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在一个原本平静的海面上，几乎垂直的水墙震惊了远洋班轮“条顿”号上的所有人，包括船员，那是 100 多年前的二月的一个星期天。
据 《纽约时报》 1901 年 3 月 1 日报道：“大约 9 点钟，[大副巴特利特] 在走过驾驶舱时，丝毫没有预感到即将到来的危险。海浪不知从何处涌来，从船头冲过，猛烈地冲击着船身。许多乘客倾向于认为海浪是火山现象或海啸造成的。然而，这些观点是例外，因为如果海是潮汐性质的，巴特利特早就看到它来了。”火山理论同样不可信：“荒谬，荒谬，”条顿号的一名官员告诉《泰晤士报》。“那是一个巨大的海浪，这一点毫无疑问。”
这只是海事史上众多关于 30 米以上的巨浪吞噬船只，甚至吞噬低空飞行的直升机的轶事之一。但是，在 1995 年首次有数字记录的巨浪袭击石油钻井平台之后，海船船长和科学家长期以来认为的真实情况才被广泛接受。“水手们关于巨浪吞噬他们船只的故事是正确的，”旧金山州立大学的海洋学家 蒂姆·詹森 说。“这对其他人来说是证明，对科学家来说是盛宴。他们怀疑这一点，但看到它并进行观察是另一回事。”
既然不再存在巨浪是否存在的问题，那么其他谜团就出现了：它们发生的频率如何？它们到底是如何产生的？是否存在它们更容易出现的区域或条件？詹森是一群越来越多的研究人员中的一员，他们正在寻找这些问题的答案，这些答案有朝一日可能会使海洋更加安全。
巨浪的数字
在尝试任何答案之前，科学家首先必须描述巨浪（或怪浪）的特征。根据詹森的说法，广为接受的定义是，海浪的高度大约是其相邻海浪平均高度的三倍。这在某种程度上是一个武断的截止点。他指出，实际上，它们只是“出乎意料的大浪”。例如，8 月 23 日在缅因州阿卡迪亚国家公园将旁观者卷走的海浪可能不符合先前的定义，因为由于飓风比尔，背景波已经相当大，而巨浪通常发生在公海。然而，那个海浪仍然很容易被称为“巨浪”。
没有人确切知道怪浪形成的频率；考虑到海浪的稀有性和瞬时性，很难收集到准确的数字。随着更复杂的监测和建模，以及第一手资料得到更认真的对待，海浪的普遍性似乎正在上升。加州大学洛杉矶分校研究巨浪光学版本的 丹尼尔·索利 说：“[巨浪]都是短暂的，而且由于船只并非无处不在，因此船只遇到巨浪的可能性相对较小。”“但是，随着未来海洋交通量的增加，遇到它们的可能性越来越大。”
某些区域似乎比其他区域更容易产生海浪。詹森和他的同事最近使用计算机模型来确定，波浪能量强烈集中的区域产生怪浪的可能性高达 10 倍。他推测，海洋上大约每 10,000 个波浪中就有 3 个达到巨浪状态，但在某些地方（如海岸入口和河口），这些极端波浪可以占到每 1,000 个波浪中的 3 个。一篇描述这些结果的论文上个月发表在《物理海洋学杂志》上。
形成可怕的波浪
关于巨浪如何形成存在各种理论。最简单的理论表明，小波浪以累积的方式合并成更大的波浪，例如，一个较快的一米波浪追上一个较慢的两米波浪，加起来变成一个三米波浪。詹森和他的同事在他们最近的论文中利用更复杂的非线性模型建立在此基础上。詹森解释说，波浪实际上可能会“以一种不好的方式相互交流，并产生更多的建设性干扰”。通过交流，他指的是能量的交换。而且因为对话不一定是平衡的，他说，“交流可以被放大到足以产生高强度的大波浪。”换句话说，一个新兴的波浪实际上可以吸收周围波浪的能量。
同样，在那些水深和水流变化导致波浪能量集中的地方，这种交流线路可能会特别繁忙。詹森的模型确定了这些容易出现巨浪的区域。然而，诸如风和波浪消散等某些条件无法包括在内，从而限制了模拟的预测能力。
同时，威斯康星大学麦迪逊分校的环境工程师 吴进 认为，另一个可能引发巨浪的场景是：“如果波浪从东向西传播，而水流从西向东移动，那么波浪就会开始形成，”吴进说，他研究一个 15 米水池中的波浪与水流的相互作用。波浪基本上会爬上水流的墙壁，从看似虚无的地方升起。事实上，巨浪在南非东海岸等地区更为常见，在这些地区，地表波浪与朝相反方向流动的水流相遇。
关注预测
吴进说，真正了解不可预测的海洋中发生的事情的唯一方法是观察。然而，他承认，进行此类实地工作所需的仪器和时间方面的投资是巨大的。“我们需要确定[巨浪]更有可能发生的地点，”他说，强调了数值模型的重要性，包括在此步骤中对风和波浪破碎的非平凡计算，“然后关注这些区域。”
关注光学波的类似物可能实际上有助于科学家限制他们需要观察的地方。光波在光纤中的传播方式类似于水波在开阔海洋中的传播方式。“在光学中，我们正在处理类似的现象，但在台面上进行实验，并在短短一秒钟内获取数据，”加州大学洛杉矶分校的索利说。尽管他并不建议光学实验应该取代海洋研究，但他认为这可以作为指导。将光波条件映射到海洋可以揭示产生水波的平行参数。“与其在水中大海捞针，不如从一些开始的智慧中受益并缩小范围，”索利补充道，他与人合著了一篇关于 2007 年 12 月版《自然》杂志上的光学巨浪论文。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
詹森同意需要更多直接观察海洋行为。“我们可以做出理论预测，”他说。“但是，然后我们必须出去看看大自然是否同意。”如果同意，结果“可以提供一个预测场景 - 在地图上可见 - 显示可能每天都在变化的热点”，詹森说。这可以像龙卷风预测一样工作。
在“条顿”号事件中，只有两名乘客受重伤——一名下巴骨折，另一名脚被切断。他们很幸运。“如果它在当天晚些时候袭击我们，许多乘客无疑会在阳光下散步，”巴特利特警官告诉《泰晤士报》。“无法知道其中有多少人会受伤。”然而，极端波浪并不总是提供如此仁慈的时机。预测对于帮助未来的远洋班轮避开贪婪的海怪可能至关重要。