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海底的变化造成了怪异的海浪

发布时间:2019-05-28 10:51:02 来源:

佛罗里达州立大学的研究人员发现,海底的突然变化可能导致危险的海浪,即被称为流氓或怪异的海浪 - 波浪如此灾难性,以至于它们曾被认为是海员想象中的虚构物。

佛罗里达州立大学数学助理教授,一项关于流氓波的新研究的作者尼克摩尔说:“这些巨大的波浪可能对船舶或基础设施造成巨大的破坏,但它们并没有被准确理解。”

该研究发表在物理评论流体,快速沟通杂志上。

曾经被视为一个神话,这些浪潮已经困扰了科学界几十年。

多年来,全球的研究人员已经研究了他们认为可能对这些波有贡献的许多不同因素,包括海底,风激发和称为Benjamin-Feir的现象,其中周期性波形的偏差由非线性加强。

大多数关注海底的研究只考虑了缓坡,而少数将斜坡推向极端的研究主要依靠计算机模拟。

“真实世界数据的相对代表性相对较低,你可以从实验室实验中获得,你可以仔细控制各种因素,”摩尔说。“通常你需要这些真实世界的数据,看看计算机模拟是否能给你明智的预测。”

摩尔的实验室实验是第一个研究突然海底变化对波浪统计的影响。

与FSU的地球物理流体动力学研究所所长Kevin Speer以及现任前FSU学生Tyler Bolles一起,Moore创建了一个具有可变底部的长室。研究小组使用电机产生随机波,跟踪数千波,看是否出现任何模式。

在海浪穿过几英尺不变的深度之后,他们在水箱底部遇到了一个台阶,这代表了海底的突然变化。摩尔和他的同事发现,最初波浪看起来正常,遵循传统的钟形曲线。但当他们经过这一步时,波浪的结构发生了显着的变化。

改变后的波浪遵循所谓的伽玛分布,这是一种数学函数,用于描述以某种特定方式挑战钟形曲线的某些模式。

“令人惊讶的是伽马分布对我们实验中测量的波的描述有多好,”摩尔说。“作为一名数学家,我觉得有一些基本的东西需要理解。”

实验和这种伽马分布的出现促使人们对流氓波的起源进行了新的研究。

“我们必须首先通过开发新数学来从基础层面理解它们,”摩尔说。“下一步是利用新的数学来预测这些极端事件将在何时何地发生。”

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