Исследование крупных штормовых волн может помочь снизить их воздействие на побережья

Международная команда исследователей проанализировала месячные данные о крупных волнах в прибрежной зоне, чтобы получить новые данные, которые могут помочь улучшить проектирование различных береговых сооружений — от морских портов до волнорезов — для лучшего противостояния разрушительным волнам.

В исследовании, опубликованном 28 октября в журнале Scientific Reports, учёные сообщают о комбинировании математической модели для описания формирования крупных волн с реальными измерениями, проведёнными на мелководье у побережья Ирландии. В этом районе волны, как сообщается, обрушиваются на берег с силой, достаточной для перемещения 100-тонных камней. Анализ показал, что экстремальные волны, наблюдаемые в прибрежных данных, в среднем меньше глубоководных волн-убийц, но имеют схожие характеристики. Они также вызваны конструктивной интерференцией и нелинейными эффектами второго порядка.

Исследование, спонсируемое Science Foundation Ireland, основано на измерениях, полученных с помощью акустического доплеровского профилогратра течений (ADCP), размещённого на дне океана у мыса Киллард весной 2015 года и у Аранских островов весной 2017 года. Устройство зафиксировало данные двух интенсивных штормов: шторм 2015 года вызвал волны высотой до 73 футов (22,2 м), а шторм Дорис в феврале 2017 года — волны высотой до 43 футов (13,1 м).

«Нам удалось расширить эти статистические модели, в основном валидированные для волн в глубоких водах, для описания прибрежных волн-убийц», — сказал Франческо Феделе, доцент Школы гражданского и экологического строительства Джорджии. Сравнение смоделированных профилей глубоководных волн-убийц и профилей прибрежных волн показало их сходство, что указывает на схожий механизм формирования. Однако в прибрежной зоне разрушение волн рассеивает часть их энергии.

Эта работа может лечь в основу проектирования береговых сооружений, рассчитанных на долговременное воздействие волновых сил. «Для проектировщиков необходимо знать, какова будет самая большая волна, которая обрушится на прибрежную зону в течение срока службы сооружения», — пояснил Феделе. Следующими шагами исследования станет изучение физической механики момента разрушения волн.