Возникают ниоткуда и исчезают бесследно
Европейский геофизический союз — это некоммерческое междисциплинарное научное общество, объединяющее профессионалов в области наук о Земле, планетологии и смежных научных дисциплин. Он образован в 2002 г. в результате слияния Европейского геофизического общества (European Geophysical Society) и Европейского союза наук о Земле (European Union of Geosciences). Устраивает ежегодную ассамблею с привлечением порядка 15 тыс. ученых. В работе ассамблеи Екатерина Диденкулова участвует уже несколько лет, и в конкурсе на премию для молодых ученых отделения «Нелинейные процессы в геофизике» Европейского геофизического союза она представила результаты своей научной работы по теории «волн-убийц».
— Волны-убийцы — это аномально большие волны в океанах и морях, — рассказывает Екатерина. — Они появляются внезапно на поверхности океана, разрушают или повреждают все на своем пути — морские суда и различные сооружения, платформы для добычи нефти и газа — и мгновенно и бесследно исчезают. Высота такой волны может достигать более 30 метров как многоэтажный дом или гора. Еще совсем недавно подобные явления было принято относить к области фантастики: известно множество легенд и рассказов мореходов о гигантских волнах. Изучать волны-убийцы начали только в 90-е годы ХХ века, когда появились специальные технические средства. Так, 1 января 1995 в Северном море на платформе Droupner была зафиксирована самая известная волна-убийца — «Новогодняя волна» высотой около 26 метров. Именно тогда были получены первые инструментальные данные, которые можно назвать шокирующими: ускорение такой волны равнялось ускорению лифта, который за 12 секунд поднялся на девятый этаж и спустился.
По словам Екатерины, до сих пор открыт вопрос прогнозирования: когда и где в очередной раз появится экстремальная волна. Она живет очень недолго (от десятков секунд до нескольких минут) и обладает необычайно большой амплитудой. Построение достоверной статистики экстремальных волн по данным только натурных измерений не представляется пока возможным, несмотря на то, что количество записей волн-убийц измеряется десятками тысяч. Причинами являются недостоверность измерений экстремальных волн из-за инструментальных погрешностей и статистическая неоднородность данных из-за различных условий измерений. Поэтому ученые обращаются к методам математического моделирования: если у них появится возможность максимально точно предсказать, где и когда появится очередная волна-убийца, то ущерб, который она причиняет, будет минимальным.
— Один из механизмов образования волн-убийц напрямую связан с явлением нелинейного взаимодействия волн, в том числе солитонов в солитонной турбулентности, — продолжает молодой ученый. — Иными словами, солитон («уединенная» волна solitary wave) — это волна, которая ведет себя больше как частица, а не как обычная волна. Для сравнения: если бросить камень в воду, то волны, которые при этом образуются, быстро затухают. А солитоны способны проходить большие расстояния без значительного изменения своей формы и энергии. Такие волны существуют в морях и океанах, в том числе на глубокой и мелкой воде океанических просторов. Если в системе много таких солитонов, то они при специфических условиях, накладываясь, могут образовывать волну-убийцу. Изучение процессов, связанных с солитонами и экстремальными волнами, важно не только для геофизики, но и для оптики, физики плазмы, астрофизики и даже экономики. В частности, волны-убийцы ответственны за разрушения в оптоволоконных кабелях, которые сейчас окутывают весь мир.
Изучение солитонов — только начало большой работы. Существует еще один класс волн, во многом схожих с солитонами, — волны-бризеры (дышашие волновые пакеты), имеющие более сложную структуру. Наблюдать их можно на записях внутренних волн в толще океанов. Мои научные планы связаны с изучением динамики бризеров, которые так же, как и солитоны, играют важную роль в проблеме волн-убийц.
Екатерине покоряются не только стихии гигантских волн и математического моделирования. Она получила степень бакалавра по французской лингвистике: после стажировки во Франции на третьем курсе НГТУ им. Р. Е. Алексеева поступила в Лингвистический университет им. Н. А. Добролюбова, чтобы выучить полюбившийся французский. Молодой ученый является автором множества научных работ и двух монографий, участником более 20-ти исследовательских проектов и грантов и лауреатом стипендий от фондов «Династия» (фонда поддержки и развития российской фундаментальной науки) и «Базис» (фонда развития теоретической физики и математики). Екатерина стала также победителем конкурса постдоков РФФИ, выделяемых молодым кандидатам наук для участия в проекте конкретного научно-исследовательского учреждения — в данном случае гранта на реализацию научного проекта в ВШЭ на три года. Кроме того, исследователь «волн-убийц» — активный путешественник и жизнелюб: принимает участие в с оревнованиях по сноуборду, любит танцевать и играть на музыкальных инструментах.
