Сверхгигантские океанские волны подчиняются законам квантовой физики
Учёные наконец-то смогли объяснить возникновение этих волн, применив к ним уравнения Шрёдингера, которые обычно используются для описания волновых функций квантовых частиц. Таково достижение группы учёных из шведского университета Умеа (Umeå University) и германского университета Рура в Бохуме (Ruhr-Universität Bochum).
Речь идёт о реальных одиночных "гуляющих" волнах в открытом океане, которые вдруг становятся в несколько раз выше, чем самые высокие обычные штормовые волны, и иногда опрокидывают попадающиеся на их пути корабли.
Ряд катастроф на море, вероятно, связан как раз с такими одиночными ходячими горами, высота которых может достигать 30 и даже 60 метров — при том, что у "обычных" штормовых волн она составляет примерно 10 метров. О реальном существовании таких волн, часто упоминающихся в легендах моряков, учёные узнали лишь в 1995 году.
В работе, опубликованной в Physical Review Letters(она же в открытом доступе: Instability and Evolution of Nonlinearly Interacting Water Waves— PDF-документ), учёные построили свою теорию на системе двух волн, нелинейное взаимодействие которых описывается уравнениями Шрёдингера.
Один из авторов работы, Матиас Марклунд (Mattias Marklund) из университета Умеа, говорит: "Видимо, основная причина возникновения экстремально больших волн — то, что известно как нелинейные взаимодействия. При этом механизме происходит обмен энергией между волнами, что приводит к росту амплитуды волны — гораздо большему, чем при обычной линейной суперпозиции волн".
Ранее существование сверхгигантских волн (не путать с цунами, которые возникают при землетрясениях и поднимаются в полный рост у побережья), возвышающихся над соседними волнами, как небоскрёбы среди обычных зданий, вызывало у учёных "беспокойство". Ведь по всем расчётам океанологов и математиков получалось, во-первых, что таких высоких волн вовсе не должно было возникать, а во-вторых, что если они и возникали — то никак не чаще одного раза в 10 тысяч лет.
А по результатам спутниковых наблюдений выходило, что такие волны в целом для мирового океана обычны. Фактически в любой момент времени где-нибудь на Земле образуется хотя бы одна такая волна.
В своей работе учёные отмечают, что в формировании суперволн большую играют роль сильные ветры, особенно дующие против потока воды, а кроме того — вышеупомянутое нелинейное взаимодействие сталкивающихся под небольшим (и, как оказалось, строго определённым) углом волн, идущих с разных направлений.
Источник:
www.membrana.ru
Интерестная статья
0 лет назад ученый Джеймс Лавлок понял, что Земля обладает планетарной контрольной системой, которая поддерживает экологию в состоянии, пригодном для жизни. Он назвал ее Гайя, и его теория стала одной из общепринятых. Теперь, полагает он, злоупотребления человека против окружающей среды заставляют этот механизм работать против нас. Он делает вывод: проблема изменения климата неразрешима, и жизнь на Земле никогда не будет прежней.
В сфере изменения климата человечество уже миновало точку невозвращения, и цивилизация, какой мы ее знаем, вряд ли уцелеет, считает Джеймс Лавлок, ученый и гуру "зеленых", придумавший теорию Гайи – Земли, которая сама делает себя пригодной для жизни.
Сегодня в Independent профессор Лавлок выступает с пессимистичной новой оценкой, утверждая, что попытки противостоять глобальному потеплению не могут быть успешными, и мы, по существу, уже опоздали.
Миру и человечеству грозит катастрофа огромных масштабов, которая случится гораздо раньше, чем принято думать, считает он. Он пишет: "Еще до конца нынешнего века миллиарды из нас умрут, а пары, оставшиеся для продолжения рода, будут жить в Арктике, где климат останется терпимым".
Делая такое заявление, звучащее мрачнее всех, которые ранее делали ученые с его уровнем авторитета, Лавлок признает, что ставит себя в трудное положение. Но, будучи человеком, который впервые после Дарвина предложил абсолютно новое представление о жизни на Земле, он считает, что его анализ происходящего не оставляет выбора. По его мнению, именно механизм саморегулирования Гайи, который он предпочитает называть Системой Земли, гарантирует, что справиться с потеплением невозможно.
Дело в том, что в систему входят мириады механизмов обратной связи, которые в прошлом действовали согласованно и делали Землю гораздо холоднее, чем она могла бы быть. Но теперь они объединятся, усиливая потепление, ставшее результатом транспортной и промышленной деятельности человека посредством эмиссии таких парниковых газов, как углекислый газ.
Это означает, что пагубное влияние людей, наносящее ущерб древней регулирующей системе планеты, не будет линейным, иначе говоря – будет ускоряться бесконтрольно.
Он называет этот феномен "Месть Гайи" и исследует его в книге под тем же названием, которая выйдет в свет в феврале.
