Wie Wellenformen tödlichen Tsunamis erklären könnte

X - und Y-förmige Meereswellen, die oft an Stränden gesehen werden mag erklären, warum Tsunamis so verheerend sein können, sagen Forscher.

Wellen können manchmal interagieren, um die Ausbeute Wellen, die sind viel größer als die einfach hinzugefügten kombinierten Höhen von ihrer ursprünglichen Wellen, ein Zeichen dessen, was Forscher nennen "nichtlineare Wechselwirkungen." (Würden sie linear, würde die Wellenhöhen einfach addieren.) In flachen Gewässern schauen die meisten dieser ungewöhnlich hohen Wellen wie ein X oder ein Y von oben, oder wie zwei verbundene Ys.

Wissenschaftler glaubten, dass diese Wellen waren selten in der Natur. Jetzt Mathematiker Mark Ablowitz und Douglas Baldwin an der University of Colorado at Boulder finden sie sind überraschend häufig, passiert die ganze Zeit, und entwickelten Modellgleichungen, die sie beschreiben.

"Mark X - und Y-Type Interaktionen an einem Strand in Mexiko sah," erinnerte Baldwin. "Er war Fuß am Strand und dachte, er sah eine X-Type Interaktion, dann er ein weiteres und ein weiteres sah und wusste, dass er wirklich auf etwas gestoßen hatte." [Die überraschend merkwürdige Physik Wasser]

"Aus einer Laune heraus, beschloss ich, nach Kalifornien zu fahren, mit der Hoffnung, wenigstens einer der Interaktionen, die Mark gesehen hatte," Baldwin hinzugefügt. "Mein Traum wurde wahr. Ein Freund schlug nach für ein paar Tage auf der Suche nach der richtigen Strand herumfahren, Venice Beach und es war perfekt."

X-verstärkt

Die Forscher sahen diese seltsamen Wellen auf zwei flachen Stränden etwa 1.200 Meilen (2.000 Kilometer) voneinander entfernt an der Pazifikküste. Die Forscher sahen Tausende von diesen Wellen von 2009 bis 2012 jeden Tag innerhalb von zwei Stunden vor und nach Ebbe an diesen Stränden, wo das Wasser weniger als ungefähr 8 Zoll (20 Zentimeter) tief war. Die X - und Y-förmige Wellen kamen in der Regel in Gruppen, die ein paar Minuten gedauert.

"Ich glaube nicht, dass es etwas mehr Spaß in der Wissenschaft als etwas durch Zufall entdecken, Vorhersage von etwas, was Sie gesehen haben und dann tatsächlich sehen, was Sie vorhergesagt haben", sagte Baldwin.

Die Forscher vermuten, dass die Art und Weise diese ungewöhnliche Wellen gebildet kann auch helfen, das Wachstum von zerstörerischen Tsunamis zu erklären. Für Instanz, neuere Beobachtungen des Tsunami von der verheerenden Erdbeben in Japan 2011 ergab, dass es das Ergebnis der Welle Fusionen, erheblich Amplified der Tsunami und seine zerstörerische Kraft. In der Nähe der Kreuzung dieser Fusion ergab Satellitenfotos eine X-Struktur.

"Tsunamis sind schlimm genug, aber wenn ein X-Formen, es ist viel größer, und aufgrund der nichtlinearen Effekten kann es viel mehr als den Faktor 2 [mehr] in der Höhe sein", sagte Ablowitz.

Mathematik in der realen Welt

Die Verbindung zwischen den relativ kleinen Strand Wellen und die Monster-Tsunamis ist, dass das Verhältnis der Wellen, die jeweilige Wassertiefe, denen Sie sich in befinden kleinen, sagten die Forscher.

"Tsunamis können verheerend sein – je besser wir verstehen, desto besser können wir schützen Menschen vor ihre Zerstörungskraft" Baldwin hinzugefügt. "Die Gleichung, die unsere flachen Wellen-Modelle kann auch für Modell Tsunamis verwendet werden."

Mathe war der Grund der Forscher sah für diese Wellen, Ablowitz sagte. "Es zeigt wieder, dass Mathematik einem kritischen Thema in der Erforschung der Phänomene der realen Welt ist", betonte er.

Die Wissenschaftler detailliert ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift physische Überprüfung E. Sept. 6

Diese Geschichte wurde von OurAmazingPlanet, Schwester Website LiveScience zur Verfügung gestellt.