防弱水的海浪怪物（流氓浪怪物波水墙）
防弱水的海浪怪物（流氓浪怪物波水墙）至于在规则波动的风浪海域中，突然无中生有的随机出现一个高出几倍的巨浪？这种情况，在我们的线性数学系统和物理学认知中，根本就不可能发生！近一百年来，海洋和气象学家以及船舶设计师，使用的是基于高斯函数的标准线性模型数学系统来计算和预测海浪的高度，简单来说就是浪高是与风力成正比的、风越大浪越高；并且，最大浪高是在平均浪高的基础上以规则方式变化，例如在波浪平均高度为12米的风暴区域中，该模型表明几乎不会有超过15米的海浪，而一个30米高的海浪虽然确实有产生的可能性，但这个概率小到几乎10000年才会发生一次，与碰到美人鱼的几率差不多。海浪的破坏力是巨大的。12米高波浪的破碎压力大约为每平方米6吨，现代大型船舶的设计通常能够承受15吨，但在水墙面前这两个数字完全不够看了，其破碎压力达到、甚至超过了每平方米100吨！！！那么，船舶的结构承受能力为什么设计在了这个级别呢？
这种怪物在发展多年的现代海洋风浪模型中根本就不会存在，所以长久以来一直都没有多少人相信这些恐怖故事，而真正遭遇到的船只和水手都已葬身大海、无法活着回来告诫世人，至于少数与死神擦肩而过的幸运儿战战兢兢、混乱夸张的描述这种灾难性现象时，通常被嘲笑为吓破了胆的懦夫。。。
究竟是什么东西呢？
这是在北大西洋拍摄到的一张照片，粗看起来好像也没什么大不了的？若仔细看，周围的正常波浪并不大，但中央却怪异突兀的耸立起了一个孤独的“巨浪”，这个刺头达到了周边海浪的几倍高度。
如果风暴中的海浪平均有10米高，那么就可能会产生出一个高达几十米、宽上百米的水墙，并且要比正常海浪陡峭得多。即使最现代化的大型船舶，在面对这样一堵近乎垂直的水墙时，也不太可能从其顶端越过，只能被动的撞上或从前一个波浪的峰顶滑落而令船头向下深深的扎进其底部，巨浪会重重的砸在甲板和船体上。
海浪的破坏力是巨大的。
12米高波浪的破碎压力大约为每平方米6吨，现代大型船舶的设计通常能够承受15吨，但在水墙面前这两个数字完全不够看了，其破碎压力达到、甚至超过了每平方米100吨！！！
那么，船舶的结构承受能力为什么设计在了这个级别呢？
近一百年来，海洋和气象学家以及船舶设计师，使用的是基于高斯函数的标准线性模型数学系统来计算和预测海浪的高度，简单来说就是浪高是与风力成正比的、风越大浪越高；并且，最大浪高是在平均浪高的基础上以规则方式变化，例如在波浪平均高度为12米的风暴区域中，该模型表明几乎不会有超过15米的海浪，而一个30米高的海浪虽然确实有产生的可能性，但这个概率小到几乎10000年才会发生一次，与碰到美人鱼的几率差不多。
至于在规则波动的风浪海域中，突然无中生有的随机出现一个高出几倍的巨浪？这种情况，在我们的线性数学系统和物理学认知中，根本就不可能发生！
海浪实际上并没有我们想象中或电影展现出来的那么夸张，在九级标准海况表中，六级巨浪4-6米高、对应7级风力，七级狂浪6-9米高、风力8-9级，八级狂涛9-14米高、风力10-17级，九级怒涛高14米以上、风力17级以上。
而浪高超过20米的暴涛，因为过于罕见、存在和遭遇的可能性都微乎其微，根本就不会成为正式的等级列入海况表。。。
在配置了先进的气象观测系统以及全球气象预报网络的支持下，船舶完全可以预先绕开过大的风暴，而高强度的现代化结构设计也几乎可以抗衡海况表中的最大海浪——怒涛了。
