Занимательное волноведение. Волнения и колебания вокруг нас

Но и это не самое удивительное. Поражает то, что гребень отдельной волны перемещается быстрее, чем вся группа в целом. Он вырастает из более спокойной воды позади группы, проходит через группу и снова исчезает — в спокойной воде впереди группы. Не просто придумать аналогию, наглядно объясняющую такое странное поведение. Мне пришел в голову лишь поезд, в котором едут… нет, не сами марафонские бегуны — их привидения.

Когда поезд, попыхивая, приближается к станции, он едет со скоростью, примерно равной скорости бегущего трусцой. Даже окончив свой земной путь, марафонские бегуны, вернее их привидения в поезде, не могут остановиться: появляясь в хвосте каждого вагона, они бегут и, добегая до головы, исчезают. Любой пассажир на перроне, готовясь отправиться в свой последний путь, заметит идущий со скоростью бегуна трусцой поезд и одновременно пробегающих в каждом вагоне призрачных бегунов. И ему будет видно, что сами бегуны двигаются в два раза быстрее вагонов. Как ни странно, именно так волны зыби и перемещаются. Гребни волн проходят через всю группу в два раза быстрее той скорости, с которой движется сама группа.

Такое странное поведение вступивших в пору зрелости волн объясняется наложением волн с примерно одинаковой длиной. Более длинные и быстрые волны входят в ту же воду, в которой находятся волны чуть более короткие и медлительные, при этом их гребни и подошвы совмещаются и вновь расходятся так, как показано на схеме на странице 37.

Если же механизм перемещения зыби кажется вам излишне трудным для понимания, выкиньте мою аналогию с привидениями из головы, прислушайтесь лучше к словам поэта Ральфа Уолдо Эмерсона: «Иллюзией исполнена волна»^{13}.[5]

* * *

Но представим себе волну… Кому-то наши рассуждения о всяких там вершинах и подошвах покажутся довольно поверхностными, их интересует другое: что же все-таки творится на глубине?

Вы наверняка запомнили, что во время прохождения волны вода на поверхности перемещается по близкой к круговой траектории — возвращается почти в ту же самую точку, откуда начинала движение. Дело в том, что масса воды ниже поверхности движется точно так же, разница лишь в том, что чем глубже, тем круговая траектория движения меньше. На глубине, равной половине длины волны, круговые орбиты вообще сходят на нет. Ниже основания волны движение воды ничтожно. Вот почему подводные лодки, погружаясь всего на какие-то 150 м, легко избегают последствий даже самого сильного шторма, свирепствующего наверху.

Вообще-то, волны появляются и гораздо ниже поверхности воды — их называют внутренними волнами. Это настоящие гиганты; они рождаются в мрачных глубинах — на границах слоев разной воды. Если слои сильно различаются по плотности — например, один слой намного теплее или солонее другого, — граница между ними во многом напоминает поверхность океана. Внутренние волны перекатываются вдоль подводной границы точно так же, только на глубине они невидимы.

По мере прохождения волны вода перемещается по круговым траекториям; чем глубже, тем круги меньше

Внутренние волны приводятся в движение не ветром, а приливами и отливами. Зачастую подводные волны гораздо больше волн на поверхности: обычная длина внутренней волны составляет около 20 км, высота — до 200 м.

Подводные лодки, погружаясь на глубину, запросто уходят от штормовых волн на поверхности, однако влияния таящихся внизу волн им не избежать. Когда в 1960-х годах русские пытались тайно пройти Гибралтарским проливом, одна такая внутренняя волна подхватила советскую подводную лодку, разбив ее о нефтяную платформу. Можно представить, что некоторые члены команды при этом испытали.

* * *

Волны выражают настроение океана. Море безмятежное, спокойное, в добром расположении духа нежно ласкает берег, мягко, как колыбель, покачивает вашу лодку. Море яростное, штормящее олицетворяет собой разрушительные силы природы. Благодаря экспрессивному характеру населяющих океан волн, никогда не оставались без богатого улова те, кто забрасывал свой невод в поисках выразительной метафоры.

Воспетые Гомером мореплавания Одиссея полны встреч со всевозможными бурями, которые морской бог Посейдон насылал на героя. Со времени возникновения «Одиссеи» жизненный путь человека зачастую сравнивают с плаванием по бурным водам — мореплаватель бороздит океан в поисках тихой гавани, ждущей его в конце пути. Однако драматурги и поэты древности верили — последнее слово всегда остается за штормовыми волнами. Противостояние человека морской стихии неизбежно оборачивалось неравной борьбой против своенравных и капризных богов. И в такой борьбе доблесть и отвага простого смертного подвергались самым суровым испытаниям. Спустя 250 лет после Гомера древнегреческий драматург Софокл написал: