Марк Медовник - Жидкости

Верхушка волны называется гребнем, а нижняя часть — долиной. Говоря о величине волны, мы имеем в виду расстояние между тем и другим. Если размер волны меньше глубины озера, в котором она распространяется, она движется свободно. Но как только она доходит до мелких прибрежных вод, ее долина начинает взаимодействовать с дном озера, что вызывает дополнительное трение. Оно замедляет подошву волны и обрушивает ее, заставляя набегать на берег.

В океане шириной несколько тысяч километров начальной ряби хватает времени и пространства, чтобы вырасти до высоты в несколько метров. Ветер, дующий над поверхностью океана со скоростью 20 км/ч на протяжении двух часов, может поднять волну высотой 30 см. Ветер со скоростью 50 км/ч, дующий сутки, может поднять волну до 4 м. А штормовой ветер на протяжении трех или четырех суток со скоростью 75 км/ч поднимает в океане восьмиметровые волны. Самая большая волна такого рода, зарегистрированная во время тайфуна у берегов Тайваня в 2007 г., была высотой 32 м.

Волны, возникшие во время шторма, не останавливаются после его окончания. Как гребешки ряби на пруду, они движутся по океану — и тогда значение приобретает длина волны. Под ней мы понимаем расстояние от гребня одной волны до гребня следующей. В штормовом океане трудно определить длину волны, волны там хаотично перемешаны и слабо различимы; бурное море выглядит как движущееся пятно бешеной воды, чем-то напоминающее гигантскую зыбь. Но когда шторм заканчивается, волны получают возможность двигаться своим путем, а поскольку все они имеют разные длины, скорости у них тоже разные. Поэтому они, пройдя по океану несколько сотен километров, распределяются в зависимости от скорости на несколько групп. В пределах каждой волны выравниваются между собой, чтобы бежать параллельно. Со временем каждая группа доходит до берега уже в упорядоченном правильном строю. Таким образом, шум прибоя на пляже — по существу, звук шторма, донесенный до нас из далекого далека. За этот чудесный гипнотический ритм мы можем благодарить премудрости океанской динамики.

Штормовые волны возникают по всему океану, поэтому немного удивительно, что они обычно подходят к земле перпендикулярно береговой линии. Ведь логично вроде бы предположить, что они должны подходить к суше под углом, определяемым прямой линией между точкой наблюдения и тем местом в океане, где они возникли. Но нет, волны для этого слишком хитры. По глубокой воде они движутся с постоянной скоростью, поскольку почти ничто не может их замедлить. Но по мере приближения к суше глубина уменьшается, долины волн начинают взаимодействовать с морским дном, замедляя их движение в этой части. А участки волны, еще не достигшие мелководья, сохраняют прежнюю скорость. В итоге волна разворачивается точно так же, как при торможении одного колеса автомобиль меняет направление. Приближаясь к суше, волны разворачиваются так, чтобы встать параллельно рельефу прибрежного дна, которое, как правило, уходит на глубину перпендикулярно береговой линии; так что волны в большинстве своем подходят к берегу с этого же направления.

Все серферы это знают. Как и о донных эффектах, поскольку именно они делают серфинг таким увлекательным. Представьте, что вы сидите на своей доске и смотрите в море. Вам очень хочется знать, где и когда волны начнут рушиться. Подходя к берегу, они замедляются, попадая на мелководье, но при этом их высота увеличивается. Это и есть донный эффект. Чем мельче вода, тем выше волна — пока ее крутизна не достигнет критического угла и она не потеряет стабильность. Она становится настолько крутой, что по ней можно скользить на доске, как на лыжах по горному склону.

Для серфинга необходимы чувство равновесия, точный расчет времени и знания о том, как ведут себя волны. Если вы хотите скользить вдоль волны, вам нужно, чтобы какая-то ее часть начала рушиться раньше, чем остальные. А значит, рельеф дна должен постепенно меняться вдоль береговой линии, поскольку момент обрушения волны определяется глубиной воды, по которой она движется. Вам также нужно знать местные приливы, которые меняют глубину у берега на протяжении суток в зависимости от гравитационных сил Луны и Солнца.

В общем, чтобы поймать волну, необходим шторм далеко в море, который породит волны достаточно большие, чтобы пересечь океан и дойти до берега с подходящим рельефом дна возле него. Вам нужно, чтобы эти волны подошли к берегу в определенный момент, когда они хорошо согласуются с приливом. Затем, если вы в этот момент находитесь на берегу в полной готовности — в гидрокостюме и с доской в руке, — у вас, может быть, получится поймать удачную волну на подходе к берегу. Тонкость расчета времени слияния всех этих событий делает серфинг особым спортом: он требует, чтобы человек всегда был «на одной волне» со штормами в море, солнцем, луной и водой, которую он хочет оседлать.

Даже если вы — не ценитель и не знаток волн, знать о донных эффектах полезно. Иногда это может спасти вам жизнь. Утром 26 декабря 2004 г. туристы на острове Пхукет в Таиланде, гуляя по пляжу, заметили нечто странное. Море быстро отступало, обнажая скалы, которые обычно под водой, и оставляя лодки в бухте лежащими на дне. Дети смотрели на это и удивлялись, и то же делали их родители, когда вдруг появилась большая волна; им показалось, что ничего подобного они прежде не видели. На самом деле, конечно, видели. Всё это были донные эффекты волны, просто громадной. Это оказалось цунами.

За несколько часов до этого в центре Индийского океана часть земной коры порвалась, вызвав тем самым землетрясение силой 9 баллов. Это очень серьезно по любым меркам. По разным оценкам, в его ходе высвободилось в десять тысяч раз больше энергии, чем при взрыве атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. Тем не менее оно не вызвало больших немедленных разрушений и жертв, поскольку произошло далеко в открытом море. Но землетрясение не только сдвинуло тектонические плиты коры — оно приподняло дно моря на несколько метров. Это, в свою очередь, потревожило приблизительно 30 кубических км воды. Это очень много: чтобы вместить ее всю, потребовалось бы десять миллионов олимпийских плавательных бассейнов. И так же, как резкое движение в ванне заставляет воду ходить взад и вперед и плескать на стенки, землетрясение привело все эти гигантские объемы воды в движение.

Волны есть волны, они разошлись по океану во всех направлениях. Если бы в момент зарождения цунами вы смотрели на океан сверху, из самолета, зрелище вас, скорее всего, не особенно встревожило бы. Волны разошлись на такое расстояние и на такой глубокой воде, что сверху можно было бы различить лишь небольшой бугорок. Но вас, может быть, все же встревожила бы скорость, с которой они перемещались. Благодаря силе землетрясения и огромному количеству энергии, высвободившемуся за короткий промежуток времени, они двигались со скоростью реактивного самолета, около 450–900 км/ч. При приближении к суше и мелкой воде Андаманского моря волны замедлились, а высота их выросла. Чем ближе к берегу они подходили, тем сильнее становился донный эффект. Поскольку длина этих волн составляла сотни метров, люди на пляже заметили поначалу только то, что вода отступает, как будто отсасывается в море. Если бы они распознали происходящее, у них было бы около минуты, чтобы убежать на более высокое место. Но, как это ни трагично, многие не поняли, что происходит, — в отличие от животных на побережье, которые, кажется, почуяли неладное и убежали. На тех, кто остался, обрушилась первая волна, высота которой у берега достигла 10 м.