所以，我们经常能看到各种号称“永不沉没的”非常先进的超级巨轮。。。
例如，1978年沉没于北大西洋的慕尼黑号。
这是一艘261米长、4万5千吨、航速33公里、28名船员、拥有双层船壳和多个防水隔断仓的当时最先进的货轮，拉希型（Lighter aboard ship）载驳船式设计赋予了它优越的漂浮能力，被广泛认为是不会沉没的，并且能够对抗沉没时遭遇的12级飓风。但是，在发出求救信号之后慕尼黑号还是永远的消失了。。。
事后搜索发现了它的右舷救生艇，其固定销被强大的力量从前向后弯曲了，但救生艇是被悬挂在水线以上20米高度的，造成如此冲击结果的海浪必须大幅超过20米以上才行，但这种海浪在统计概率上被认为是几乎不可能存在的。就像绝大多数草草收场的船难调查一样，海事法院给出的结论是恶劣天气以某种方式造成的不寻常的事件，导致了慕尼黑号的沉没。
在上世纪90年代，几乎每个月都会失踪一艘超过200米以上的巨轮，小船更是不计其数，一些人推断有的船难可能与这种神秘而未知的巨浪有关，否则无法合理解释，但这种恐怖巨浪存在的可能性仍未得到多少重视，依然被认为是一种恐惧所导致的臆想。
实际上在1826年，一名法国海军上尉兼科学家就报告在印度洋观察到了33米高的巨浪、并且有三名同事作为见证人，但他却被一位著名科学家公开嘲笑了，在那个年代人们普遍认为不可能有超过9米的海浪。
这种集体忽视现象的原因其实并不那么令人惊讶，因为几个世纪以来，水手们一直都在讲述恐怖的巨浪，并且海浪的高度随着每一个传说的扩散都在不断变得更高，那些热衷谈论于此的老船长被认为是狂热的疯子。。。确凿的证据根本完全没有。
而事实上，真正看到过这些怪异海浪的人是极其罕见的，因为在20世纪的钢铁双壳船出现以前，凡是遭遇到的人都几乎不可能活着回来告诉别人，虽然确凿的证据不是没有，但能讲述的活人却几乎是没有的。
这一幕幕悲剧直到1995年才终于宣告结束了，曙光来自于挪威的一座采用新式设计的海上石油平台，它使用吸力沉箱而不是传统的桩基锚定在海床上，为了监测其稳定性，平台安装了大量先进仪器。
1月1日下午3点20分，在飓风刮起平均10.8米高波浪的恶劣海况中，所有传感器都记录到了一个以72.4公里时速撞击到平台的25.9米高的巨浪，其高度和陡度超过相邻海浪的两倍，它的所有特征均在任何已知的风浪模型之外！
这是第一个强有力的科学证据，终于引起了广泛性的重视，各个相关领域都展开了深入研究。2001年，欧空局使用两颗卫星连续监测三周，共发现了10个超过25米的巨浪，有的接近30米高。而就在这期间，两艘豪华游轮“不来梅和喀里多尼亚之星”在南大西洋都遭受到了近30米高巨浪的袭击；喀里多尼亚之星损坏了大部分导航和通信设备，一瘸一拐的回到了港口，而不来梅号则失去动力、危险的漂流了长达两个小时，直到机组人员使用备用电源重新启动了发动机才逃出生天。
这种怪异而恐怖的海浪被称为凶波（Rogue wave）、畸形波（Freak wave）或巨波（Giant wave），是一个异于寻常的超级大波。我觉得“流氓浪”虽然不好听无法在正式文本中使用，但却能充分体现出它那令人无奈的无赖属性。。。
在海洋学中，将其精确定义为超过有效波高两倍的波。有效波高是指在一个区域内的波浪群中，最大的三分之一波浪高度的平均值，也就是按统计学计算出来的实际波高，因为波浪起起伏伏高度都有所不同。而近期研究表明，可能存在着比平均海况高出5倍的“超级流氓浪”。
