科學人新聞

無風三尺浪

2020-06-01 伯科威茲(Rachel Berkowitz)
預測瘋狗浪的新模型即將問世。


瘋狗浪的浪高往往超過30公尺,比周遭海浪高出數倍,且會突然出現在海面上,連大船都在劫難逃。海嘯出現前可能會先發生大規模海底地震,但目前還不知道瘋狗浪的明確來源,也無法預測。了解瘋狗浪如何形成,是預測瘋狗浪出現時間和地點的關鍵。


美國紐約大學的范登-艾恩登(Eric Vanden-Eijnden)、義大利杜林大學的迪馬泰斯(Giovanni Dematteis)和歐諾拉托(Miguel Onorato)、英國瓦立克大學的葛拉夫科(Tobias Grafke)等數學家使用巨大的水槽進行實驗,提出預測瘋狗浪的新方法。他們的預測方法源自數學的大離差理論,用於量化罕見事件的發生狀況。這群數學家把瘋狗浪視為統計實體:一種稱為瞬子的波形,這在粒子物理學、資訊理論和風險管理等領域的計算過程中也會出現。


他們在挪威藉由一座270公尺長的水槽模擬洶湧海面,並在去年12月的《物理評論X》中發表這套預測模型。研究人員透過這缸水中的機械裝置來產生特定性質的波浪,並讓特定波形交會,藉此尋找比周遭海浪高出五倍以上的波浪有何前兆,精細度可達一公分。


大離差理論同時指出,導致大幅浪高變化的波浪組合會產生具特定波形的大浪,且不受初始狀態影響。就數學上,波浪會透過最可能發生的途徑來形成罕見事件。水槽實驗結果也證實了這一點。范登-艾恩登說:「瘋狗浪都是一樣的,但一般波浪各有各的特性.......


# 關鍵字:科學人新聞物理
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