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好望角為什麼是世界上最兇險的航海地段,船難頻發


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2021年3月10日 -
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歷史大學堂

1799 年 11 月 4 日,英國戰艦「斯基佩特爾」號和丹麥戰艦「沃爾金布爾格」以及8艘商船,在非洲南端的好望角遭遇海難,僅「斯基佩特爾」號就有400餘人喪生。這起災難中,軍艦和民船同時遭遇不幸,在航運史實屬罕見。

好望角海域氣候多變,船難頻發,被人稱為「船員墳墓」,它也成為世界上最危險的航線。

上圖_ 迪亞士(1450年 — 1500年5月29日),帶領船隊航行至非洲大陸最南端並發現好望角

「好望」不好過

好望角的發現和大航海時代有著密切關係。1487年8月,葡萄牙航海家迪亞士率兩艘輕快帆船和一般運輸船,奉葡萄牙國王若昂二世之命,在探索歐洲通往印度的新航線途中,於次年1月發現了「好望角」( Cape of Good Hope)。

事實上,好望角「好望」不好過。1716年,好望角的一次風暴就摧毀了42艘荷蘭艦船,導致400億法郎的財富沉入海底。就連好望角的發現者迪亞士也葬身此處。即便是現代,好望角依然野性不改。據不完全統計,20世紀70年代以來沉沒在好望角的萬噸巨輪多達11艘。好望角風光旖旎的背後,隱藏著船員揮之不去的惡夢。

上圖_ 蘇伊士運河

危險的「殺人浪」

受蘇伊士運河噸位限制,超過25萬噸的海輪只得繞行好望角。繞行的巨輪有時會遇到大浪襲擊,船毀人亡,損失慘重。就連全球一流的「世界榮譽」號油輪,同樣在好望角海域突遭20多米高的巨浪重擊,一折為二,不幸罹難。

見多識廣的船員將這種神出鬼沒的巨浪稱為「殺人浪」。它的特點是在平靜的海面上,突然出現單個或一組高15-20米的大浪,令人防不勝防。殺人浪前峰陡峭,後峰平緩,猶如一道水牆。如果船隻和波浪相向而行,將會遭到「世界榮譽」號類似的結果,如果船隻和波浪保持平行,巨浪有可能把船隻撳翻。

據專家測算,12米高的海浪,每平方米的破碎壓力為6噸,現代船舶的結構抗壓值通常設計為15噸,而殺手浪的水牆壓力達到每平方米100噸。兩者之間,相差數倍,這就是產生「殺人浪」強大威力的因素之一。

上圖_ 好望角 的駭浪

「殺人浪」的具體成因,至今不明。就波浪本身而言,在某一時刻會發生劇烈的能量聚焦,中心波從相鄰波中吸收能量,促使自身急速膨脹。此外,最初的波浪可能具有恆定的波長和頻率,受到風力或阻力的影響,波長和傳播速度發生改變,長波速度更快,趕上短波後,兩個波峰相互融合,整合成一個大波。

殺人浪還和洋流有聯繫。南非開普敦大學J·K·馬洛里教授研究發現,每次造成船難的巨浪都是從西南而來,受難船隻則向西南航行,因此船隻遭到巨浪的迎面痛擊。此外,源自印度洋的阿古拉斯洋流沿南部非洲東南海岸行進,這股洋流每秒流量8000萬噸,每秒流速1至2米,是世界流動最快的洋流之一。洋流方向和船隻方向一致,和巨浪方向相反,洋流和巨浪產生疊加效應,對船隻造成災難性破壞。複雜兇殘的波浪,嚴重威脅了穿越好望角船隻的航行安全。

上圖_ 世界洋流分布

作祟的西風帶

當地的氣象對好望角的險惡海況起到了推波助瀾的作用。地球自轉主導著空氣的流動,好望角地處南半球中緯度地區,氣流本該向極地輸送。這股北風在地球由西向東的自轉中,發生了偏向力,力量作用於前進方向的右側,由此北風改為西北風,且緯度越高,偏向力越大,形成西風帶,另外,在中緯度地區,晝夜溫差大,熱量消耗高,上下對流強,進一步助長了風勢。