流氓浪是一种在开放海域中意外并且突然出现的孤立海浪，无法预测，会迅速消失于无形，在有效波高较大的风暴海域中危险性极大，而它发生的概率也可能要比预期的高出许多，澳大利亚国立大学的Akhmediev教授认为世界海洋中在任何时候都有大约10个流氓浪，另一些研究人员推测，海洋里每1万个波浪中约有3个会达到流氓状态，在湖泊中也可能会出现。当然，小型流氓浪没有什么危险，要是能看到这种现象还挺有意思的。
万物相通，既然是波的一种现象，那么自然界中就可能无处不在，最近在非线性光学、微波腔和液氦中都发现了这种现象。然而遗憾的是，目前并没有非常合适的数学模型来描述它，最为贴近的就是应用于量子力学的非线性的薛定谔波动方程了。
对于流氓浪形成的原因，现在尚无法得出明确的结论，这种现象过于怪异难以理解，主要有以下几种论证。
1、能量聚焦
这是一种非线性效应，波的调制具有不稳定性，也就是说当波浪变得不稳定时，可能会在某一时刻发生特别强烈的波浪能量汇聚，中心波从相邻的波中吸收能量达到异常增长。
2、波浪叠加
虽然初始波浪可能以恒定的频率和波长形成，但因为风力大小的变化等混乱因素，波长和传播速度都会发生改变，长波传播得更快会追上短波，当两个不同的波峰恰好叠加在一起时，就会形成一个大波。
另外，强大的波浪能够在海洋上传播数千公里，远远超越导致其产生的风暴范围，当一个区域中有来自不同方向的波浪“撞”在一起时，这种交汇作用也会产生叠加效应。
3、洋流作用
当波浪的传播方向与强大的洋流相反时，洋流会压缩波浪导致波长变短、波高增加，就可能会在迎面而来的一个波列中堆积出一个流氓浪。例如流经南非的阿古拉斯洋流向西南方向流动，而风却主要是向东吹，每年都会有三四艘从中东航向欧美的油轮在这个区域因巨浪袭击严重受损、甚至发生沉没事件。
确切的形成机制没有研究清楚之前，想要预测流氓浪的发生几乎是不可能的，但它又是真实存在的一个巨大风险因素，这就对船舶的设计标准提出了严峻的考验。但在短期之内，大幅提高船舶的结构强度在技术上就很困难，更不用说为了应对出现概率极低的流氓浪而改造远洋船舶的经济因素了，这是一个难以解决的矛盾的现实问题。
军舰所面对的压力可能更小一些，例如美国海军的设计标准是应对最大21.4米的巨浪，并且建造标准更高、气象及支持系统更为发达。无论船有多么大，在大海上也无异于一叶孤舟。
流氓浪令人感到恐惧，然而还有更加可怕的存在，那就是它的反面——海洞。
有波峰就有波谷，在理论上流氓波孔应当是存在的，只是几乎不可能被直接观察到，因为它在海平面以下，若是近距离看到了非常大的几乎不可避免的会滑落进去，较小的又很难分辨出到底是浪高还是谷深。上图只是用漩涡示意一下，如果真的一下就掉到了突然出现的几十米深的海洞中，这种恐惧远比大浪要恐怖得多，瞬间就会被吞没了。。。
对海洋的向往，对巨浪的痴迷，令人类创作出了许多海洋艺术作品，但只有身临其境才能感受到在自然力量面前，人类与其创造出来的庞大钢铁机器都是如此的渺小、脆弱。
但与此同时，使用石器时代技术、完全采用植物原材料制作而成的原始远洋帆船，就敢于向未知扬帆起航、数千年间扩散到整个海洋中的非凡勇气又是如此令人叹服！
这种勇于探索的冒险精神，将继续鼓舞着人类在未来向宇宙深处远征～～
来源：人类旅程
编辑：Shiny
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