Den dolda orsaken till Titanic-katastrofen: Termisk inversion och Titanic

Harold Jones 30-07-2023
Harold Jones
RMS Titanic i Queenstown, strax före avfärd mot Nordamerika.

När Titanic sjönk under den månlösa natten mellan den 14 och 15 april 1912 var hon omgiven av isberg och befann sig i utkanten av ett stort isfält. Som kapten Rostron på räddningsfartyget Carpathia förklarade:

"...ungefär två eller tre sjömil från platsen där Titanics vrak låg såg vi ett enormt isfält som sträckte sig så långt vi kunde se, från nordväst till sydost.... Jag skickade upp en underofficer till toppen av styrhytten och sa åt honom att räkna isbergen som var 150 till 200 fot höga; jag tog ut ett eller två och sa åt honom att räkna isberg av ungefär samma storlek. Han räknade 25 stora, 150 till 200 fot höga, och stannade.Det fanns dussintals och dussintals överallt."

Och detta bekräftades av Titanics kvartermästare Hitchens:

"På morgonen, när det blev daggry, kunde vi se isberg överallt; även ett isfält som var ungefär 20 till 30 miles långt, som det tog Carpathia två miles att ta sig loss från när den tog upp båtarna. Isbergen fanns i nästan alla väderstreck."

Dessa gigantiska berg och fältisar flödade söderut i smältvattnet från den svullna Labradorströmmen och förde med sig iskall luft upp till höjden av de högsta av dessa berg i ett havsområde som normalt sett upptas av den 12 grader Celsius varma Golfströmmen, som en kall flod i översvämning, som spränger över sina stränder och flyter över mycket varmare land.

Den skarpa gränsen mellan det varma vattnet i Golfströmmen och det iskalla vattnet i Labradorströmmen, och dess närhet till Titanics vrakplats, noterades efter katastrofen av SS Minia, som när det drev och samlade in kroppar i närheten av Titanics vrakplats antecknade det i sin loggbok:

"Norra kanten av Golfströmmen är väldefinierad. Vattnet ändrades från 36 till 56 [grader Fahrenheit] på en halv mil".

Räddningsfartyget Mackay Bennett, som också bärgade kroppar 1912, ritade följande karta över vattentemperaturerna vid Titanics vrakplats, som också visar den skarpa gränsen mellan Golfströmmens varma vatten och Labradorströmmens kalla vatten och dess närhet till Titanics vrakplats (de röda kryssen markerar var offrens kroppar hittades flytande och bärgades):

Den plötsliga temperaturförändringen när Titanic passerade från de varma vattnen i Golfströmmen till de mycket kallare vattnen i Labradorströmmen registrerades av Titanics andreofficer, Charles Lightoller, som vittnade om att temperaturen sjönk med fyra grader Celsius under halvtimmen mellan kl. 19.00 och 19.30 på kvällen för den ödesdigra kollisionen, och att temperaturen sjönk med tio grader Celsius underde två timmarna mellan kl. 19 och 21 den kvällen, då luften närmade sig fryspunkten.

De kalla isbergen och det iskalla smältvattnet i Labradorströmmen hade kylt ner den tidigare varma luften, som tidigare hade värmts upp till cirka 10 grader Celsius av det varma vattnet i Golfströmmen; så luftpelaren vid Titanics kraschplats var iskall från havsnivå, upp till en höjd av cirka 60 meter - nästan lika hög som de högsta isbergen - och sedan cirka 10 grader Celsius över det.höjd.

Termisk inversion

Detta arrangemang av varm luft över iskall luft vid Titanics olycksplats är känt som en termisk inversion. Detta observerades från livbåtarna när Titanic sjönk, när den varma röken från det sjunkande fartyget snabbt steg upp genom den kalla luften nära havsytan, i en kolonn, men när den nådde den täckande inversionen var röken kallare än den mycket varmare luften ovanför och därför omedelbartDetta observerades av Philipp Edmund Mock, passagerare i första klass på Titanic, från livbåt nummer 11:

"Vi befann oss troligen en mil bort när Titanics ljus slocknade. Jag såg senast fartyget med aktern högt upp i luften när det sjönk. Efter ljudet såg jag en enorm kolonn av svart rök som var något ljusare än himlen och som steg högt upp i luften och sedan plattade ut i toppen som en svamp."

Starka termiska inversioner som denna är mycket viktiga för navigering eftersom de gör att ljuset böjs kraftigt nedåt, runt jordens krökning, vilket gör att du kan se mycket längre än normalt och får avlägsna objekt att verka närmare än vad de egentligen är. Detta fenomen, som kallas superrefraktion, inträffar ofta över kallt vatten, särskilt nära gränsen till varmare vatten ellerDe ljusstrålar som böjer sig starkare nedåt än jordens krökning höjer den skenbara havshorisonten och ger upphov till en överlägsen hägring av det avlägsna havet. I dagsljus ser en överlägsen hägring över havsis ut så här:

Men på natten ser det som en smal dimma ut vid horisonten, på grund av att ljuset sprids i den mycket långa luftvägen över det ovanliga avstånd som man kan se, och att ljuset fångas upp i en kanal under inversionen. Titanics utkikare noterade denna skenbara dimma vid horisonten, trots nattens anmärkningsvärda klarhet, och de vittnade om att det ödesdigra isberget tycktes kommai sista stund:

Reginald Lee, Titanic Lookout:

2401. Vad var det för slags natt?

- Det var en klar och stjärnklar natt, men när olyckan inträffade var det dimmigt framför oss.

2402. Vid tidpunkten för olyckan fanns det en dimma rakt fram?

- En dimma rakt framför oss - den sträckte sig faktiskt mer eller mindre runt horisonten. Det fanns ingen måne.

2403. Och ingen vind?

- Och ingen vind alls, förutom den som fartyget självt skapade.

2404. Ett ganska lugnt hav?

- Det var ett ganska lugnt hav.

2405. Var det kallt?

- Mycket, iskallt.

Se även: Vem var Etienne Brulé? Den första europé som reste bortom St Lawrencefloden

2408. Märkte du den här dimman som du sa att den bredde ut sig vid horisonten när du först kom på utkik, eller kom den senare?

- Det var inte så tydligt då - man märkte det inte. Man märkte det inte riktigt då - inte när man gick på vakt, men vi hade fullt sjå med att tränga igenom det strax efter att vi hade börjat. Min kompanjon råkade säga det till mig. Han sa: "Om vi kan se igenom det har vi tur." Det var då vi började märka att det fanns en dimma på vattnet. Det fanns ingenting att se.

2409. Ni hade naturligtvis blivit tillsagda att hålla utkik efter is, och ni försökte genomborra dimman så mycket ni kunde?

- Ja, för att se så mycket som möjligt.

2441. Kan du ge oss någon uppfattning om hur brett [isberget] var? Hur såg det ut? Var det något som låg ovanför skeppsbåten?

- Det var en mörk massa som kom genom dimman och det fanns inget vitt som syntes förrän den var nära fartyget, och det var bara en rand i toppen.

2442. Det var en mörk massa som dök upp, säger du?

- Genom denna dimma, och när hon rörde sig bort från den, fanns det bara en vit rand längs toppen.

2447. Det stämmer, det var där hon träffade, men kan du berätta hur långt isberget var från dig, den här massan som du såg?

- Det kan ha varit en halv mil eller mer; det kan ha varit mindre; jag kan inte säga hur långt det var i det märkliga ljuset.

Flera fartyg i området där Titanic sjönk rapporterade att de hade sett hägringar vid horisonten eller noterat brytningen vid horisonten, bland annat Wilson Lines ångfartyg Marengo, på väg från New York till Hull under befäl av kapten G. W. Owen. Natten då Titanic kolliderade och sjönk den 14-15 april 1912 befann sig fartyget på samma longitud som Titanic och bara en grad söderut, och hennesloggboken registrerar både den klara, stjärnklara natten och den stora brytningen vid horisonten:

Andraklasspassageraren Lawrence Beesley noterade också de mycket ljusa stjärnorna den natten och de mycket onormala väderförhållandena:

