علمی، پژوهشی و فناوری

کشفی جدید در مورد رفتار امواج؛

دانشمندان موفق به شناسایی پویایی امواج شدید در محیط‌های چندجهته شدند

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : مطالعات اخیر نشان داده‌اند که رفتار امواج در محیط‌های طبیعی بسیار پیچیده‌تر از آنچه پیشتر تصور می‌شد است. محققان دریافته‌اند که امواج سه بعدی، که در آن‌ها امواج از جهات مختلف به هم می‌رسند، می‌توانند به صورت غیرمنتظره‌ای شدید شده و حتی پس از شکستن، ارتفاع بیشتری پیدا کنند. این کشف، پیامدهای مهمی برای طراحی سازه‌های دریایی، پیش‌بینی دقیق‌تر پدیده‌های جوی و درک بهتر فرایندهای پیچیده اقیانوسی دارد.

تاکنون، مطالعات در حوزه امواج عمدتاً بر روی امواج دو بعدی متمرکز بوده است. این در حالی است که در واقعیت، امواج در اقیانوس‌ها اغلب از جهات مختلف به هم می‌رسند و رفتار پیچیده‌تری از خود نشان می‌دهند. مطالعه‌ای که اخیراً در مجله نیچر منتشر شده، نشان می‌دهد که در شرایطی که امواج از جهات مختلف به هم می‌رسند، می‌توانند به ارتفاعی بسیار بیشتر از آنچه پیش‌بینی می‌شد، برسند. این امواج می‌توانند تا چهار برابر ارتفاع امواجی که از یک جهت حرکت می‌کنند، برسند.

یکی از یافته‌های مهم این مطالعه، رفتار غیرمنتظره امواج پس از شکستن است. برخلاف امواج دو بعدی که پس از شکستن انرژی خود را از دست می‌دهند، امواج سه بعدی می‌توانند حتی پس از شکستن، به رشد خود ادامه دهند و ارتفاع بیشتری پیدا کنند. این پدیده، درک ما از فرایند شکستن امواج را به چالش کشیده و نشان می‌دهد که مدل‌های ساده‌شده قبلی برای توصیف رفتار امواج در شرایط واقعی کافی نیستند.  طراحی سازه‌هایی مانند سکوهای نفتی، توربین‌های بادی دریایی و کشتی‌ها باید با در نظر گرفتن رفتار پیچیده امواج سه بعدی انجام شود. این یافته‌ها نشان می‌دهد که سازه‌های کنونی ممکن است در برابر امواج شدیدتر از آنچه پیش‌بینی می‌شود، آسیب‌پذیر باشند.

این کشف به درک دقیق‌تر رفتار امواج، به بهبود مدل‌های پیش‌بینی هوا و پیش‌بینی دقیق‌تر وقوع طوفان‌ها و امواج شدید کمک خواهد کرد. علاوه بر آن این کشف، درک ما از فرایندهای مختلفی مانند انتقال انرژی در اقیانوس‌ها، تبادل گاز بین اقیانوس و جو و حمل و نقل ذرات در اقیانوس را بهبود می‌بخشد.

برای انجام این مطالعه، محققان از یک حوضچه موج چندجهته استفاده کردند که امکان تولید امواج با پیچیدگی‌های مختلف را فراهم می‌کند. با استفاده از آرایه‌ای از حسگرها، آن‌ها توانستند رفتار امواج را با دقت بسیار بالایی اندازه‌گیری کنند. این مطالعه نشان می‌دهد که رفتار امواج در محیط‌های طبیعی بسیار پیچیده‌تر از آنچه تصور می‌شد است. درک بهتر این پیچیدگی‌ها، به ما امکان می‌دهد تا سازه‌های ایمن‌تر و مقاوم‌تری در برابر نیروهای طبیعی طراحی کنیم و همچنین پیش‌بینی دقیق‌تری از رخدادهای طبیعی داشته باشیم.