Девятый ли ”девятый вал”?

”...Буря потопила корабль… На зыбком плоту, связанном из обломков оснастки, нашла прибежище горстка людей. Они во власти ветра и волн. Настало утро. Луч солнца, пробивший плотные тучи, словно ободряет попав­ших в беду. Свет скользит по волнам, пронизывает толщу воды и неожидан­но вспыхивает розовыми, зелёными, жёлтыми, фиолетовыми тонами.

А издалека уже надвигается самый страшный девятый вал”.

Так описывал искусствовед Роттерт всемирно известную картину И. Айвазовского ”Девятый вал”, находящуюся в Русском музее в Санкт-Петербурге. Художник изобразил девятый вал, вздымающийся над потерпевшими кораблекрушение и готовый обрушиться на них всей своей мощью.

Откуда же взялся этот общеизвестный термин? Во времена глубокой древности ”девять” считалось священным числом. Девятый вал пугал ещё древних мореплавателей, будто послан он им богами в наказание. Девятый вал поражал Гончарова в плавании на фрегате ”Паллада”. И не случайно народное поверье гласит, что девятая волна сильнее и опаснее других. Есть поговорка: ”Девятый вал добивает!”

А вот у древних греков самым большим и опасным считался третий, у римлян — десятый вал. Американцы считают самым грозным седьмой вал.

Существует ли девятый вал в полном смысле этого слова?

Наблюдения с берега за набегавшими волнами доказывали неожиданное возникновение одиночных высоких валов (больших по сравнению с предыдущими) или же ряд таких валов. Никакой правильной периодичности в этих максимальных валах (с большей амплитудой) подметить никому не удалось. Максимальными являлись и третьи, и пятые, и седьмые, и двенадцатые, то есть какие угодно.

Первые отечественные наблюдения за волнами были произведены и систематизированы известными мореплавателями И. Крузенштерном и Ю. Лисянским во время кругосветного плавания на кораблях ”Нева” и ”Надежда” в 1803—1806 годах. В 1853 году значительный вклад в дело изучения волн внёс известный изобретатель самолета А. Можайский. За рубежом в 60-х годах XIX века были опубликованы труды английских учёных В. Фруда и В. Ранкина по некоторым разделам теории волн и качки. Наиболее выдающимся капитальным трудом по теории качки и волнообразований оказались работы академика А. Крылова, который явля­ется фактическим создателем этой теории.

Вопросами изучения волн занимался и советский академик В. Шулейкин, являвшийся заведующим гидрофизической лабораторией Академии наук СССР и заведующим кафедрой физики МГУ. Он написал труды по теории взаимодействия Мирового океана, теории ветровых волн, тропических ураганов. В ”Очерках по физике моря” академик В. Шулейкин отметил, что ”самой большой волной может быть и четвёртая, и седьмая, и десятая, и двенадцатая. Никакой закономерно­сти и определённой периодичности в её образовании нет, и самой большой волной может быть любая”.

Ряд учёных XX века, усомнившись в самом существовании пресловутого ”девятого вала”, вообще вычеркнули его из морской терминологии, что оказалось преждевременным. Учёными отдела морской гидравлики Союзморниипроекта на основе применения спектрального анализа вскрыты новые закономерности морского волнения. Оказалось, что у световых и морских волн одна общая природа и метод разложения световых волн по принципу ряда Фурье применим также и к морским. Было установлено, что под воздействием устойчивых штормо­вых ветров одновременно с появлением малых волн возникают и крупные, скорость которых близка или равна скорости действующего ветра, т. е. существуют две системы образования волн.

Тем самым была опровергнута ранее бытовавшая версия о том, что возникающие первоначально небольшие волны постепенно растут и превра­щаются в крупные.

Эта система образования волн получила название резонансной, так как связана с резонансом ветра и волн, получающимся при совпадении их частот. Наибольшие валы (четвёртые, восьмые, десятые и т. д.) возникают в результате сложения двух систем образования волн (крупных и малых), что порождает явление, называемое в физике биением, при котором большие колебания (а волны, как известно, и есть распространение колебаний) сменяются малыми.

