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用数学和激光研究自然界的怪异现象疯狗浪

疯狗浪一种比正常波浪高出1倍的巨浪

疯狗浪又称异常巨浪,是一种比正常波浪高出1倍的巨浪。这种难以捉摸的波浪曾经被认为是神话中的现象,但在自然环境中,这种怪异的现象确实存在。

在哥伦布第三次航行到美洲期间,当他的船队航行在特立尼达岛南端附近时,遇到了一个比船的桅杆还高的怪异海浪。海浪将船只提升到最高点,然后再将它们跌落到一个巨大的海槽中。哥伦布后来将这条通道命名为“蛇口”,因为它的水势凶猛。

疯狗浪会突然冒出来,片刻后就会消散

疯狗浪会突然冒出来,片刻后就会消散。年元旦,位于挪威海岸外北海的德劳普纳波石油平台发现了一个25.6米高的海浪,比邻近海浪的高度高出一倍多。

疯狗浪的研究一直受到数据匮乏的困扰。

英国华威大学的物理学家托比亚斯·格拉夫克说:德劳普纳海浪是第一次用科学仪器真正观测到疯狗浪,之前都是人们在口述。但如果我们想了解更多关于这些海浪的信息,我们需要获得更多的数据。

波士顿大学的物理学家哈达斯·弗罗斯蒂格说:这是一种非常奇怪的现象,是突然出现的。疯狗浪非常强烈,它们经常会破坏试图测量它们的仪器。

由于收集真实的疯狗浪比较困难,即使是卫星可能也很难发现这些转瞬即逝、不可预测的波浪。研究人员大多在波池中研究疯狗浪流,推测可能产生这种海浪的原因。

疯狗浪可以通过两种机制产生

科学家认为,疯狗浪可以通过两种主要机制产生。在第一种情况下,不同波长的浪,在同一地点达到峰值,结合在一起形成一个巨大的浪。因为它们的每一个振幅简单地相加就形成了疯狗浪的最终高度,这被称为线性过程。相比之下,第二种机制是非线性的,与不同波长的波如何相互作用和交换能量有关。

疯狗浪可以是线性,也可以是非线性的,或者是两者的结合。

疯狗浪是涌浪的一种。涌浪是指由其它海区传来、或者当地风力迅速减小或风向改变后遗留下来的浪。涌浪又称长浪,通常是受强烈的低气压引起。波浪受气压影响,传播距离远,挟带的能量较大,传播速度较快。长浪在大海上不易察觉,往往到了岸边时,常在地形效应下,突然出现3到4米浪高,在风不大时,更容易让人失去戒心。

在与海浪主要行径方向相反的强烈大浪之处,为疯狗浪预测发生风险最高的地方。具体来说,容易发生疯狗浪的危险地点有:常见的海钓处、直立海岸的礁石、直立壁近海平台、海堤消波块、海底礁石多的海滩。

此外,疯狗浪也并不是海啸,疯狗浪属于时间与空间的局部事件,通常发生在海洋远处。而海啸是一种具有强大破坏力的海浪,它是当地震发生于海底,因震波的动力而引起海水剧烈的起伏,形成强大的波浪,向前推进,将沿海地带淹没的灾害。

格拉夫克和他的同事开发了一个基于数学概念的模型,称为孤子和瞬子。孤子是指场中的孤独激发,如单次、短脉冲的光;瞬子是解释随机过程存在的系统中罕见事件的数学装置。

而弗罗斯蒂格在则利用激光系统研究疯狗浪。利用光学系统,科学家们可以产生巨大的数据量,以衡量不同机制下疯狗浪产生的概率。他们观察到,如果波的形成受高斯统计学(俗称钟形曲线)支配,光学上的疯狗浪发生频率比预期的要高。

光学系统中的疯狗浪实验主要是


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