117. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT docenkosf volnyubijcyvseverozapadnojčastičernogomorâ AT ivanovva volnyubijcyvseverozapadnojčastičernogomorâ AT poberežnyjûa volnyubijcyvseverozapadnojčastičernogomorâ AT docenkosf freakwavesinthenorthwesternpartoftheblacksea AT ivanovva freakwavesinthenorthwesternpartoftheblacksea AT poberežnyjûa freakwavesinthenorthwesternpartoftheblacksea
first_indexed	2025-11-27T19:07:39Z
last_indexed	2025-11-27T19:07:39Z
_version_	1849971675313995776
fulltext	оповiдi НАЦIОНАЛЬНОЇ АКАДЕМIЇ НАУК УКРАЇНИ 9 • 2009 НАУКИ ПРО ЗЕМЛЮ УДК 550.345 © 2009 С.Ф. Доценко, академик НАН Украины В. А. Иванов, Ю.А. Побережный Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря Виконано аналiз даних вимiрювань вiтрового хвилювання в груднi 2000 р. з нафтової платформи в Каркiнiтськiй затоцi Чорного моря. Показано можливiсть утворення в регiонi аномальних хвиль, вiдомих як хвилi-вбивцi. Розглянуто деякi характеристики цих хвиль. Волны-убийцы — это одиночные волны или группы морских волн, которые заметно выше окружающего их ветрового волнения. В англоязычной литературе их называют freak waves, rouge waves, killer waves, anomalous waves или giant waves. Гравитационная волна на поверх- ности жидкости классифицируется как волна-убийца, если выполняется условие hmax h1/3 > 2,2, (1) где hmax — высота волны-убийцы (размах колебания), т. е. возвышение гребня над следую- щей за ней подошвой волны; h1/3 — значительная высота волн (средняя высота 1/3 наиболее высоких волн в реализации). Критерий (1) будет использоваться ниже для идентификации волн-убийц по данным наблюдений. О волнах-убийцах известно давно. Их прямые измерения до недавнего времени отсут- ствовали, а вся информация о них носила в основном описательный характер. Считалось, что волны в океане высотой 28–30 м — крайне редкое событие, которое наблюдается один раз за десять и более лет. Интерес к проблеме значительно возрос в последнее десятилетие. Одна из причин — большое число аварий крупнотоннажных судов, вызванных не только погодными услови- ями, но и ударами быстровозникающих и быстроисчезающих морских волн аномальной крутизны, высоты гребня или глубины ложбины. Вызванные ими повреждения судов были значительными. По современным оценкам, силовые воздействия волн-убийц на корабли мо- гут существенно превосходить нормативные значения, принятые в судостроении. В последние годы волны-убийцы удалось инструментально зарегистрировать с плавучих платформ, специализированных буев и космических носителей во многих районах Миро- ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №9 113 Рис. 1. Район проведения измерений ветрового волнения вого океана. Поэтому в действительности такие волны не столь редкое природное явление, как считалось ранее. Детальное обсуждение современного состояния теоретико-эксперимен- тальных исследований аномальных волн содержится в работах [1–3]. Волны-убийцы могут существовать и в таких сравнительно небольших бассейнах, как Черное море. Здесь одиночная аномальная волна впервые зарегистрирована 22 ноября 2001 г. с волнографического буя в районе Геленджика [1, 4]. Ее высота равнялась 10,32 м, значительная высота волн — 2,6 м, а поэтому отношение hmax/h1/3 = 3,9. Продолжитель- ность “жизни” этой волны составила 4,3 с. Ниже на основе данных измерений, выполненных Морским гидрофизическим инсти- тутом НАН Украины с платформы “Голицыно-4” в Каркинитском заливе, подтверждена возможность образования волн-убийц в северо-западной части Черного моря и даны оцен- ки их параметров. 