— Елизавета Евгеньевна, расскажите, насколько опасны для судов внутренние волны в проливе Вилькицкого? Как они возникают?
— Внутренние волны в толще океана возникают на границе его слоев. Плотность океана с глубиной изменяется, т.е. он стратифицирован. Чаще всего наверху расположена менее плотная вода (например, теплая или пресная), а внизу — более плотная (холодная или соленая). Под влиянием внешних воздействий частицы воды выводятся из состояния равновесия. Они стремятся вернуться в исходное положение, но из‑за инерции проходят через него и продолжают колебаться — так возникают внутренние волны.
В отличие от поверхностных, внутренние волны могут достигать больших амплитуд по вертикали, что обусловлено небольшой разницей плотности между слоями. Учитывая это, при стечении маловероятных обстоятельств волны могут представлять потенциальную угрозу для подводных аппаратов или субмарин. Наблюдаемые в проливе Вилькицкого внутренние волны имели высоты до 20 м. Для сравнения: максимальные внутренние волны наблюдаются в Южно‑Китайском море. В районе Лусонского пролива при взаимодействии приливных течений с крутым подводным склоном высота внутренних волн достигает более 200 м.
— Почему внутренние волны движутся не только вдоль, но и поперек пролива? Могут ли их причиной быть какие-то сейсмические процессы?
— Внутренние волны, зарегистрированные в проливе Вилькицкого, преимущественно рас-
пространялись вдоль пролива — в соответствии с векторами приливного течения. Но по данным спутникового зондирования также видно, что существуют волны, распространяющиеся и в другом направле нии. Это может быть обусловлено разными причинами: как сложным взаимодействием внутренних волн с другими гидрофизическими процессами, так и влиянием топографии дна. Для более точной информации об этом нужны длительные постановки, хорошо обеспеченные измерительными приборами.
Теоретически причиной генерации внутренних волн могут стать различные внешние воздействия, включая сейсмические процессы. Однако район пролива Вилькицкого
отличается низкой сейсмоактивностью. Чаще всего основной причиной генерации внутренних волн является взаимодействие прилива с неоднородностями рельефа дна.
— Эти волны возникают на открытой воде или, в том числе, подо льдом? Встречался ли с ними хоть один ледокол или подводная лодка?
— Внутренние волны могут образовываться как на открытой воде, так и подо льдом, при наличии вертикальной стратификации водной толщи. Нет документальных подтверждений того, что подводные лодки сталкивались с внутренними волнами. Существуют версии, связывающие гибель некоторых подводных лодок с этим явлением, но прямых доказательств этому нет. Например, еще в 1963 г. были предположения о влиянии внутренни волн на гибель атомной подлодки «Трешер», а в XXI веке — дизельной подлодки «Нангала». В книге «Фрам в Полярном море» Фритьоф Нансен описывал, как его судно столкнулось с явлением «мертвой воды». Это было связано с внутренними волнами, возникшими из-за движения судна в стратифицированной воде. Сверху располагался слой распресненной воды (например, от таяния льдов), а под ним — более плотный и соленый слой. Корабль тратил энергию не на продвижение вперед, а на возбуждение волн на границе этих слоёв, поэтому почти не мог продвигаться вперед.
— Наблюдались ли внутренние волны такой высоты где-либо в Арктике ранее, или это явление открыли впервые?
— Это не первое описание внутренних волн в Арктике. Их регистрируют в разных морях Северного Ледовитого океана уже несколько десятилетий. Например, в проливе Карские ворота были зарегистрированы внутренние волны высотой до 40 м. В то же время полученные нами данные по проливу Вилькицкого представляют научный интерес, поскольку этот район остается слабо изученным из-за сложно ледовой обстановки и труднодоступности.
— Существуют ли методы прогнозирования возникновения таких волн? Как можно защитить от них оборудование?
— Оперативного прогноза возникновения внутренних волн в режиме реального времени пока не существует. Однако на основе данных дистанционного зондирования, численного моделирования и натурных наблюдений можно оценить вероятность их появления. Как уже было сказано, наиболее часто внутренние волны генерируются в приливных акваториях и в зонах, где существует выраженный пикноклин (слой скачка плотности) — например, в устьевой области, где реки впадают в море. Чтобы защитить оборудование от внутренних волн, нужно учитывать потенциальную нагрузку от них при проектировании, возможно, создавать какую-то систему амортизации или гибких соединений для снижения воздействия колебаний. Хотя надо отметить, что влияние внутренних волн на конструкции обычно менее значительно, чем, например, воздействие штормового волнения. В большей степени важно учитывать влияние внутренних волн на характеристики распространения акустических сигналов и надежность подводной связи.
