Кіріспе
Күтпегендей үлкен өткінші мұхит бетіндегі толқын – табиғи құбылыс.
the natural phenomenon
Жәбірленуші толқындар (сондай-ақ, ерекше толқындар, құбылмалы толқындар, эпизодтық толқындар, қауіпті толқындар, экстремалды толқындар және аномальды толқындар деп те аталады) – кемелерге және маяқтар сияқты оқшауланған құрылымдарға өте қауіпті болуы мүмкін, ерекше үлкен және болжауға болмайтын беткі толқындар. Олар цунамилерден ерекшеленеді, олар терең суларда көбінесе байқалмайды және жер сілкінісі сияқты басқа да құбылыстарға байланысты судың ығысуынан туындайды. Жағалаудағы жәбірленуші толқынды кейде "жасырын толқын" деп атайды. Океанографияда жәбірленуші толқындар биіктігі маңызды толқын биіктігінен екі еседен астам болған толқындар ретінде нақты анықталады (H немесе SWH), ол толқын жазбасындағы ең үлкен үштен бірінің орташа мәні ретінде беріледі. Жәбірленуші толқындардың бір ғана себебі жоқ, бірақ жоғары желдер мен күшті ағындар сияқты физикалық факторлар толқындардың бірігуіне және ерекше үлкен бір толқынның пайда болуына себеп болады. Басқа себептердің ішінде Перегрин солитоны сияқты сызықтық емес толқындарды және сызықтық емес Шредингер теңдеуі (NLS) бойынша модельделген толқындарды зерттеулер, модуляциялық тұрақсыздықтың "қалыпты" толқынның жақын маңдағы басқа толқындардан энергия тарта бастауына және қысқа мерзімге өте үлкен болуына себеп болатын ерекше теңіз жағдайын тудыратынын көрсетеді. Мұндай құбылыстар тек сумен ғана шектелмейді, сонымен қатар сұйық гелийде, сызықтық емес оптикада және микротолқынды қуыстарда зерттеледі. 2012 жылғы зерттеуде Перегрин солитонының қоршаған теңіздің биіктігінен шамамен үш есе жоғары биіктікке жететіні, сондай-ақ прогрессивті түрде үлкен болатын жоғары ретті толқындық шешімдердің иерархиясы болуы мүмкін екені көрсетілді және су толқыны резервуарында "супер жәбірленуші толқынның" (айналасындағы толқындардан шамамен бес есе жоғары) пайда болуына куә болды. 2012 жылғы зерттеуде мұхиттағы тесіктердің бар екендігі расталды, бұл жәбірленуші толқындардың керісінше, онда тесіктің тереңдігі толқынның биіктігінен екі еседен астам болуы мүмкін. Тесіктер су толқыны резервуарларын пайдалана отырып жүргізілген тәжірибелерде қайталанды, бірақ нақты әлемде расталмады. Олардың бар екені видео және фотосуреттер, спутниктік суреттер, мұхит бетіндегі радар, стерео толқынды бейнелеу жүйелері, теңіз түбіндегі қысым датчиктері және океанографиялық зерттеу кемелері арқылы расталды. "2004 жылы ғалымдар Еуропалық ғарыш агенттігінің спутниктерінен үш апталық радарлық суреттерді пайдаланып, әрқайсысы не одан да көп болатын он жәбірленуші толқынды анықтады". Жәбірленуші толқын – құрлық қозғалысынан туындамайтын, қысқа ғана уақытқа созылатын, шектеулі аумақта пайда болатын және көбінесе теңізде алыс жерде кездесетін табиғи мұхит құбылысы. Сондықтан цунамилер теңіздегі кеме қатынасына қауіп төндірмейді (мысалы, 2004 жылғы Азиядағы цунамиде жоғалған жалғыз кеме портта болған). Олар мегацунамилерден де ерекшеленеді, олар метеордың соққысы немесе жабық немесе шектеулі су алаптарындағы жер сілкінісі сияқты кенеттен соққыдан туындаған бірден-бір үлкен толқындар болып табылады. Олар сондай-ақ "жүз жылдық толқындар" деп сипатталатын толқындардан өзгеше, олар белгілі бір су алабында 100 жылда пайда болуы мүмкін ең жоғары толқынның таза статистикалық болжамы болып табылады. Жәбірленуші толқындар кейбір теңіз кемелерінің кенеттен жоғалуына себеп болатыны дәлелденді. Жақсы құжатталған мысалдардың бірі – 1978 жылы жоғалған MS München жүк кемесі. 2007 жылы АҚШ-тың Ұлттық мұхиттар және атмосфера басқармасы 50-ден астам тарихи оқиғалардың каталогын құрастырды, олар, мүмкін, жәбірленуші толқындармен байланысты.