"Natten var en av de vackraste jag någonsin sett: himlen utan ett enda moln som kunde störa den perfekta briljansen hos stjärnorna, som var så tätt samlade att det på vissa ställen verkade som om det fanns fler bländande ljuspunkter på den svarta himlen än själva himlavalvet, och varje stjärna verkade i den skarpa atmosfären vara fri från varjeDe verkade så nära och deras ljus var så mycket intensivare än någonsin tidigare att fantasin antyder att de såg detta vackra fartyg i nöd under ytan och att alla deras krafter hade vaknat till liv för att skicka meddelanden över hela världen.De berättade och varnade varandra för den katastrof som hände i världen under himlen... stjärnorna verkade verkligen vara levande och tala.

Se även: 8 extraordinära berättelser om män och kvinnor i krigstid

Den fullständiga avsaknaden av dimma gav upphov till ett fenomen som jag aldrig tidigare hade sett: Där himlen mötte havet var linjen klar och tydlig som en knivsegg, så att vattnet och luften aldrig gick in i varandra och smälte samman till en mjukt rundad horisont, utan varje element var så exklusivt åtskilt att när en stjärna kom lågt ner på himlen nära den klara kanten av vattnet-När jorden roterade och vattenkanten kom upp och delvis täckte stjärnan, så att säga, delade den helt enkelt stjärnan i två delar, där den övre halvan fortsatte att lysa så länge den inte var helt dold, och kastade en lång ljusstråle längs havet till oss.

I vittnesmålet inför Förenta staternas senatskommitté sade kaptenen på ett av fartygen som befann sig nära oss den natten [kapten Lord på Californian] att stjärnorna var så utomordentligt ljusa nära horisonten att han lurades att tro att det var fartygsljus: han mindes inte att han sett något sådant en natt tidigare.att de trodde att de var lampor från ett fartyg.

Och sedan den kalla luften! Här var det återigen något helt nytt för oss: det fanns inte en vindpust som blåste skarpt omkring oss när vi stod i båten och som på grund av sin fortsatta uthållighet fick oss att frysa; det var bara en skarp, bitter, iskall, orörlig kyla som kom från ingenstans och som ändå fanns där hela tiden; dess stillhet - om man kan tänka sig att "kyla" är orörligt och stilla - var det somverkade ny och främmande."

Beesley beskriver den märkliga, orörliga kalla luften under den termiska inversionen, men stjärnor kan aldrig riktigt ses gå ner vid horisonten, eftersom de alltid försvinner när de närmar sig den verkliga horisonten, på grund av det djup av luft som man måste se dem genom på så låg höjd.

Vad Beesley i själva verket såg var stjärnornas reflektioner på den avlägsna havsytan, som reflekterades i den magiska kanalen vid horisonten.

Här är ett fotografi som den briljante miragefotografen Pekka Parviainen vänligen har gett mig. Det visar hur solens glitter på det avlägsna havet förvrängs vid horisonten, på samma sätt som det reflekterade stjärnljuset på den avlägsna havsytan förvrängdes vid horisonten natten då Titanic sjönk, vilket gav intryck av att stjärnorna faktiskt gick ner på horisonten.horisonten och sände långa ljusstrålar längs havet mot observatörerna i Titanics livbåtar:

Titanics andreofficer Charles Lightoller noterade också detta fenomen och diskuterade det med försteofficer Murdoch när han lämnade över Titanics vakt före kollisionen:

CHL457. Vad sades mellan er [Lightoller och Murdoch]?

- Vi kommenterade vädret, att det var lugnt och klart. Vi kommenterade hur långt vi kunde se. Det verkade som om vi kunde se långt. Allt var mycket klart. Vi kunde se stjärnorna som gick ner till horisonten.

Den falska horisonten

Precis som Beesley i livbåten var det Murdoch och Lightoller observerade från Titanics brygga den natten inte stjärnor som faktiskt gick ner på den verkliga horisonten, utan onormal refraktion som reflekterade stjärnljuset på det avlägsna havet under en falsk horisont, vilket höjde den skenbara havshorisonten högre upp, bakom de isberg som de letade efter, vilket gjorde det ännu svårare att se dem än vad de normalt skulle ha gjort.varit den där stjärnklara natten.

