Тихоокеанские румбы

На ее основе моряки изобрели и весьма своеобразный прибор для определения направления ветра — собственный палец, смоченный слюной. Устройство, конечно, простое, но зато очень надежное. Оно служило (верой и правдой!) не одно столетие.

Несколько позднее люди придумали всевозможные флюгарки. Флажки, петушки, человеческие фигурки, венчавшие башни средневековых городов, были не просто украшением, они точно показывали направление ветра.

Следующим этапом стало изобретение анемометра, с помощью которого определяется скорость воздушных потоков.

Но флюгарки и анемометр могли сказать лишь о том ветре, который уже дует и разводит волну. С их помощью можно узнать про шторм всего за несколько минут до его наступления. И если корабль в открытом море, далеко от берега, то такая информация ничем не поможет его экипажу. Перед наукой встала задача — научиться предсказывать волнение задолго до его начала, то есть установить все детали взаимодействия ветра с поверхностью воды. Уже в XX столетии помощь в решении этой проблемы оказали достижения теоретической физики, раскрывающие законы движения жидкости или газов разной плотности на границе двух сред.

Все эти выводы и были взяты на вооружение океанологами в первые десятилетия нашего века. К сороковым годам трудами многих ученых, в том числе большой группы советских исследователей, изучение штормовых волн значительно продвинулось вперед. Профессор Ю. П. Крылов справедливо отмечал, что в предвоенные годы отечественные морские физики-волновики стали лидерами мировой науки. Это и позволило во время войны давать точные прогнозы для десантников.

Однако уже тогда было ясно, в чем недостаток всех этих исследований. Они основывались преимущественно на общетеоретических построениях. Но такой подход к изучению океана таит немалую опасность. Ведь математические уравнения описывают не действительные морские волны, а некую абстрактную модель, которая заведомо упрощает их весьма сложную реальную динамику, и результаты не всегда получались точными. Казалось, единственный путь к тому, чтобы постичь во всех деталях, как передается энергия ветра поверхности моря — проводить измерения в реальной обстановке.

Но для подобных исследований нужна какая-то неподвижная платформа в открытом море. А корабль — наша измерительная площадка — сам кланяется каждой волне. Словом, проблема питания волн энергией ветра оказалась трудным орешком. Ткнувшись о нее, словно о скалу, заплясали на местё многие чрезвычайно важные для мореходов и строителей портов исследования.

Выход из тупика предложил еще в предвоенные годы известный советский ученый В. В. Шулейкин. Он рассудил так. Если в реальном море трудно провести необходимые измерения, нужно перенести исследования на лабораторную модель, которая сможет обеспечить наблюдателю возможность получать все необходимые характеристики волны, находясь в неподвижном состоянии. Но модель должна позволить волне пробегать сколь угодно большое расстояние. Этого можно добиться только в том случае, если гнать волну по замкнутому кругу. Так родилась идея создания кольцевого бассейна.

В 1941 году проект этого сооружения был разработан и выбрано место для его строительства — поселок Кацевели, неподалеку от Симеиза, на Южном побережье Крыма. Осуществлению планов помешала война. В 1944 году, когда с крымской земли был изгнан последний гитлеровец, началось строительство бассейна и морской гидрофизической станции.

Недавно я побывал в Кацевели. Василий Владимирович Шулейкин показывал мне свое детище. Ученому уже за семьдесят. Но по горкам, где расположена станция, он ходит так быстро, что за ним нелегко угнаться. Мы поднялись к круглому, похожему на цирк сооружению, увенчанному небольшим куполом. Это и был знаменитый штормовой бассейн. За его стеклянными стенами пенилась вода. Компрессоры, укрепленные на крыше кольца, создают искусственный ветер. Он поднимает волну, и волна бежит по кругу сто, двести, триста километров. Все стадии ее жизни от зарождения мелкой ряби до образования гребня и его обрушивания проходят перед вашими глазами. Силу искусственного урагана задает сам экспериментатор. А датчики, укрепленные по стенам бассейна на разной высоте, чутко улавливают скорость движения частиц воды, форму волны, ее кинетическую энергию. Можно точно установить, когда непомерно выросший гребень заваливается, образуя пенистый бурун.

Эксперименты в бассейне привели ученых к некоторым весьма парадоксальным выводам.