Алғашқы есептер
1826 жылы француз ғалымы және әскери-теңіз офицері капитан Жюль Дюмон д'Урвилл Үнді мұхитында үш әріптесінің куәгерлігімен бірге зор толқындарды байқаған, бірақ оны әріптесі Франсуа Араго көпшілік алдында қынжырлап мазақ етті. Сол дәуірде, ешқандай толқын белгілі бір биіктіктен аспайды деген пікір кеңінен таралған еді. Автор Сьюзан Кейси жазғандай, осы сенімсіздіктің көп бөлігі, қарақшы толқындарды көріп, тірі қалған адамдардың өте аз болғандығынан туындады; 20 ғасырдың болаттан жасалған қос қабырғалы кемелері пайда болғанға дейін, "100 фут (30 метр) биіктіктегі қарақшы толқындарға тап болған адамдар көбінесе осы туралы айту үшін қайта оралмайтын".
1995 жылға дейінгі зерттеулер
Қалыпты емес толқындар көп жылдар бойы ғылыми тұрғыдан зерттелді (мысалы, Джон Скотт Расселлдің аударма толқыны, 1834 жылы солитон толқыны туралы зерттеу). Бірақ, бұл толқындар теңізшілердің алып, күтпеген толқындармен кездесу туралы әңгімелерімен түсіндірілмей келді, себебі соңғылары ғылыми тұрғыдан мүмкін емес деп есептелді. 19-шы ғасырдан бері океанографтар, метеорологтар, инженерлер және кеме құрылысшылары толқын биіктігін болжау үшін Гаусс функциясы (немесе Гаусс теңізі немесе стандартты сызықтық модель) деп аталатын статистикалық модельді пайдаланды. Олардың пікірінше, кез келген теңіздегі толқын биіктіктері маңызды толқын биіктігі (SWH) деп аталатын ең үлкен үштен бірінің орташа мәніне шамалы жақын орналасқан. SWH-і болған дауылды теңізде, модель бойынша, одан биік толқынның пайда болуы өте сирек. Бір толқынының пайда болуы мүмкін, бірақ ол 10 000 жылда бір рет ғана кездеседі. Бұл негізгі ұсыныс, шамаменділік екені ескерілсе де, қабылданды. Толқындарды модельдеу үшін Гаусс формасын қолдану соңғы 100 жыл бойында осы тақырыптағы барлық мәтіннің негізгі құралы болды. "Күтпеген толқындар" туралы алғашқы ғылыми мақаланы 1964 жылы профессор Лоренс Дрейпер жазды. Сол мақаласында ол 1960-шы жылдардың басында Ұлттық Океанография институтының толқын биіктігін тіркеу жұмыстарын және сол кездегі ең биік толқынның шамамен 67 фут (20 м) болғанын жазды. Дрейпер сондай-ақ, ерекше толқын шұңқырларын сипаттады. Дегенмен, тіпті 1990 жылдардың ортасында да, Пиридің Океанография туралы танымал оқулығында күтпеген немесе алып толқындар туралы ешқандай мәлімет болған жоқ. 1995 жылғы Драупнер толқынынан кейін де Гросстың Океанография туралы танымал оқулығы (1996) күтпеген толқындарды тек қысқаша атап өтті және "қолайсыз жағдайларда, күтпеген толқындар деп аталатын ерекше үлкен толқындар пайда болуы мүмкін" деп мәлімдеді, одан арғы ешқандай мәлімет бермеді.
1995 жылғы Драупнер толқыны
Драупнер толқыны (немесе Жаңа жылдық толқын) өлшеу құралдарымен тіркелген алғашқы "құбылмалы толқын" болды. Бұл толқын 1995 жылы Норвегияның оңтүстік ұшынан оңтүстік-батысқа қарай Солтүстік теңізде орналасқан газ құбырын қолдау кешені – Драупнер платформасының E блогында тіркелді. Басқа сенсорлар да осы мәліметті растады. Оқиға салдарынан платформаға ұсақ зақым келді. Аймақта SWH шамамен 2 км-ге жуық болғандықтан, Драупнер толқыны көрші толқындарынан екі есе биік және тік болды, оның сипаттамалары белгілі толқын моделінің шегінен шықты. Бұл толқын ғылыми қауымдастықтың үлкен қызығушылығын тудырды. Зерттеулердің кейбіреуі толқын биіктігінің таралуының Рейли таралымын жақсы ұстанатынын көрсетті. Дегенмен, ағын суларда жоғары энергиялы оқиғалар кезінде өте биік толқындар осы модельдің болжамынан сирек кездеседі. 2000 жылдың қараша айында Брест қаласында өткен Rogue Waves 2000 семинарында әлемнің жетекші зерттеушілері қатысты. 2000 жылы британдық RRS Discovery океанографиялық кемесі Шотландия жағалауындағы Роколл маңындағы толқынды тіркеді. Бұл жоғары сапалы құралдармен жабдықталған ғылыми зерттеу кемесі еді. Авторлар қазіргі заманғы толқын болжау модельдерінің жоғары биіктігі (Hs) бар толқындар үшін экстремалды теңіз жағдайларын айтарлықтай төмен бағалайтынын атап өтті. Оқиғаны талдау бірнеше жылға созылды және "барлық кемелер, мұнай платформалары, балық шаруашылығы және жолаушылар кемелері сенетін ақпараттың ешқайсысы осы алыптарды болжамаған" деген қорытындыға келді. Қысқасы, кездесетін толқындарды сипаттауға арналған ғылыми модель (және кемелерді жобалау әдісі) болған жоқ. Бұл жаңалық баспасөзде кеңінен жарияланды, онда "осы ауа райының ерекше жағдайларындағы барлық теориялық модельдерге сәйкес, мұндай көлемдегі толқындар болуы мүмкін емес еді" деп жазылған. 2004 жылы ESA MaxWave жобасы Оңтүстік Атлантиканың шектеулі аймағында үш апталық зерттеу кезеңінде 10-нан астам алып толқынды анықтады. ESA-ның ERS спутниктері осы "құбылмалы" толқындардың кең таралуын анықтауға көмектесті. 2007 жылы спутниктік радарлық зерттеулер арқылы толқын биіктігінің бұрынғы болжамдардан әлдеқайда жиі кездесетіні дәлелденді. Қазір әлемнің барлық мұхиттарында күн сайын көптеген "құбылмалы" толқындар пайда болады. "Құбылмалы" толқындар кең таралған құбылыс ретінде танылды. Австралия Ұлттық университетінің профессоры Ахмедиев әлем мұхиттарында кез келген сәтте 10 құбылмалы толқын болатынын мәлімдеді. Зерттеушілердің пікірінше, мұхиттардағы әр 10 000 толқынның шамамен үші құбылмалы деңгейге жетеді, бірақ кейбір жерлерде, мысалы, жағалаудың ойыстары мен өзен сағаларында бұл өте биік толқындар әр 1000 толқынның үшіне жете алады, себебі толқын энергиясы шоғырланады. Құбылмалы толқындар көлдерде де пайда болуы мүмкін. "Үш қарындас" деп аталатын құбылыс Көлінде үш үлкен толқынның қалыптасуымен байланысты. Екінші толқын бірінші толқыннан бұрын кеменің палубасына соқты. Үшінші толқын екі жинақталған суға қосылып, кенеттен кеме палубасын тонна сумен толтырады. Бұл құбылыс 1975 жылдың қараша айында Көлінде батып кеткенінің себептерінің бірі болып саналады. 2012 жылғы зерттеуде Перегрин солитонының қоршаған теңіздің шамамен 3 есе биіктігіне жететіні, сондай-ақ жоғары деңгейдегі толқындық шешімдердің иерархиясы да болуы мүмкін екені көрсетілді, олар бірте-бірте үлкен көлемде болуы мүмкін, және "супер құбылмалы" толқынның пайда болуы көрсетілді. Теңіз фольклорында құбылмалы тесіктер туралы әңгімелер құбылмалы толқындар туралы әңгімелермен бірдей жиі кездеседі. Олар теориялық талдаудан кейін пайда болды, бірақ тәжірибе жүзінде дәлелденген емес. "Құбылмалы толқын" ғалымдардың орташа жиіліктен артық кездесетін, Гаусс таралымындағы статистикалық оқиғаларды сипаттау үшін қолданатын әмбебап терминіне айналды. Құбылмалы толқындар барлық жерде кездеседі, олар тек мұхиттармен шектелмейді. Олар басқа жағдайларда да пайда болады және жақында сұйық гелийде, сызықтық емес оптикада және микротолқынды қуыстарда тіркелген. Теңіз зерттеушілері бұл толқындар теңіздің жел толқындары үшін әдеттегі модельдермен қарастырылмаған, белгілі бір теңіз толқынына жатады деп мойындайды. 