南大洋探险揭示风是主要原因

墨尔本大学对南极洲最南端水域的考察发现，风驱动了巨大的巨浪的形成，而且这些不可预测的波浪发生的频率比科学家之前想象的要高，这为未来的巨浪预测模型提供了关键信息。

狂暴波浪是比附近波浪高得多的单一波浪，可能会损坏船舶或沿海基础设施。海浪是地球上最强大的自然力量之一，全球趋势表明，由于气候变化，海风将变得更加强劲，海浪可能会变得更加强大。

在最近发表在《物理评论快报》上的一项研究中，亚历山德罗·托弗里教授领导的研究小组发现，强大的风力和不可预测的波形模式会产生异常波，证实了以前仅在实验室实验中证明的想法。

托弗里教授表示，“异常波浪非常巨大，是邻近波浪的两倍，而且似乎不知从何而来。”

研究小组利用最先进的技术，开始对地球上最不稳定的海洋领域之一进行探险，部署了一种对海浪进行三维成像的新技术。 2017 年南极探险期间，他们在南非 SA Agulhas II 号破冰船上操作立体摄像机，捕捉到了这一偏远地区海浪行为的罕见见解。

他们的方法通过连续成像模仿人类视觉，使团队能够在三个维度上重建波浪状的海洋表面，从而为海浪的动态提供前所未有的清晰度。

对异常波浪的首次科学测量是 1995 年在北海记录的 25.6 米德劳普纳波浪。21 世纪已报告了 16 起疑似异常波浪事件。

托弗里教授说：“南极洲波涛汹涌的大海和狂风可能会导致巨浪‘自我放大’，从而导致科学家多年来推测的异常波浪频率，但尚未在海洋中得到验证。”

研究小组利用数值和实验室研究表明风在异常波浪形成中的作用，并通过观察在实际海洋环境中验证了这些理论。

“我们的观察现在表明，在波浪的‘年轻’阶段，即波浪对风反应最敏感的阶段，就会出现带有异常波浪的独特海洋条件。这表明风参数是缺失的一环，”托弗里教授说。

“风造成了一种混乱的局面，不同维度和方向的波浪共存。风使年轻的波浪变得更高、更长、更快。在这种自我放大过程中，波浪的增长不成比例，而牺牲了邻近的波浪。

“我们发现年轻的波浪表现出自我放大的迹象，并且更有可能因为风而变得异常。我们每六个小时记录一次波浪强度是邻居的两倍，”托弗里教授说。

“这反映了实验室模型：理论上，海洋条件更容易自我放大，产生更多的狂浪。相比之下，我们在不受风影响的成熟海洋中没有检测到异常波浪。

托弗里教授强调了将风动力学融入到异常波浪预测的预测模型中的至关重要性。

“这表明，在开发预测异常波浪的工具时，科学家需要充分考虑风的因素。”