Det var kombinationen av denna refraktion som minskade kontrasten hos isbergen under den falska horisonten, tillsammans med den månlösa natten som höjde kontrasttröskeln för att upptäcka dem, plus den ovanligt höga ögonhöjden hos observatörerna på Titanics bro och kråkbo som ökade horisontens lutning och därmed placerade isbergen ännu längre under den falska horisonten, som gjorde attisbergen vid Titanics olycksplats omöjliga att upptäcka förrän det var för sent att undvika en kollision.

Tragedin

Den höjda horisonten vid Titanics olycksplats gjorde inte bara isbergen svårare att upptäcka, utan den fick också kapten Lord på det närliggande Californian att dra slutsatsen att Titanic var ett 400 fot stort fartyg på fem mils avstånd, istället för ett mer än 800 fot stort fartyg på tio mils avstånd.

Du kan se hur en upphöjd horisont bakom Titanic skulle ha denna effekt i bilden nedan, där fartyget i horisonten verkar närmare och därför verkar mindre än fartyget på horisonten, men om du mäter de två skroven i bilden nedan kommer du att se att de i själva verket är lika stora båda två:

Det tragiska resultatet av detta naturliga bedrägeri var att det fick kapten Lord på Californian att dra den felaktiga slutsatsen att det fartyg som de bevakade inte hade någon radio:

7093: Vad har ni för anledning att tro att denna ångbåt, en ångbåt som ni säger var i alla fall lika stor som er egen, inte hade fått radio?

- När jag såg henne klockan 11 berättade operatören att han inte hade fått något annat än "Titanic". Jag sa då: "Det är inte "Titanic", med tanke på dess storlek och antalet lampor runtomkring.

7083. Denna ångare hade varit i sikte, den som avfyrade raketen, när vi skickade det sista meddelandet till "Titanic", och jag var säker på att ångaren inte var "Titanic", och operatören sa att han inte hade några andra ångare, så jag drog min slutsats att hon inte hade fått någon radio.

Han beslöt därför att med sin kraftfulla elektriska morse-lampa signalera det som han trodde var det närliggande lilla fartyget, ungefär fyra sjömil bort, men hans signaler besvarades inte, eftersom den scintillation som orsakades av turbulensen i luftvägen längs det cirka 10 sjömil långa avståndet mellan de två fartygen (vilken effekt Beesley har noterat gjorde att stjärnorna såg ut att blinka meddelanden överKapten Lord beskrev händelsen på följande sätt: "Det var en av de två fartygen som hade en mycket viktig kommunikation med morse-lampan, som i själva verket förvrängde betydelsen av den riktiga morse-lampan mellan de två fartygen:

"Hon kom och lade sig vid halv elva och låg bredvid oss till, antar jag, kvart över, inom fyra sjömil från oss. Vi kunde se allt på henne ganska tydligt, se hennes ljus. Vi signalerade henne vid halv elva med morse-lampan. Hon tog inte det minsta notis om det. Det var mellan halv elva och tjugo minuter i tolv. Vi signalerade henne igen vid tio minuter över tolv, halv tolv, kvart i ett.Vi har en mycket kraftfull morsealampa. Jag antar att du kan se den ungefär 10 miles, och hon var ungefär 4 miles bort, och hon tog inte det minsta notis om den."

Vi vet att de två fartygen i verkligheten var ungefär 10 sjömil ifrån varandra eftersom det på morgonen, när den bris som uppstod i gryningen hade skingrat den termiska inversionen och återställt den normala brytningen, var tydligt från räddningsfartyget Carpathia att Californian var ungefär 10 sjömil bort, vilket Carpathias andreofficer James Bisset antecknade på sidan 291 i sina memoarer "Tramps and Ladies":

"Medan vi hade plockat upp överlevande, i det långsamt ökande dagsljuset efter kl. 4.30, hade vi sett röken från en ångbåt i utkanten av packisen, tio sjömil från oss åt norr. Hon gav inga signaler och vi ägnade henne ingen uppmärksamhet, eftersom vi var upptagna av mer brådskande saker, men vid 6-tiden på morgonen märkte vi att hon var på väg och sakta närmade sig oss". "NärJag tog över vakten på Carpathias brygga klockan åtta på morgonen, främlingen var knappt en sjömil från oss och flög sina identifieringssignaler. Det var Leyland Lines lastfartyg Californian, som hade stannat över natten på grund av is."