Таким образом, ”девятый вал” образуется в результате сложения (интерференции) длинных и коротких волн. Длинные волны, догоняя короткие, создают среди сильного волнения участки сравнительно спокойного моря и, наоборот, очень высокие одиночные волны. Причем возникновение ”девятых валов” происходит без какой-либо периодичности.

По поверхности морей и океанов движутся волны, размеры которых зависят от скорости и силы ветра. Для перевода определяемой по анемометру скорости ветра в соответствующую силу ветра пользуются так называемой шкалой Бофорта, которая является условной шкалой для оценки силы ветра в баллах. Шкала была разработана английским адмиралом Ф. Бофортом в 1806 г. и сначала применялась лишь им самим. В 1874 году Постоянный комитет Первого метеорологического конгресса принял шкалу Бофорта для использования в международной синоптической практике. В последующие годы шкала менялась и уточнялась. В 1963 г. Всемирной метеорологической организацией принята шкала Бофорта, которой пользуются в судовождении в настоящее время. В современном усовершенствованном виде она называется шкалой силы ветра. Каждый балл шкалы когда-то соответствовал площади парусов, которые могло нести парусное судно при ветре различной силы — от мёртвого штиля (0 баллов) до урагана (12 баллов). Наибольшей силе ветра 12 баллов (скорость ветра 25,2—29,0 м/с и более) соответствует наибольшее волнение моря — 9 баллов. Очевидно, старые ”морские волки”, возвратясь из даль­них плаваний, рассказывали о страшных бурях, когда волнение моря достигало 9 баллов. Преломленное в народных пересказах непонятное слово ”балл” постепенно превращалось в более доступное для понимания слово ”вал”.

В разных бассейнах Мирового океана величины максимальных ветровых волн различны. В Чёрном и Каспийском морях длина волны (расстояние между соседними гребнями или подошвами волн) достигает 60 м, высота (расстояние по вертикали от подошвы до гребня) — 6-7 м; в Северном море — длина до 150 м, высота 8-9 м; в Средиземном море — длина до 250 м, высота до 9 м; в Японском море — длина до 100 м, высота до 6 м.

При сильных штормах в океане нередко встречаются волны длиной 450-500 м и высотой 12-15 м. Такие волны при ударе создают давление от 3 до 30 тысяч кг/м'. Приблизительно один раз в 2-3 года в океанах встречаются волны высотой 17-20 м. В среднем ежегодно в Мировом океане бывает от 5 до 15 тропических циклонов. При ураганном ветре (со скоростью более 29 м/с) в океанах высота отдельных волн измеряется десятками, а длина сотнями метров (до 800 м и более).

При зыби могут образовываться волны очень большой длины. В Северной Атлантике была отмечена зыбь длиной 824 м с периодом 23 с и скоростью свыше 70 узлов.

Советский ученый Г. Ржеплинский 2 августа 1956 г. на дизель-электроходе ”Обь” в Индийском океане зарегистрировал волну высотой 24,9 м. Рекордная скорость ветра 416 км/ч зафиксирована в США (Нью-Хэмпшир) 12 апреля 1934 г. В 1972 г. в Тихом океане была отмечена волна высотой 25,5 м при скорости ветра 138 км/ч.

Волны-цунами могут двигаться с огромной скоростью (до 1000 км/ч). В открытом океане они имеют высоту всего около 1 м, но, достигая берегов, возрастают до 20-30 м. Самая высокая сейсмическая волна-цунами поднялась у Юго-Западного побережья Аляски во время землетрясения 28 марта 1964 г. Высота волн достигала 66 м, а скорость передвижения — 585 км/ч.

У Юго-Восточного побережья Африки между портами Порт-Элизабет и Дурбан возникают ”волны-убийцы”, или ”кейпроллеры”, высотой 15—18 м и более с необычайно крутым подветренным склоном и глубокой впадиной. Во впадине волны, в которую судно как бы проваливается, на него обруши­вается гигантская масса воды. Такие же волны появляются вблизи стержня мыса Игольного и у мыса Святой Нос в Баренцевом море.

Теперь ”девятый вал” у многих вызывает недоверчивую улыбку и сарказм. Однако большие волны существуют, и природа их доказана.