20 метров ярости: океан показал силу, которой не видели десятилетиями

Океан снова удивил учёных: во время мощных штормов конца 2024 года спутники зафиксировали гигантские волны высотой почти 20 метров — примерно как Триумфальная арка в Париже. Это не просто впечатляющее зрелище: такие наблюдения помогают лучше понимать, как формируются и движутся штормы, и почему их энергия может достигать берегов, находящихся за тысячи километров.

Волны, которые идут впереди шторма

Когда ветер разгоняет море, волны становятся главным проводником его силы. Во время сильных штормов они могут не только бушевать в эпицентре, но и продолжать своё путешествие, превращаясь в длинные океанские зыби. Эти волны несут энергию далеко за пределы шторма — к побережьям, где сам ураган уже давно утих. Их амплитуда может быть меньше, но именно они вызывают разрушительные прибои и подмывы береговой линии.

Учёные отмечают, что по длине и периоду волны можно "прочитать" характер шторма. Так, если волна приходит каждые 20 секунд, это признак особенно мощного ветрового фронта. Именно такие данные помогают вычислить силу, протяжённость и направление распространения стихии.

Как спутники "видят" шторм

Чтобы понять, как формируются волны и как они теряют силу, исследовательская группа из Лаборатории физической и пространственной океанографии во Франции объединила два ключевых источника данных: измерения со спутника SWOT и многолетние записи проекта CCI Sea State, в который входят сведения, собранные с 1991 года. В этот набор вошли результаты с таких спутников, как SARAL, Jason-3, CryoSat, CFOSAT и европейские Copernicus Sentinel-3A/3B и Sentinel-6.

Наблюдения показали: штормы конца 2023-го и 2024-го годов стали одними из самых интенсивных за всю историю наблюдений. Особенно выделился шторм Эдди, пик которого пришёлся на 21 декабря 2024 года. Именно тогда SWOT зафиксировал рекордную высоту волны — почти 20 метров в открытом океане. Это крупнейшее значение, полученное из космоса.

Как волны пересекают планету

Учёные смогли проследить движение этой волны — от северной части Тихого океана через пролив Дрейка до тропиков Атлантики. Волна преодолела около 24 тысяч километров всего за две недели, неся энергию шторма на другой край Земли. Это открытие подтвердило: океанские волны могут служить "вестниками" стихии и предупреждать прибрежные районы задолго до её приближения.

Что показали новые расчёты

Полученные результаты были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences и впервые позволили напрямую проверить точность численных моделей волн в экстремальных условиях. Сравнение с данными проекта CCI Sea State показало удивительную точность спутниковых измерений — особенно при анализе периодов волн с помощью SWOT.

Главный вывод исследования: предыдущие модели переоценивали энергию длинных волн. На деле выяснилось, что большая часть разрушительной силы сосредоточена в пиковых, самых мощных волнах. То есть не каждая длинная зыбь несёт угрозу, но отдельные волны способны нанести серьёзный ущерб береговой инфраструктуре.

"Наш следующий шаг — связать полученные результаты с изменением климата. Мы проверим это с помощью моделирования. Теперь мы можем отслеживать тенденции интенсивности штормов с течением времени. Изменение климата может быть одним из факторов, но не единственным. Например, на побережье условия морского дна также формируют волны, и такие сильные штормы редки — примерно раз в десятилетие, — что затрудняет выявление тенденций", — сказал доктор Фабрис Ардуэн.

Ценность объединённых данных

Спутниковая система SWOT сочетает радиолокационную альтиметрию и широкополосную визуализацию, что позволяет точно измерять высоту, длину и направление волн. Эта технология способна фиксировать колебания от 3 сантиметров до волн длиной в 1,4 километра. Для сравнения: большинство традиционных спутников регистрируют только более короткие диапазоны. Благодаря этому исследователи получили полную картину распределения энергии по длинам волн.

Эти данные особенно важны для прибрежных районов, где волновая энергия влияет на разрушение берегов, порты, морские фермы и платформы. Современные прогнозы, основанные на спутниковых измерениях, помогают вовремя предупредить о повышении волновой активности и защитить суда, нефтяные платформы и навигационные маршруты.

Сравнение миссий наблюдения

Советы шаг за шагом: как использовать спутниковые данные

1. Отслеживайте состояние океана через открытые платформы Copernicus и ESA.

2. Используйте прогнозы уровня моря и волновой активности для навигации и морского строительства.

3. Интегрируйте данные SWOT в системы мониторинга для оценки риска прибрежных зон.

4. Прибрежным муниципалитетам стоит учитывать спутниковые прогнозы при проектировании дамб и портов.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: Использовать устаревшие модели волн.
  Последствие: Недооценка опасности и повреждения инфраструктуры.
  Альтернатива: Подключение к актуальным данным миссий SWOT и Sentinel-6.

• Ошибка: Игнорировать длинные волны, считая их безопасными.
  Последствие: Неожиданные разрушения береговой линии.
  Альтернатива: Анализ распределения энергии по длинам волн.

• Ошибка: Оценивать только ветер, а не структуру волн.
  Последствие: Ошибки при строительстве морских платформ.
  Альтернатива: Использовать спутниковые данные о направлении зыби и её периоде.

А что если…

Если тенденции к усилению штормов сохранятся, это приведёт к изменению динамики океанов и необходимости пересмотра стандартов морской безопасности. Более точное понимание поведения волн поможет проектировать устойчивые причалы, трубопроводы и морские фермы, способные выдерживать экстремальные нагрузки.

Плюсы и минусы спутниковых наблюдений

FAQ

Как спутники измеряют высоту волн?
С помощью радиолокационной альтиметрии, которая определяет разницу между поверхностью моря и уровнем спутника по отражённому сигналу.

Какие волны считаются опасными для судоходства?
Опасными считаются волны выше 10 метров, особенно если они приходят с коротким интервалом.

Сколько стоит одна спутниковая миссия?
По оценкам ЕКА, миссия типа SWOT обходится примерно в 1,2 миллиарда евро с учётом разработки и запуска.

Что лучше: спутниковые или буевые наблюдения?
Лучший результат даёт комбинация: спутники обеспечивают охват, а буи дают локальные уточнения.

Мифы и правда

• Миф: Длинные волны несут основную энергию шторма.
  Правда: Исследования показали, что основная энергия сосредоточена в пиковых волнах.

• Миф: Высокие волны формируются только у побережья.
  Правда: Рекордные волны рождаются в открытом океане, где ветер имеет больше простора.

• Миф: Спутники видят только поверхность моря.
  Правда: Современные сенсоры анализируют и структуру подповерхностных течений.

Исторический контекст

• 2014: шторм "Геркулес" породил волны высотой до 23 метров, которые обрушились на побережья Ирландии и Марокко.

• 2020: запуск Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich, начавший новую эпоху мониторинга океанов.

• 2024: SWOT фиксирует рекордную волну и подтверждает эффективность объединённого анализа миссий.

3 интересных факта

1. Волна, прошедшая через пролив Дрейка, двигалась со скоростью более 800 км в сутки.

2. Энергия одной 20-метровой волны эквивалентна мощности тысячи ветряков.

3. На основе данных SWOT создаются обучающие модели для прогнозов цунами.