1. Для измерения ветрового волнения и метеопараметров использована буровая плат- форма “Голицыно-4”, расположенная в северо-западной части Черного моря в точке с ко- ординатами 31◦52′ в. д, 45◦42′ с. ш. (рис. 1). Глубина моря в районе платформы почти постоянна и составляет около 30 м. Практически непрерывная регистрация колебаний поверхности моря была начата в сен- тябре 2000 г. и завершена летом 2001 г. Измерения проведены отделом взаимодействия атмосферы и океана Морского гидрофизического института НАН Украины с использо- ванием разработанного в этом отделе вито́го волнографа. Ошибка измерений уровня не превысила 1 см. Колебания уровня моря регистрировались с частотой дискретизации 4 Гц. Каждый ряд непрерывных наблюдений содержал 12288 точек, что соответствует промежутку времени 51,2 мин. При анализе ветрового волнения эти записи разделялись на три участка, каждый длительностью 17 мин. Для рядов такой продолжительности поле ветровых волн можно считать стационарным и эргодическим, что обычно учитывается при вероятностном анали- зе волн-убийц по данным наблюдений [5]. Заметим, однако, что предположение о стацио- нарности случайного поля ветрового волнения может привести к заниженным на порядок оценкам вероятности возникновения рассматриваемых волн, если волновой процесс тако- вым не является [6]. 2. Для анализа волн-убийц в северо-западной части Черного моря использованы по- лученные 1–31 декабря 2000 г. данные измерений колебаний уровня: z = z(t), где z — 114 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №9 Рис. 2. Промежутки времени, в которые производились измерения ветрового волнения в Каркинитском заливе в декабре 2000 г. Стрелками отмечены моменты регистрации волн-убийц Рис. 3. Значения параметра hmax/h1/3 для 17-минутных центрированных записей смещений поверхности моря. Локальная высота волны определялась на отрезке между последовательными пересечениями оси нулевых значений уровня моря снизу вверх (1 ) и сверху вниз (2 ). Область над штриховой линией соответствует условию (1) вертикальная координата, отсчитываемая вверх от заданного горизонта; t — время. Как показывает рис. 2, этот период характеризуется относительно небольшим числом сбоев в работе измерительного комплекса. Для выделения возможных аномальных волн анализу было подвергнуто 1660 центри- рованных 17-минутных записей ζ = z(t) − z(t) колебаний поверхности моря (черта сверху означает осреднение по времени). При нахождении высот волн запись рассматривалась как последовательность полных колебаний поверхности моря. Каждое такое колебание начина- ется и заканчивается нулевыми значениями ζ = 0, охватывая один гребень и одну подошву ветровой волны. Необходимо иметь в виду, что одно колебание в записи смещений уровня моря можно выделить двумя способами. Так, для определения начала и конца одного полного коле- бания уровня моря необходимо, двигаясь вдоль оси времени t, определить соседние нули ζ, соответствующие пересечениям горизонтальной оси ζ = 0 с ростом времени в одном вертикальном направлении, т. е. снизу вверх (the zero up-crossing criteria) или сверху вниз (the zero down-crossing criteria). Амплитудные характеристики волнового поля зависят от способа локализации отдельных волн в записи. Часто предпочтение отдается критерию с использованием пересечения нулевого уровня моря снизу вверх [5]. Для индивидуальной поверхностной гравитационной волны находилась ее высота h. Она принималась равной возвышению гребня волны над последующей (up-crossing cri- teria) или предшествующей (down-crossing criteria) подошвами волн. Далее по набору высот волн {h} для каждой 17-минутной реализации определялись максимальная высота волн hmax = max{h}, значительная высота волн h1/3 и отношение hmax/h1/3. На рис. 3 представлены значения параметра hmax/h1/3, рассчитанные обоими способами по всем данным измерений в декабре 2000 г. Диапазон его изменения от 1,32 до 2,56, а поэто- ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №9 115 Рис. 4. Волна-убийца (*), зарегистрированная 12 декабря 2000 г. в северо-западной части Черного моря: а — 17-минутная запись колебаний поверхности моря; б — фрагмент записи, включающий аномальную волну му условие (1) (область над штриховой линией) выполняется для некоторых 17-минутных записей колебаний уровня моря. Анализ всех реализаций позволил выделить тридцать три случая образования волн-убийц. Для нахождения высот волн использованы оба описан- ных выше способа выделения одного колебания поверхности моря. Моменты времени их регистрации указаны стрелками на рис. 2. Форма волн-убийц в северо-западной части Черного моря достаточно разнообразна. Обнаружены как одиночные волны, так и волны-убийцы в группе ветровых