2015 жылғы мақалада құбылмалы толқынның айналасындағы толқын мінез-құлқы, оның ішінде оптикалық және Драупнер толқыны зерттелді, және "құбылмалы оқиғалар ескертусіз пайда болмайды, көбінесе қысқа мерзімді реттілікпен алдын ала хабарланады" деген қорытындыға келді. 2019 жылы зерттеушілер Драупнер толқынына ұқсас сипаттамалары бар (тік және бұзылу) және пропорционалды түрде биік толқынды 120 градус бұрышпен кездесетін бірнеше толқындық жүйелерді пайдаланып жасауға қол жеткізді. Бұрынғы зерттеулер толқынның әртүрлі бағыттардан келген толқындардың өзара әрекеттесуінен туындағанын көрсеткен ("қайыспалы теңіздер"). Олардың зерттеуі толқынның бұзылу мінез-құлқының күтілгендей болмағанын көрсетті. Егер толқындар 60 градусқа дейінгі бұрышпен кездессе, онда толқынның үсті "сынып", жанына және төмен қарай ( "көлденең бұзу") бұралады. Бірақ 60 градустан жоғары бұрыштарда толқын тік бойымен бұзыла бастайды, әдетте толқын биіктігін азайтатын шыңды жасамайды, керісінше оны арттырады ("тік ағын"). Олар құбылмалы толқындардың тіктептігін осылай жасауға болатынын көрсетті. Соңында, олар лазер сияқты оптикалық құралдар толқынның үстіндегі шашыраудан шатасып, толқын биіктігінде шамамен белгісіздіктерге әкелуі мүмкін екенін байқады. Олар "толқынның бұзылуының басталуы мен түрі маңызды рөл атқарады және қайыспалы және қайыспас толқындар үшін айтарлықтай өзгеше болады. Ең бастысы, бұзу толқын биіктігін шектеуден тоқтамайды және тік ағынның пайда болуын қамтиды" деген қорытындыға келді.
Ең экстремалды толқын оқиғалары
2020 жылдың 17 қарашасында Амфитрит жағалауындағы Тынық мұхитында, Канаданың Британдық Колумбиясы, Ванкувер аралының Уклюэлет жағасында орналасқан, суға бекітілген буй, айналасындағы шамамен биіктігі бар толқындардың арасында жалғыз, аса биік толқынды тіркеді. Бұл толқын айналасындағы маңызды толқын биіктігінен 2,93 есе жоғары болды. Толқынның анықталуы 2022 жылдың ақпан айында жұртшылыққа жарияланғанда, Ucluelet оқиғасына қатысты ғылыми мақалалар дау тудырды. 2005 жылдан бері жалған толқындарға қатысты ғылыми зерттеулерді талдау, осы толқынның рекордтық сипаты мен сирек кездесуі туралы мәлімдемелердің дұрыс еместігін көрсетті. Dysthe, Krogstad және Muller-дің "Океандық жалған толқындар" атты мақаласында 2004 жылы Қара теңізде болған оқиға туралы айтылады. Бұл оқиға Ucluelet толқынынан әлдеқайда күшті болды, онда Datawell Waverider буйы мақалада көрсетілгендей, маңызды толқын биіктігінен 3,91 есе жоғары толқынды тіркеді. Тіркеуден кейін буйды мұқият тексеру кезінде ешқандай ақаулық анықталған жоқ. Қара теңіздегі оқиға туралы жазған авторлар толқынды "аномальды" деп бағалап, мұндай күшті толқынның қалай пайда болғаны туралы бірнеше теория ұсынды. Қара теңіздегі оқиғаның ерекшелігі – оны, Ucluelet толқыны сияқты, жоғары дәлдікті аспаппен тіркегендігінде. "Океандық жалған толқындар" мақаласында басқа дереккөзден алынған одан да күшті толқындар туралы хабарланған, бірақ олардың авторларының пікірінше, бұл деректер шамадан тыс бағаланған болуы мүмкін. Сонымен қатар, И. Николкина мен И. Диденкулованың мақаласы Ucluelet толқынынан да күшті толқындарды көрсетеді. Мақалада 2006 жылы маңызды толқын биіктігі бар теңізде 5,38 есе айырмашылығы бар толқын пайда болғаны айтылады. Бұл көрсеткіш Ucluelet толқынынан шамамен екі есе жоғары. Мақалада сондай-ақ "MV Pont Aven" оқиғасы Ucluelet оқиғасынан сәл күштірек екені де көрсетілген. Сондай-ақ, мақалада маңызды толқын биіктігі бар толқын туралы хабарламаға күмән тудырылған. Соңғысы ретінде, Крейг Б. Смиттің мақаласында бұрын-соңды тіркелмеген (бірақ жоғары дәлдікті аспаппен емес) ең күшті жалған толқын оқиғасы жарияланған. Оқиғада "тыныш теңізде" судың қабырғасы пайда болған. Мұндай "күшті" жалған толқындар сирек кездеседі, бірақ мұхиттағы кез келген кемеге қауіп төндіруі мүмкін.
