巨浪|葛饰北斋画出了神奈川巨浪,但你知道他画的是流氓波吗?( 二 )
因为通过和船体大小的比较大致可以算出这个浪高达10-12米,然而结合与富士山的距离能得到的信息是它所处的位置还在海湾内,与海岸离得较远,海啸在这个地段尚无法激起如此高的浪。
这种10米以上的巨浪更有可能是被叫做“反常波”(freak wave)或“流氓波”(rogue wave)的物理现象。
2013年,《注释与记录》还刊登了另一篇讨论这副名画的文章《关于葛饰北斋的神奈川巨浪:定位、线性和来自亚南极水域的流氓波》,把它和一幅真实中拍到的巨浪(流氓波)做了比较,指出了它们在形态上的相似,一个重要特征是两者都存在几个大振幅的周围波。
流氓波是一种非线性波,而海啸波在宽阔的水域中其动力学行为都是遵循线性波的,只有到达距离岸边1/7个波长之处才会掺入非线性机制而骤然抬高,这也解释了上面提到的一点,即为何在海湾范围内海啸波不会如此巨大。
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这种超乎寻常的巨浪也会被叫做Draupner波,1995年1月1日,有人在挪威海岸附近的北海Draupner平台上发现过一条高度超过25米的海浪。
而在最近,来自英国、苏格兰和澳大利亚的一个国际研究小组利用爱丁堡大学的FloWave海洋能源研究中心的设施,居然在实验室中成功做出了神奈川巨浪。
首席作者、牛津大学工程科学系研究助理Mark McAllister表示,他们破解了“流氓波”的配方:只需要两个较小的波群以大约120度的角度相交,这样的话,波峰下的水平流体速度会被抵消,产生的波浪能变得更高而不会发生断裂。
这一发现将使科学家对反常波浪的理解“从单纯的民间传说转变为可信的现实世界现象”。
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通过在实验室中重现Draupner波,人们将进一步了解这种现象的潜在机制,研究小组希望这项工作能应用于日常,帮助海洋科学家们预测潜在的灾难性波浪。
倘若葛饰北斋泉下有知,也会对自己的作品能如此深入到事物的本质而开心不已吧。
References:
https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsnr.2007.0039
https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsnr.2012.0066
https://ucsdvis159.wordpress.com/2015/03/02/fractals-in-fine-art
M. L. McAllister, S.Draycott, T. A. A. Adcock, P. H. Taylor,Laboratory recreation of the Draupner wave and the role of breaking in crossing seas,Journal of Fluid Mechanics
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