除了西風帶,大西洋南下的低壓也不容小覷。這些低壓中心氣壓達到964hPa,威力相當於北半球檯風前期的水平。低壓受高壓或更強低壓的阻隔,速度時快時慢,行徑飄忽不定。實質上,停留在當地的低氣壓有3至7個之多,組成低氣壓集群。它們之間時常合併或疊加,形成更強的低氣壓。個別低壓能夠覆蓋南極至南非南部沿海地區。

風和浪合謀,無疑惡化了好望角所處海域的海況,阿古拉斯洋流也不甘寂寞,加入了風浪的爭鬥,在風、浪和洋流的影響下,海浪變形破碎成殺人浪。好望角受西風帶控制,不僅增加了海況的不可預測性,還導致殺人浪至今無解。

上圖_ 好望角地圖

科學研究不足

對波浪的研究不足,導致人們放鬆了對波浪危害的警惕。近一百年來,氣象學家、海洋學家和船舶設計師根據高斯函數的標準線性模型數學系統,用來計算和預測海浪的高度。模型顯示,風力和浪高之間成正比,並且最大浪高是在平均浪高的基礎上規則變化的。30高的巨浪10000年才會出現一次。20米高的暴濤因過於罕見而很難遭遇,並未列入正式海況表中。隨著科學技術的發展,先進的氣象觀測和預報系統投入使用,航行中的船舶可以預知天氣,提前避開風暴。高強度的現代化船身也足以應對14米以上的怒濤。

事實很快打臉了。1826年,一名法國海軍上尉兼科學家觀測到了33米的巨浪,有三個同事見證了這一駭人巨浪。當時普遍認為海浪不可能超過9米,一名著名科學家為此給予了嘲諷。1995年,挪威一台吸力沉箱式海上石油平台投入運營,為了監控其穩定性,平台安裝了數量眾多的先進傳感器。當年1月1日下午3點20分,所有傳感器記錄到了一個時速72.4公里、浪高25.9米的巨浪正面衝撞了平台。

上圖_ 好望角 風景圖

從此,人們開始用科學手段研究海浪。2001年,歐洲空間局動用兩顆衛星對全球海域進行了為期三周的監控,發現了10個超過25米的波浪,有的高度甚至接近30米。澳大利亞國立大學的研究表明,世界任何時候都存在著至少10個這樣的波浪。另有一些研究人員發現,每10000個波浪中,約有3個浪會達到25米高。好望角的殺人浪就是屬於這類不按規則出牌的波浪。

儘管對波浪的認識有了長足的進步,不過現實依然嚴峻。短期內技術上增強船舶結構強度是有難度的,為了應對出現機率極低的超級波浪,投入巨額資金改造遠洋船舶,顯然也是不經濟的。不過,由殺人浪引發的波浪研究熱潮,使人們正視現實和理論之間的差距,為下一步的研究營造了良好的氛圍。

如今,非洲南部的海圖上註明:「在大陸架邊緣和近海二十英里之內的海區,常有異常大浪發生,波高可達到20米,波谷很深。在刮強西風時,海況惡劣,氣壓很低,這樣的大浪更為常見。」這不只是對船舶安全航行的提醒,更是對人類自我膨脹的警鐘。

作者:計白當黑 校正/編輯:莉莉絲

參考資料:

1吳克勤 《好望角巨浪成因》

2蔡海雁 《「殺人凶浪」》

3董守禮 《好望角及其鄰近海域氣象海況淺議》

4中科院物理所 《流氓浪、怪物波、水牆、殺手浪,曾經只存在於神話傳說中的海洋惡魔》

文字由歷史大學堂團隊創作,配圖源於網絡版權歸原作者所有

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