海上怪物:瘋狗浪
1975年11月10日,美國貨輪埃德蒙德·費茲傑羅號在暴風中沉入美國和加拿大之間的蘇必利爾湖區域。這艘貨輪可不是什麼小玩意,船身有220米長,寬度達到22米,絕對算得上是個龐然大物了。但是看起來堅固安全的貨輪並沒有經受住考驗。災難發生的時候,該貨輪還來不及發出求救信號就失去了求生的機會,船上22名船員全部遇難,他們的遺體至今仍未被發現。
美國海岸警衛隊最初的報告稱,悲劇的發生是由於船員疏忽,沒有按照要求蓋好貨輪頂部船艙的艙口安全蓋。這一說法一直頗具爭議,許多同行表示船員不會如此大意。2010年,潛水偵探通過探尋出事地水底情況,提出了另外一種可能導致災難的原因——該貨輪可能遇上了一種威力巨大的「殺人巨浪」——瘋狗浪。也許,當時貨輪在水面上就被這種浪拍成了兩半。
蘇必利爾湖是世界上最大的淡水湖,面積可達8.2萬平方千米,最大深度為405米,蓄水量占整個五大湖的一半以上。在廣闊的湖面上,來自各個方向的浪涌有快有慢,相互推搡、較量,水下蓄積的能量有時會突然推高浪涌。加之冬季風大浪急,11月湖面少冰,於是就更容易出現突然湧起的大浪,產生令人聞之色變的瘋狗浪。
不過,在湖泊中產生瘋狗浪的情況還是極為罕見,「瘋狗」更愛在海上興風作浪。
是否存在「殺人巨浪」
自古就有海上驚現怪浪的傳說故事,英國傳奇探險家歐內斯特·沙克爾頓就描述過一次遭遇瘋狗浪的驚險經歷。1916年,他從南極洲附近的大象島乘船前往大西洋的南喬治亞島。他描述道:「我們被起伏的海浪趕著,向前艱難地走了若干天,但是有一日,從滔滔波浪中突現一道氣勢磅薄的巨浪。我一直祈禱,希望上帝能夠庇護我們,讓我們挺過難關。巨浪重重拍下,我們的船被猛地擊落水下,在周圍的水流衝擊下,船身連續顫抖不止,但也許上帝聽到了我的祈願,最後我們的船竟然躲過劫難,載著我們逃離了這海上的怪浪。」
對於這種瘋狗浪的高度,那些見過的人也只能描述成「很高很高」,沒有具體的數據來證實他們描述的究竟是多大的「怪浪」。因此,在過去的幾個世紀中,人們對巨浪的印象還只停留在倖存者「誇張」的描述上,科學家往往不以為然。
直至1995年1月1日,北海挪威沿岸的德勞普納海上石油平台經歷了一波26米高的巨浪,這一巨浪高度是周圍其他海浪高度的兩倍,大約相當於一棟10層高的建築。而這次,海上石油平台的激光設備測量出了巨浪的高度,比較準確。
人們曾認為這樣的異常巨浪萬年一遇。但是,2001年,歐洲開始進行「大浪計劃」,利用歐洲航天局的兩枚衛星研究海洋狀況。歐洲航天局的衛星發射無線電波脈衝信號,當無線電波到達海面,然後反彈回衛星,這些收集到的信息就可以通過複雜的演算法轉換為海面的情況。之後,德國的地球觀測衛星TerraSAR-X也被用於瘋狗浪的研究工作,它的解析度可達1米,比之前的衛星數據更為精準。在短短三周時間裡,「大浪計劃」就發現了10次以上浪高超過25米的巨浪。
這些通過科學手段得到的具體數字,讓這種停留在傳說和故事中的「談資」一下子定位為確實存在的奇異現象,科學家們蜂擁而至,在各大學術會議上探討這種瘋狗浪的形成機制。
認識瘋狗浪
瘋狗浪,它不止是類似暴風雨中的大浪那種普通意義上的大浪,事實上比周圍其他所有的浪都要高出很多,從高度上來說就是那種「鶴立雞群」的視覺效果。如果用準確的科學標準來定義的話,瘋狗浪的浪高至少達到有義波高的2倍以上(海上波浪實際上是不規則的,它們是由各種不同波長、波高和陡度的波組成的。經觀測統計表明,其中有1/10波的波高是平均波高的2倍,稱之為最大波高;有1/3波的波高是平均波高的1.6倍,稱之為三一平均波高或有義波高),所以,許多海嘯或者颱風引起的高浪並不屬於瘋狗浪。瘋狗浪往往不期而至,突然冒出來,又突然消失不見,來無影去無蹤。
全世界每年大約會有50~100次大型船隻的沉船事件。當然,這些並非都是瘋狗浪所為,但是瘋狗浪的現象或許可以幫助解釋其中一些謎一般的事故原因。而且了解這種巨浪的形成機制有助於人類進行預測,遠離危險區域,減少海上悲劇的發生。
