佐治亞理工學(xué)院 | 東地中海的異常涌浪
指南者留學(xué)
2022-11-30 08:50:30
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<p>地中海東部是一個被古代文化遺址包圍的大盆地,也是一個氣候熱點。然而,當(dāng)涉及到了解產(chǎn)生大規(guī)模和潛在災(zāi)難性海浪的極端海況時,該地區(qū)受到的關(guān)注相對較少。</p>
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<p>認識到科學(xué)知識的空白,由佐治亞理工學(xué)院土木與環(huán)境工程學(xué)院副教授弗朗西斯科·費德爾(Francesco Fedele)領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究團隊調(diào)查了東地中海船舶航行的潛在危險。他們觀察了異常涌浪,研究了異常涌浪是如何形成的,并分析了船只在強烈風(fēng)暴的洶涌水域航行時遇到異常涌浪的可能性。他們的發(fā)現(xiàn)揭示了地中海極端海浪的本質(zhì),并可能推動異常涌浪預(yù)測和極端天氣條件下的海上導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展。</p>
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<p>“想象一下,在海洋的一個點上,海浪來自多個方向,”費德勒說。“它們總是有可能相遇,以振幅堆積起來,形成一個巨大的波浪。這就是我們所說的流氓事件。”</p>
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<p>長期以來,目擊者(有時是游船上的旅行者)一直在地中海西部觀察到異常涌浪,眾所周知,異常涌浪會造成結(jié)構(gòu)破壞和生命損失。為了研究地中海東部的情況,F(xiàn)edele與以色列理工學(xué)院(Technion-Israel Institute of Technology)和位于以色列海法的CAMERI海岸與海洋工程研究所(Coastal and Marine Engineering Research Institute)的合作者合作。該團隊采用了時空波極值的新理論,并考慮了以色列海軍艦隊船只在2017年和2018年發(fā)生在地中海的兩場大風(fēng)暴的水域航行的假想場景。</p>
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<p>研究人員研究了觀察者在海面上某一點(如石油鉆井平臺)遇到異常涌浪的頻率。研究小組的統(tǒng)計分析表明,在兩次大風(fēng)暴中觀測到的最大波浪與災(zāi)難性的El Faro、Andrea和Draupner異常涌浪具有相似的特征,在這些異常涌浪中,波峰和波谷的不對稱是產(chǎn)生異常涌浪的主要因素。</p>
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<p>他們發(fā)現(xiàn),由于地中海東部盆地的特征是來自四面八方的波浪,異常涌浪不會“竊取”鄰近波浪的能量,也不會以其為代價增長。這種效應(yīng)被稱為調(diào)制不穩(wěn)定性,過去曾被用來理解異常涌浪。但是,根據(jù)費德勒的說法,只有當(dāng)波浪沿同一方向傳播時,比如通過一條很長的航道時,它才有意義,因此在現(xiàn)實的海洋中并不適用。</p>
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<p>該團隊對最強烈的海況進行的新穎時空分析,也證明了在分析的風(fēng)暴的洶涌水域中航行的各種大小和巡航速度的船只,有能力預(yù)測潛在的流氓危險。</p>
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<p>費德勒說,沖浪者可以為海浪的時空效應(yīng)提供一個有用的類比。</p>
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<p>他說:“我們知道,沖浪者不會在同一個地方等上一整天,希望一個大浪會到來。”“它們在一個區(qū)域游泳,以增加遇到巨浪的機會,而且它們總能找到巨浪。同樣,在波浪中航行的船只在航行過程中會遇到更多海浪,遇到異常涌浪的可能性比石油鉆井平臺要高。”</p>
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<p>該團隊對時空波的新穎分析還可以預(yù)測船舶航行中潛在的流氓危險。費德勒模型的一個版本已經(jīng)被美國國家海洋和大氣管理局用于“海浪觀察III”(WAVEWATCH III),這是一個國家波浪預(yù)報模型。據(jù)Fedele說,這樣的模型可以擴展到考慮船舶運動和流氓危害,并有可能使航運公司、海事工業(yè)和沿海社區(qū)受益。</p>
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<p>引用本文:Knobler, S., Liberzon, D. & Fedele, F.東地中海的大浪和航行危險??茖W(xué)通報12,16511(2022)。</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p>
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