Уникальность концепции Лавлока в том, что он рассматривает явление в целом, а не фрагментарно. Хотя он последовательный сторонник нынешних исследований изменения климата, особенно в британском Центре Хэдли, он рассматривает не отдельные проявления климатических изменений, как делают другие ученые. Он смотрит, как ведет себя вся контрольная система Земли в условиях стресса.
Лавлок, предложивший концепцию Гайи в 1970-х годах, когда он работал в США, исследуя под эгидой NASA возможность существования жизни на Марсе, впервые заговорил об опасностях изменения климата – раньше всех, почти 20 лет назад.
Он входил в группу ученых, которые провели первый брифинг о глобальном потеплении для правительства Маргарет Тэтчер в апреле 1989 года.
С тех пор его озабоченность увеличивается по мере того, как появляются новые свидетельства потепления. Например, он разделял беспокойство многих ученых после сентябрьских сообщений о том, что льды, покрывающие Ледовитый океан, тают так быстро, что в 2005 году ледяной покров достиг рекордно низкого уровня.
Два года назад он вызвал споры, опубликовав в Independent статью, в которой призывал экологов отказаться от давнего противодействия использованию атомной энергии, не производящей парниковых газов. Глобальное потепление идет стремительно, и поставить его под контроль может только масштабный переход на атомную энергию, писал он. "Зеленое" движение в массе категорически отвергло его призывы и делает это до сих пор.
Теперь его опасения достигли пика – и приобрели новую окраску. Он уже не призывает к поиску новых способов противодействия глобальному потеплению, он призывает правительства Британии и других стран начать масштабные подготовительные мероприятия для выживания в "климатическом аду", который, по его мнению, неизбежно наступит, когда в Европе станет на 8 градусов теплее, чем в наши дни.
В заключительной главе своей книги он пишет: "Что должно делать сегодня разумное европейское правительство? На мой взгляд, у нас нет выбора: надо готовиться к худшему и признать, что мы миновали рубеж".
Сегодня в Independent он пишет: "Мы сделаем все возможное, чтобы выжить, но, к сожалению, я не думаю, что США или развивающиеся экономики Китая и Индии остановятся вовремя, а они являются главным источником эмиссий углекислого газа. Произойдет самое страшное".
Он продолжает: "Мы должны учитывать устрашающие темпы изменений и осознать, как мало осталось времени, чтобы действовать, а затем каждое сообщество и страна должны найти наилучшее применение своим ресурсам, чтобы поддерживать цивилизацию как можно дольше". По его мнению, мировые правительства должны планировать бесперебойные энергетические и продовольственные поставки в глобальном парнике и защиту от повышения уровня моря.
Лавлок привлекает особое внимание к одному аспекту угрозы потепления: в настоящее время ожидаемое повышение температуры искусственно тормозит глобальный аэрозоль – слой пыли в атмосфере над северным полушарием, который является продуктом мировой индустрии.
Он защищает нас от солнечной радиации посредством феномена, получившего название "глобального затуманивания", который, как полагают, удерживает глобальную температуру на несколько градусов ниже расчетного уровня. Но при резком сокращении промышленности аэрозоль может очень быстро исчезнуть, и глобальная температура совершит резкий скачок вверх.
Одной из самых поразительных идей книги является "руководство для тех, кто выжил", адресованное людям, которые будут бороться за существование после полного структурного распада.
Существующее не в электронном виде, а "на прочной бумаге с долговечной печатью", оно содержит базовые научные знания о человечестве, многие из которых мы принимаем сегодня как должное, хотя они были получены в результате упорной работы. Это, например, информация о нашем месте в Солнечной системе или о том, что бактерии и вирусы вызывают инфекционные заболевания.
Примерное руководство для планеты в опасности
Глобальное потепление, вызванное прежде всего масштабными эмиссиями промышленных газов, почти наверняка является самой серьезной угрозой из всех, с какими сталкивалось человечество, так как оно ставит под вопрос пригодность Земли для жизни.
Повышение температур в ближайшие десятилетия означает, что сельское хозяйство может стать невозможным в обширных районах мира, где люди уже бедны и голодны. Запасы воды миллионов и даже миллиардов людей могут кончиться. Повышение уровня морей может разрушить прибрежные зоны в таких странах, как Бангладеш, в момент бурного роста численности населения. Число экологических беженцев парализует возможности всех служб и даже всех стран, в то время как современная городская инфраструктура подвергнется опустошительным разрушениям в результате погодных явлений, подобных урагану "Катрина", обрушившемуся на Новый Орлеан прошлым летом.
Мировое сообщество признает реальность глобального потепления. В докладе Межправительственной комиссии по изменению климата при ООН от 2001 года говорилось, что средняя глобальная температура повысится на 5,8 градусов к 2100 году. На высоких широтах, где находится Британия, повышение может достигнуть 8 градусов. Представляется, что потепление идет быстрее, и в докладе ООН, который должен выйти в 2007 году, сроки могут уменьшиться. Однако сохраняется возможность того, что изменение климата поддается контролю, если удастся уменьшить выбросы парниковых газов.
Лавлок предупреждает: подумайте еще раз.