Och Bissets observation att Californian befann sig 10 sjömil norr om Titanics vrakplats fram till klockan 6 på morgonen den 15 april 1912 bekräftas av följande vittnesmål från kapten Moore på Mount Temple, som rusade till Titanics nödposition men befann sig på den västra sidan av isbarriären, medan Titanic sjönk i öster:

JHM276. "...när jag fick positionen på morgonen fick jag en utmärkt vertikal sikt, det vill säga en sikt som görs när solen står rakt österut. Den positionen gav mig 500 9 1/2′ västerut. [10 miles väster om Titanics vrakplats vid 49.46W].

JHM289. På vilken sida av istäcket befann sig Californian?

- Californian låg norrut, sir. Hon låg norr om Carpathia...

JHM290. Och ni blev också avskurna från Carpathia av detta istäcke?

- Han [Californian] befann sig då norr om Carpathia, och han måste ha befunnit sig ungefär lika långt norr om Carpathia som jag befann mig väster om henne, antar jag."

På grund av den onormala brytningen vid Titanics olycksplats som gjorde att ljuset böjdes mycket kraftigt nedåt, runt jordens krökning, såg kapten Lord först Titanic närma sig vid 22.30-tiden, när hon var mer än 50 km från den stoppade Californian. Han märkte att ljuset som han kunde se precis vid horisonten [i själva verket Titanics skenande masttoppsljus på mer än 50 km avstånd]"var ett mycket märkligt ljus":

STL227. - "När jag kom ner från bryggan, vid halv elva, påpekade jag för officeren [tredjeofficer Groves] att jag tyckte att jag såg ett ljus komma fram, och det var ett mycket märkligt ljus, och vi hade gjort misstag hela tiden med stjärnorna och trott att de var signaler. Vi kunde inte urskilja var himlen slutade och var vattnet började. Ni förstår, det var ett platt lugn. Han sa att han trodde att det varen stjärna, och jag sa inget mer. Jag gick ner under jorden."

Groves studerade senare detta märkliga ljus själv, strax innan Titanic kolliderade, när hon fortfarande befann sig cirka 12 sjömil bort, och han insåg att det märkliga masthuvudljuset nu i själva verket verkade vara två ljus:

8143. Vilka ljus såg du?

- Först såg jag bara vad jag uppfattade som ett ljus, ett vitt ljus, men när jag såg henne först uppmärksammade jag henne inte särskilt, för jag trodde att det kanske var en stjärna som gick upp.

8144. När tror du att du började ägna särskild uppmärksamhet åt henne?

- Omkring 11.15.

8145. Ungefär fem minuter efter att du först såg henne?

- Ungefär fem minuter efter att jag först såg henne.

8146. Såg du då fler än ett ljus?

- Vid 11.25 såg jag två ljus - två vita ljus.

8147. Två mastljus?

- Två vita masttoppljus.

Detta kan ha varit Titanics enda masttoppsljus som framstår som två i samband med förskingringen. Ett exempel på detta syns på följande fotografi där de enskilda ljusen på toppen av två antennmaster multipliceras i samband med förskingringen. Ett ljus ovanför det andra kan också ha tolkats som ett fartygs ljus i förmasttoppen och huvudmasttoppen som närmar sig:

Två antennmaster, med bara en lampa på toppen av vardera, multiplicerar sig i de magiska förhållandena i detta fotografi taget av Pekka Parviainen.

Dessa märkliga förhållanden gjorde att Titanics nödraketer för Californians andreofficer Herbert Stone verkade vara mycket lägre än vad de egentligen var:

7921. ...dessa raketer verkade inte gå särskilt högt; de låg mycket lågt; de var bara ungefär hälften så höga som ångbåtens mastlykta och jag trodde att raketer skulle gå högre än så.