The Ucluelet event generated controversy. Analysis of scientific papers dealing with rogue wave events since 2005 revealed the claims for the record setting nature and rarity of the wave to be incorrect. The paper Oceanic rogue waves by Dysthe, Krogstad and Muller reports on an event in the Black Sea in 2004 which was far more extreme than the Ucluelet wave, where the Datawell Waverider buoy reported a wave that was 3.91 times the significant wave height, as detailed in the paper. Thorough inspection of the buoy after the recording revealed no malfunction. The authors of the paper that reported the Black Sea event assessed the wave as "anomalous" and suggested several theories on how such an extreme wave may have arisen. What sets the Black Sea event apart is that it, like the Ucluelet wave, was recorded with a high precision instrument. The Oceanic rogue waves paper also reports even more extreme waves from a different source, but these were possibly overestimated, as assessed by the data's own authors. Furthermore, a paper by I. Nikolkina and I. Didenkulova also reveals waves more extreme than the Ucluelet wave. From the paper, they infer that in 2006 a wave appeared in a sea with a significant wave height of The factor difference is 5.38, almost twice that of the Ucluelet wave. The paper also reveals the MV Pont Aven incident as marginally more extreme than the Ucluelet event. The paper also assesses a report of an wave in a significant wave height of , but casts doubt on that claim. Finally, perhaps the most extreme rogue wave event ever recorded (but not by a high precision instrument), is revealed by Craig B. Smith's paper. The incident saw a wall of water arise in "calm seas." Such "extreme" rogue waves are rare but could pose a danger to any ship in the oceans.
Себептер
Себебі, "жұмбақ толқындар" құбылысы әлі де зерттеулер жүріп жатқандықтан, оның ең көп таралған себептерін немесе олардың әр жерде әртүрлі болатынын нақты айту әлі ерте. Алдын ала болжауға болатын ең жоғары тәуекел аймақтары – күшті ағым толқындардың бағытына қарсы жүретін жерлер; Африканың оңтүстік ұшына жақын Агульхас тоғысы маңындағы аймақ осындай аймақтардың бірі. Жылы Агульхас ағысы оңтүстік-батысқа қарай ағады, ал басым желдер батыстан соғады, бірақ бұл тезис анықталған барлық толқындардың пайда болуын түсіндірмейді, сондықтан жергілікті өзгерістермен бірнеше түрлі механизмдер болуы мүмкін. Адамгершілік толқындар үшін ұсынылатын механизмдер:
Дифракциялық шоғырландыру. Бұл гипотезаға сәйкес, жағалаудың немесе теңіз түбінің пішіні бірнеше кішкентай толқындарды фазада кездесуге бағыттайды. Олардың биіктіктері қосылып, адамгершілік толқынды құрайды. Ток арқылы шоғырландыру. Бір токтан келген толқындар қарсы токқа шағылысады. Бұл толқын ұзындығының қысқаруына әкеледі, нәтижесінде толқынның биіктігі артады (яғни толқынның өсуіне) және алда келе жатқан толқын топтары сығымдалып, адамгершілік толқынға айналады. 2011 жылы зертханалық су толқыны резервуарында NLS-ке сәйкес келетін шағын масштабтағы адамгершілік толқын (Peregrine soliton) жасалды. Толқын спектрінің қалыпты бөлігі. Кейбір зерттеулерде SWH-ден екі есе артық биіктігі бар көптеген толқындар "адамгершілік толқындар" деп жіктеледі, бірақ олар ерекше емес, жай ғана толқын биіктігінің сирек кездесетін, кездейсоқ үлгілері және статистикалық тұрғыдан 28 сағат сайын шамамен бір адамгершілік толқын пайда болуы күтіледі. Бұл "Адамгершілік толқындар: Типикалық популяцияның сирек іске асырылуы, әлде сирек популяцияның типикалық іске