不過,想要收集足夠的有效數據並不容易,我們無法重建瘋狗浪的歷史信息,通過海上平台的測量只能測到附近海域的浪高情況。而且,海浪是會移動的,瘋狗浪出現一次不過1~2分鐘,很難追蹤它的行跡。
由於缺少數據,而造波水池(模擬海浪的設備)也起不到模擬瘋狗浪的作用,所以想研究這種海浪只能是在有可能會產生瘋狗浪的海域投放海洋觀測設備,守株待兔,等待瘋狗浪出現時採集相關數據。從這一點來看,南非的厄加勒斯角無疑是最佳觀測區之一。印度洋和大西洋在此交匯,船運航道忙碌,而且這裡曾有多次高30米以上的大浪的報道。
自東至西的「咆哮西風帶」經過厄加勒斯角附近海域,推動海浪沿著同一方向行進,而厄加勒斯洋流卻沿著相反的方向移動,洋流和海浪對向的衝擊抬高海浪,引起巨浪的產生。
瘋狗浪修鍊記
但不是所有瘋狗浪的形成都可以用這種海浪和強洋流之間的對抗來解釋。根據多年來對瘋狗浪的研究,科學家們給出了一些猜想,在一個或多個因素的作用下,或許會產生這樣鬼魅般的海上怪浪。
洋流衝撞
如果像南非厄加勒斯角的情況一樣,洋流與海浪主體前進的方向逆向而行,這可不是什麼好事。逆向推過來的洋流會阻礙海浪的前進,減小其前進速度,使浪潮向上洶湧澎湃。
但問題絕非止於此,前面迎著洋流的浪先慢下來,可是後面的浪並沒有減緩速度,第二個浪撞上第一個浪,第三個浪又撞上前兩個浪。這樣一來,在逆向洋流的阻礙下,多個小浪會彙集成一個大浪,幾個波浪結合在一起共同向前推進,最後,這個浪頭越來越大,就有可能演變成巨大的海上怪浪。
除了逆向洋流之外,其他方向的洋流也會從各個方向將多個小浪彙集到一起,在海面上催生出瘋狗浪。但由於各孤立波碰撞前的速度和方向各不相同,而且碰撞後它們依然保持原來的波速、波形和方向,所以巨浪無法繼續傳播,會很快解體,海面又歸於平靜,像一切從未發生過一樣。
深度變化惹禍端
如果一道浪原本在深海區域活動,但是前方海底地形凸起,海洋深度變淺,這時候深海襲來的海浪就會突然猛地被掀高。水是不可壓縮的,因此當海浪從深度更大的海域猛衝到深度淺的海域,唯一可以走的方向就是向上推高。在美國東海岸沿海的某些區域,大陸架延伸得較遠,海底的深度會出現急劇的變化,就會因此產生較高的海浪。
非線性沒規律的海浪
早在20世紀60年代初,劍橋大學的物理學家布魯克·本傑明和他的研究生吉姆·費爾就發現,在造波水池中找不到規律性的水浪,總是會有一些浪比其他浪更大。即便利用規律性的風來製造波浪,得到的仍然是沒有規律的波浪,換句話說,輸入的能量和所產生的浪的大小並沒有線性的關係,而是混沌的非線性關係。這些不穩定的波浪能夠從附近的其他波浪處獲得能量,迅速組成一個巨大的瘋狗浪。
潮汐推波助瀾
潮汐現象是海水在天體(主要是月球和太陽)引潮力作用下所產生的周期性運動。潮汐會因為天體的位置而有所變化,比方說滿月和新月時,太陽、月亮和地球三者處在一條直線上,潮汐就更大。當月亮到達近地點時,大潮會達到峰值,這就是近地點朔望大潮。這種海浪規律性的起伏現象或許不能完全解釋瘋狗浪的形成,但是適逢月亮近地點朔望大潮之時,如果因為其他原因激起海上大浪,那麼在巨大潮汐能的拉拽下浪高會更高,海浪的威力也會更大,疊加其他因素的作用,就有可能演變成讓人望而卻步的瘋狗浪。
預測瘋狗浪
現代遙感圖像技術的進步也為瘋狗浪的研究提供了更細緻的技術支持。通過雷達數據可以較為精確地測量浪高,通過現在的技術可以更清晰地看到這些海浪與洋流的分分合合。
利用各項技術,科學家們通力合作,開發出了可以預報瘋狗浪的「大浪軟體」,能夠360°精確預報航船周邊8千米範圍內的異常變化,通過雷達信號發出警告。這樣一來,在艦船上配置這樣的設備就能夠主動監測周圍海域情況,給艦船緩衝機會避開瘋狗浪。不過,由於瘋狗浪的發生往往十分突然,持續的時間又比較短,這樣的預警信息能否有效減少悲劇的發生還有待考驗。
以後的海洋天氣預報里或許會包括瘋狗浪這一項,但是瘋狗浪的出現更多的時候只是個隨機事件,預測的準確性恐怕難以保證。但是有這樣的預報讓人預先有所警惕和準備總歸不是壞事。
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