I själva verket exploderade Titanics nödraketer på en höjd av ungefär 600 fot över Titanic, i den varma, normalt brytande luften ovanför den onormalt brytande kanalen nära havet, men de märktes inte från Californian förrän de sågs i den mycket kalla, förstorande luften i den optiska kanalen nära havet, då de verkade mycket ljusare.

Effekten är mycket lik den atmosfäriska fokusering och defokusering som orsakade stjärnornas tindrande som Beesley registrerade och som effektivt förvrängde Titanics och Californians morse-lampsignaler till varandra. Där var orsaken slumpmässiga fluktuationer i brytningen på grund av lätt turbulens i luften, men här orsakade förändringarna i atmosfärens förstoring enTitanics raketer ökade i ljusstyrka i den kalla luften nära havsytan, när de glödande raketerna sakta sjönk ner i havet.

Denna effekt observerades också av Earnest Gill, en Greaser på Californian, när han rökte på däck:

ERG016. Vad var det för slags raketer? Hur såg de ut?

- Jag tyckte att de såg ut att vara ljusblå eller vita.

ERG017. Vilken, ljusblå eller vit?

- Den skulle kunna vara mycket klarblå; jag skulle fånga den när den var döende (dvs. lågt ner). Jag fångade inte den exakta färgtonen, men jag tror att den var vit.

ERG018. Såg det ut som om raketen hade skickats upp och explosionen hade ägt rum i luften och stjärnorna hade spritts ut?

- Ja, sir, stjärnorna glittrade ut. Jag kan inte säga något om stjärnorna. Jag kan säga att jag fångade raketens stjärtända.

ERG028. Tror du att det kan ha varit Titanic?

- Ja, sir, jag är av den allmänna uppfattningen att besättningen är av den uppfattningen att hon var Titanic.

Vid den brittiska utredningen av Titanic-katastrofen förklarade Gill samma fenomen igen, att raketerna bara var märkbara när de sjönk lågt ner nära havet, som fallande stjärnor, och hans vittnesmål innehåller också en hänvisning till den falska horisonten "det som verkade vara vattenkanten - på långt avstånd", som orsakade så mycket förvirring den natten:

18157. - Jag hade nästan slutat röka och tittade mig omkring, och jag såg vad jag trodde var en fallande stjärna. Den sjönk ner och försvann sedan. Det är så en stjärna faller. Jag brydde mig inte om det. Några minuter efteråt, förmodligen fem minuter, slängde jag bort min cigarett och tittade över, och jag kunde se från vattenkanten - vad som verkade vara vattenkanten - en bit bort,Det var otvivelaktigt en raket, det gick inte att ta miste på. Om det var en nödsignal eller en signalraket kan jag inte säga, men det var en raket.

När kapten Lord så småningom informerades om att det märkliga fartyget inom synhåll avfyrade raketer, beslutade han att inte riskera sitt fartyg och sin besättning genom att undersöka vad han trodde var en liten, närliggande främling som inte ens skulle svara på hans morse-lampsignaler förrän i dagsljus, när det var säkert att göra det.

Det råder ingen tvekan om att kapten Lord bör Men om det inte hade varit för den onormala brytningen, som gjorde att han inte kunde se att det var världens största fartyg som sjönk under sin jungfruresa, hade han skulle har gått till hennes hjälp.

Den här artikeln publicerades först på Tim Maltin's blogg.

Harold Jones

Harold Jones är en erfaren författare och historiker, med en passion för att utforska de rika berättelser som har format vår värld. Med över ett decenniums erfarenhet av journalistik har han ett skarpt öga för detaljer och en verklig talang för att väcka det förflutna till liv. Efter att ha rest mycket och arbetat med ledande museer och kulturinstitutioner, är Harold dedikerad till att gräva fram de mest fascinerande historierna från historien och dela dem med världen. Genom sitt arbete hoppas han inspirera till en kärlek till lärande och en djupare förståelse för de människor och händelser som har format vår värld. När han inte är upptagen med att forska och skriva tycker Harold om att vandra, spela gitarr och umgås med sin familj.