асырылуы?" деген сұрақ ретінде талқыланады. Бұл гипотезаға сәйкес, үлкен толқындармен кездесудің көптеген жағдайларын сызықтық толқын теориясымен (немесе оның әлсіз сызықтық емес өзгертулерімен) түсіндіруге болады, модуляциялық тұрақсыздық сияқты арнайы механизмдердің қажеті жоқ. Жақында жүргізілген зерттеулер миллиардтаған толқын өлшемдерін толқын буялары арқылы талдау көрсетті, толқын спектрінің шекті спектрлік ені ескерілгенде, мұхиттағы адамгершілік толқындардың пайда болу жиілігін сызықтық теориямен түсіндіруге болады. Дегенмен, әлсіз сызықтық емес динамика тіпті ең үлкен адамгершілік толқындарды (мысалы, маңызды толқын биіктігінен үш есе артық болатын, сызықтық теорияда өте сирек болатын) түсіндіре ала ма, әлі белгісіз. Бұл сондай-ақ, тек олардың салыстырмалы биіктігін пайдалану арқылы адамгершілік толқындарды анықтаудың практикалық мағынасы бар ма деген сынға алып келді. Жел толқындарының өзара әрекеттесуі. Желдің өзі адамгершілік толқынды жасауға шамасы келмейді, бірақ оның басқа механизмдермен үйлескен әсері адамгершілік толқын құбылысын толық түсіндіруге көмектеседі. Жел теңіз бетіне соққанда, энергия беріледі. Дауылдан соққан күшті желдер теңіз ағысының бағытына қарсы соққанда, күш адамгершілік толқындарды кездейсоқ түрде жасауға жеткілікті болуы мүмкін. Жел толқындарының пайда болуы мен өсуінің тұрақсыздық механизмдерінің теорияларын Филипс және Майлз ұсынған, бірақ олар адамгершілік толқындардың себептерін түсіндірмейді. NLS теңдеуінде көрінетін кеңістіктік-уақыттық шоғырландыру сызықтықсыздық алынғанда да пайда болуы мүмкін. Бұл жағдайда, шоғырландыру энергияны аудару процестеріне емес, әртүрлі толқындардың фазаға келуіне байланысты. Р.Г. Гиббс (2005) толық сызықтық емес модельді пайдалана отырып, адамгершілік толқындарды одан әрі талдау осы режимді күмәнге салады, өйткені әдеттегі толқын тобы төмендеу биіктігі есебінен судың елеулі қабырғасын құратын түрде шоғырланатыны көрсетілді. Адамгершілік толқын және одан бұрын және кейін көрінетін терең ойыс бірнеше минутқа ғана созылуы мүмкін, содан кейін бұзылып немесе қайтадан кішіреюі мүмкін. Бір-бірлігінен басқа, адамгершілік толқын бірнеше адамгершілік толқындардан тұратын толқын тобының бөлігі болуы мүмкін. Мұндай толқын топтары табиғатта байқалған.
Басқа медиа
UCLA зерттеушілері солитондық суперконтинуум туғызу шегіне жақын микроқұрылымды оптикалық талшықтарда айқын толқын құбылысын байқады және кез келген ортада айқын толқындарды жасау үшін қажетті бастапқы шарттарды анықтады. Оптика саласындағы зерттеулер, із қалдырмай пайда болып, жоғалатын толқындарды түсіндіруге мүмкіндік беретін Peregrine soliton деп аталатын сызықтық емес құрылымның маңызды рөлін көрсетті.
Есептелген кездескендер
Бұл кездесулердің көптегені тек бұқаралық ақпарат құралдарында жарияланады және ашық мұхиттағы шалқақ толқындардың мысалдары емес. Көбінесе, халық арасында қауіпті үлкен толқынды "шалқақ толқын" деп бей-жай айтады, бірақ хабарланған оқиғаның ғылыми мағынада шалқақ толқын екені дәлелденбеген – яғни, сол теңіз күйіндегі басқа толқындардан ерекше сипаттамаларымен және туындау ықтималдығы өте төмен екенімен ерекшеленеді. Бұл бөлімде есімдері белгілі оқиғалардың шектеулі тізімі ұсынылған.
19 ғасыр
Eagle Island маяғы (1861) – Су құрылыстың шығыс мұнарасының әйнегін сындырып, ішке су кірген, бұл толқынның қапастың үстінен асып, мұнараны басып кеткенін көрсетеді. Flannan аралдары маяғы (1900) – Үш маяк сақшысы дауылдан кейін із-жайсыз жоғалып кетті, нәтижесінде толқыннан зақымдалған құралдар теңіз деңгейінен жоғары жерде табылған.