волн относи- тельно большой высоты. Одна из записей такой волны приведена на рис. 4. Волна асиммет- рична, ее передний склон более крутой по сравнению с задним, а ложбина (−2,69 м), пред- шествующая гребню (3,71 м) волны-убийцы, глубже следующей за ним впадины (−1,78 м). Эти свойства профиля волны характерны для аномальных волн, хотя часто у них предше- ствующая такой волне впадина шире следующего за ней понижения уровня моря [3]. Про- должительность колебания уровня в волне-убийце составляет около 4,75 с (см. на рис. 4, б ), а ее длина (в рамках линейной теории) равна 35,2 м. При глубине залива в районе платформы 30 м такая аномальная волна практически не взаимодействует с дном бассей- на и обладает сильной дисперсией. Крутизна ее склонов достаточно велика, что говорит о возможном существенном проявлении нелинейных эффектов. Результаты выполненного исследования можно сформулировать следующим образом. С учетом волнографических измерений с бурового основания в Каркинитском заливе в декабре 2000 г. авторами данного сообщения подтверждена возможность образования вет- ровых волн-убийц в Черном море. Для северо-западной части моря это установлено впер- вые, что расширяет географию районов Мирового океана, где отмечено подобное опасное морское явление. В течение месяца было зарегистрировано тридцать три волны-убийцы, высота которых более чем в 2,2 раза превышала значительную высоту окружающих их волн. Эти коротко- живущие образования проявлялись как в виде одиночных волн, так и в форме групп из двух-трех ветровых волн с ярко выраженными дисперсионными эффектами. Волны обла- дали заметной асимметрией: их передние склоны, как правило, были круче задних, а пред- шествующая и следующая за волной-убийцей подошвы волн отличались по глубине и ши- рине. Максимальная высота таких волн составила 7,57 м, однако 28 декабря 2000 г. была зарегистрирована ветровая волна высотой (размахом колебаний) 17 м, но не являющаяся волной-убийцей по условию (1). Ослабление критерия (1) до 2,0 увеличивает число зареги- 116 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №9 стрированных аномальних волн более чем в пять раз (176), а их максимальная высота, по данным наблюдений, может достигать 14,8 м. Используемый для выделения волн-убийц критерий (1) оперирует с относительной высо- той экстремальных волн. По данным измерений, высоты волн-убийц в районе платформы лежат в широком диапазоне: от 0,87 до 7,57 м. Поэтому выполнение условия (1) не означает, что высота соответствующей волны будет действительно велика. 1. Куркин А.А., Пелиновский Е.Н. Волны-убийцы: факты, теория и моделирование. – Н. Новгород: Нижегород. гос. технол. ун-т, 2004. – 158 с. 2. Бадулин С.И., Иванов А.Ю., Островский А. Г. Волны-убийцы и их дистанционное зондирование // Исследование Земли из космоса. – 2006. – № 1. – С. 77–92. 3. Доценко С.Ф., Иванов В.А. Волны-убийцы // Современные проблемы океанологии. Вып. 1 / НАН Украины. Мор. гидрофиз. ин-т. – Препр. – Севастополь, 2006. – 44 с. 4. Дивинский Б.В., Левин Б. В., Лопатухин Л.И. и др. Аномально высокая волна в Черном море: наблюдения и моделирование // Докл. АН. – 2004. – 395, № 5. – С. 948–950. 5. Jenkins A.D., Magnusson A.K., Niedermeier A. et al. Rogue waves and extreme events in measured time- series. Rep. WP2/1 from MAXWAVE project. – Bergen: Norweg. Meteorolog. Inst., 2002. – Rep. No 138. – 101 p. 6. Muller P., Garrett C., Osborne A. Rogue waves // Oceanography. – 2005. – 18, No 3. – P. 66–75. Поступило в редакцию 14.01.2009Морской гидрофизический институт НАН Украины, Севастополь S. F. Dotsenko, Academician of the NAS of Ukraine V.A. Ivanov, Yu.A. Poberezhny Freak waves in the north-western part of the Black Sea The analysis of wind wave records obtained in December, 2000 from the oil-rig in Karkinitskiy Bay of the Black sea is performed. It shows the possibility of the formation of anomalous waves, which are known as freak waves, in this region. Some properties of these waves are considered. ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №9 117

Волны-убийцы в северо-западной части Черного моря

Institution

Ähnliche Einträge