Раз в несколько лет в северных морях во время интенсивных штормов могут возникать огромные волны высотой до 12 м. И это ещё не предел! Подобных монстров, представляющих опасность для морских и прибрежных сооружений, способны породить полярные циклоны. Зоной их наибольшей активности являются южная часть Баренцева моря и северо-восточная часть Норвежского моря. К таким выводам пришли специалисты Морского гидрофизического института РАН.
Проведённое исследование имеет большое значение для оценки возможного экологического ущерба, рисков ведения морской деятельности в Арктике, работы транспорта и инженерных сооружений, включая нефтегазовые платформы. По словам одного из авторов работы, старшего научного сотрудника отдела дистанционных методов исследований Морского гидрофизического института РАН Марии Юровской, оно стало продолжением наработок, представленных в 2019 году. Тогда была создана простая универсальная модель 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, — пояснила Юровская.
Для оценки вероятности возникновения высоких волн, порождаемых полярными циклонами, учёные использовали спутниковые данные и статистический анализ. В работе учитывались различные параметры этих гигантских атмосферных вихрей: максимальная скорость ветра, продолжительность жизни, диаметр, скорость перемещения и направление распространения.
Баренцево море. Фото: Павел Мартюшев, участник конкурса РГО "Самая красивая страна"
В итоге удалось рассчитать частоту возникновения волн, превышающих определённую высоту. Оказалось, что волны высотой более 4 м могут возникать до шести раз в год, более 8 м — два-три раза в год, свыше 10 м — один раз в год, высотой 12 м — раз в несколько лет. Самые высокие волны, достигающие 15 м в высоту, встречаются реже чем раз в десятилетие.
Авторы работы также определили районы, в наибольшей степени подверженные воздействию этих мощных волн. Всю ярость штормов испытывает на себе ближняя прибрежная зона вокруг Скандинавского полуострова от мыса Нордкап.
— 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, — отметила Мария Юровская.
Научно-исследовательское судно "Дальние Зеленцы" в Баренцевом море. Фото: Виталий Новиков, участник конкурса РГО "Самая красивая страна"
Не менее значимую роль в частоте появления высоких поверхностных волн играют атмосферные системы с высокой скоростью ветра, но не классифицируемые в качестве полярных циклонов. 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 Мария Юровская.
Данное исследование, выполненное при поддержке гранта Российского научного фонда, опубликовано в журнале Remote Sensing. Оно даёт представление о том, какой огромной энергией обладают полярные циклоны, каково их влияние на формирование морских волн, даёт ценные сведения для прогнозирования. Обладая такими знаниями, можно эффективно справляться с последствиями опасных явлений, защищать инфраструктуру и минимизировать возможные угрозы.