21 ғасыр
АҚШ Әскери-теңіз зерттеулер зертханасының мұхит түбіндегі қысым сенсорлары 2004 жылы Мексика шығанағында «Иван» даулының салдарынан туған ерекше толқынды тіркеді. Толқынның ең жоғарғы нүктесі мен ең төменгі нүктесі арасындағы биіктігі шамамен биік болды, ал ұзындығы шамамен сондай болды. Олардың компьютерлік модельдері толқындардың дауылдың орталық бөлігінде одан да биік болуы мүмкін екенін көрсетті. «Алютиан Баллад» (Беринг теңізі, 2005) кемесінде түсірілген, 60 фут (18 метр) биіктіктегі толқын деп саналатын кадрлар «Deadliest Catch» телешоуының бір эпизодында көрсетілді. Түнде кемеге соққан толқын оны қиратты, кемені қысқа уақытқа бір жағына қарай бұрды. Бұл «жұмбақ толқын» болуы мүмкін бейнежазбалардың санатындағы сирек мысалдардың бірі. 2006 жылы АҚШ Әскери-теңіз институтының зерттеушілері іздеу-құтқару операциялары кезінде АҚШ жағалау күзетінің тікұшақтары сияқты төмен ұшатын ұшақтардың түсініксіз жоғалуына «жұмбақ толқындардың» себеп болуы мүмкін деген болжам жасады. «MS Louis Majesty» (Жер орталық теңізі, 2010 жылғы наурыз) Картахена мен Марсель қалалары арасындағы Жерорта теңізі круизі барысында Льон шығанағын кесіп өтетін кезде үш рет қуатты толқынға тап болды. Екінші және үшінші толқындар қонақ бөлмесінің терезесін қиратқанда, ұшып келген шыныдан екі жолаушы қаза тапты. Ескертусіз келген бұл толқындар оқиғаның болған уақытындағы теңіз толқындарына қарағанда едәуір биік болды. 2011 жылы «Sea Shepherd» ұйымына тиесілі «MV Brigitte Bardot» кемесі 2011 жылдың 28 желтоқсанында Австралияның батыс жағалауында жапондық кит аулау флотын қуалау кезінде 11 метр (36,1 фут) биіктіктегі «жұмбақ толқыннан» зардап шекті. «MV Brigitte Bardot» кемесі «SSCS» флотының бас флагманы «MV Steve Irwin» кемесімен бірге Фримантел портына эскортталды. Кеменің негізгі корпусы жарылып, сол жақ понтоны белбеулермен бірге ұсталып тұрды. Кеме 2012 жылдың 5 қаңтарында Фримантел портына жетті. Екі кеменің де 5 теңіз милі (9 км) қашықтықта «ICR» қауіпсіздік кемесі «MV Shōnan Maru 2» артынан ерді. 2019 жылы «Дориан» даулының қалдықтары Ньюфаундленд жағалауында 30 метрлік «жұмбақ толқынды» тудырды. 2022 жылы «Viking Polaris» круиздік кемесі Аргентинаның Ушуая қаласына бағыт алғанда «жұмбақ толқынға» тап болды. Осы оқиғада бір адам қаза тауып, төрт адам жарақат алды, сонымен қатар кеменің Антарктидаға бару жоспары тоқтатылды.
Кемелерге әсер ететін толқындардың санын анықтау
1978 жылы радиостанциясының жоғалуы «Желкен» радиостанциясының бар екендігіне алғашқы физикалық дәлел болды. «Мюнхен» – су өткізбейтін көп бөлімді және тәжірибелі экипажбен жабдықталған, заманауи жүк кемесі болатын. Кеме барлық экипажымен бірге жоғалып кетті, ал оның қалдықтары ешқашан табылған жоқ. Бір ғана дәлел табылды – кейіннен судағы қалдықтардың арасынан табылған оң жақтанғы құтқару шалпасы. Құтқару шалпалары су сызығының үстінде алдыңғы және артқы тіректе ілінген. Тіректер алдыңғы жағынан артқы жағына қарай бүгілген, бұл төмен ілінген құтқару шалпасына кеменің басынан қауырсынына дейін соққан толқын тигенін және осы толқын шалпаны кемеден жұлып алғанын көрсетеді. Мұндай күшті толқынның биіктігі зерттеу кезінде «аса қауіпті толқындардың» болуы екіталай деп саналды. Осы себепті, теңіз сотының тергеуі ауа райының нашарлауы «көзге түспейтін жағдайды» тудырып, «Мюнхеннің» батуына себеп болды деген қорытындыға келді. 1980 жылы «MV Derbyshire» кемесі Жапонияның оңтүстігінде «Орхидея» тайфуны кезінде барлық экипажымен бірге жоғалып кетті. «Дербишир» – 1976 жылы салынған, кенді-майлы тасымалдаушы кеме. 91 655 тонналық қабатты тіркеу салмағымен, ол теңізде жоғалған ең ірі британдық кеме болып табылады және қазірге дейін солай болып келеді. Кеменің қалдықтары 1994 жылдың маусым айында табылған. Зерттеу тобы апатты суретке түсіру үшін қашықтан басқарылатын аппаратты пайдаланды. 1998 жылы жарияланған жеке есеп британ үкіметін кеменің батуына қатысты ресми тергеуді қайта ашуға итермеледі. Тергеуге Вудс-Холл океанографиялық институтының жүргізген толыққанды зерттеуі кірді, оның барысында екі рет суретке түсіріліп, 135 774 сурет алынды. Сот-медициналық сараптама кеменің құрылымдық зақымдану салдарынан батқанын көрсетті және экипаждың жауапкершілігінен босатты. Ең маңыздысы, есеп кеменің құрылымдық ақаулығына әкелген оқиғалардың толық тізбегін анықтады. Кейіннен Глазго университетінің теңіз архитектурасы және мұхит инженериясы профессоры Дуглас Фолкнер үшінші толық талдау жасады. Оның 2001 жылғы есебі «Дербиширдің» жоғалуын аномалды толқындар туралы жаңа ғылыммен байланыстырды, соның нәтижесінде «Дербишир» шамасыз толқынның салдарынан жойылды деген қорытындыға келді. 2007 жылы теңізші және автор Крейг Б. Смит Фолкнердің 1998 жылғы сот-медициналық жұмысын растады және «Дербиширдің» шамамен «статикалық бас» қысымына ұшырағанын анықтады. Осымен бірге, палубадағы жүк люктері кемеге соққан толқыннан зардап шеккен кемедегі негізгі зақымдану ошағы екендігі анықталды. Люктердің конструкциясы тек судың статикалық қысымын ғана қабылдауға есептелген, ол немесе , яғни тайфунның люктерге түскен жүктемесі конструкциялық жүктемеден 10 еседен астам болды. «Дербишир» кемесінің апатының сот-медициналық құрылымдық талдауы қазіргі таңда күмәнсіз деп есептеледі. Смит 500 тонна/м2 дейін немесе одан да жоғары гидродинамикалық қысымның пайда болуы мүмкін жағдайларды құжаттады.
Құрылыс стандарттары
1997 жылдың қарашасында Халықаралық теңіз ұйымы құйма жүк тасымалдағыш кемелердің өмір сүру қабілеті және құрылымдық талаптарын қамтитын жаңа ережелерді қабылдады. Кеменің қабырғасы және қос түбі кеме жүктілігі шектелмеген жағдайда бірінші бөлімде су басудан аман қалуға жеткілікті берік болуы тиіс. Қирағы толқындар бірнеше себеппен елеулі қауіп төндіреді: олар сирек кездеседі, болжау қиын, кенеттен немесе ескертусіз пайда болуы мүмкін және зор күшпен соқтығысуы мүмкін. Әдеттегі «сызықтық» модельдегі толқынның сындыру күші болады. Қазіргі заманғы кемелер (әдетте) 15 т/м² сындыру күшіне төзімділікпен жобаланады, бірақ қирағы толқын бұл көрсеткішті 100 т/м²-ден асып түсетін сындыру күшімен оңай басып кетеді. Норвегиялық офшорлық стандарттар қазіргі таңда экстремалды қауіпті толқын жағдайларын ескереді және 10 000 жылдық толқын кеменің тұтастығына қауіп келтірмейді деп талап етеді. Мысалы, DNV GL – әлемдегі ірі халықаралық сертификаттау органдарының және классификациялық қоғамдардың бірі, техникалық бағалау, кеңес беру және тәуекелдерді басқару саласындағы маманы, өздерінің Құрылымдық Жобалау Жүктемелерінің принциптерін жариялайды, олар негізінен Маңызды Толқын Биіктігіне негізделген. 2016 жылғы қаңтар айының мәліметтері бойынша, қирағы толқындарды ескеруге қатысты ешқандай түзетулер енгізілмеген. АҚШ Әскери-теңіз күштері бұрын кездесетін ең үлкен толқынды деп есептеген. Смит 2007 жылы Әскери-теңіз күштері қазір үлкен толқындардың пайда болу мүмкіндігін мойындайтынын және тік толқындардың (яғни, ұзын толқын ұзындығы жоқ) болуы мүмкін екенін атап өтті. Жаңа толқын туралы білімге ие болғандықтан, Әскери-теңіз күштері кемелерді жобалауда түбегейлі өзгерістер жасауға қажеттілік туындаған жоқ, себебі олар жоғары стандарттарға сәйкес кемелерді жасайды.
"Жұмбақ толқыны" терминінің басқа қолданыстары
Арам толқындар судан басқа орталарда да кездесуі мүмкін. Олар кең таралған сияқты көрінеді және сұйық гелийде, кванттық механикада, сызықты емес оптикада, микротолқынды қуыстарда, Бозе-Эйнштейн конденсатында, жылу және диффузияда, сондай-ақ қаржы саласында да байқалған.