Исследователей и эксперты по безопасности в море разделяют волны большой амплитуды на обычные и волны-убийцы. Обычные экстремальные волны не являются проблемой, поскольку их вероятность предсказуема. Общепринятые стандарты безопасности допускают превышение расчетных нагрузок один раз в двадцать пять лет для морских кораблей и судов и один раз в сто лет для морских сооружений. Вместе с тем наблюдения и эксперименты показывают, что вероятность появления волн-убийц может быть значительно выше.
Поэтому предлагается пересмотреть имеемые критерии безопасности кораблей, судов и морских сооружений. Такие критерии невозможно получить методом наблюдений так как, человечество не располагает экспериментальными записями видов морских волн продолжительностью в тысячу лет.
Основой могут служить или математические модели, или другие методы наблюдений волн-убийц, например спутниковые, которые позволят получать данные высокого качества на больших акваториях.
В 1834 году талантливому шотландскому физику и инженеру-изобретателю Скотту Расселу предложили исследовать возможности навигации паровых судов, идущих по каналу между и Глазго и Эдинбургом. Тогда перевозки осуществлялись лёгкими баржами, которые тянули лошади. Рассел наблюдал за баржами различных форм, идущих с разными скоростями. И неожиданно столкнулся с необычным явлением, которое и описал позднее в своем «Докладе о волнах».
Однажды в 1834 году он наблюдал за движением баржи, которую тянула пара лошадей по узкому каналу, баржа внезапно остановилась, но возле носа баржи скопилось большое количество воды, которое, превратившись в волну, двинулось вперёд с увеличивающейся скоростью. Рассел последовал за волной верхом. Волна тем временем превратилась в холмообразное водяное образование, которое продолжало путь вдоль канала, сохраняя свою форму и скорость. По мнению С. Рассела волна перемещалась со скоростью около 9 миль в час, сохраняя свой первоначальный вид и форму: длиной около 30 футов и высотой 1-1,5 фута. Волна понемногу уменьшалась, и после 1-2 миль погони он потерял его из вида в изгибах канала.
Через тринадцать лет после смерти С. Рассела в 1895 году, голландские учёные Дидерик Иоханнес Кортевег и Густав де Фриз нашли точное уравнение, с помощью которого полностью описали происходящие волновые процессы. Так появился новый вид волны-убийцы, который получил название солитон.
Представим себе, что на водной поверхности образовался небольшой горбик, который начал перемещаться. Если дисперсию не принимать во внимание, учитывая то, что скорость нелинейных волн связана с амплитудой (у линейных волн - не связана), скорее всех будет двигаться вершина волны. В какой-то момент передний фронт этого горбика станет круче. Крутизна фронта со временем нарастает и в определённый момент волна опрокинется.
Такое опрокидывание волны мы видим, наблюдая за морским прибоем. С учетом дисперсии ситуация будет выглядеть иначе. Вначале горбик будет представлять собой сумму составляющих волн с различными их длинами синусоидального вида. Длинноволновые составляющие будут перемещаться с гораздо большей скоростью, чем коротковолновые, тем самым, уменьшая крутизну переднего фронта и значительно выравнивая его. При определённой форме и скорости такой волны может наступить полное восстановление её первоначальной формы. Так образуется солитон.
Солитоны имеют ряд уникальных свойств. Например, их физические свойства во многом схожи со свойствами частиц, поэтому при столкновении двух солитонов они не проходят один сквозь другой как линейные волны, а отталкиваются и расходятся в разные стороны, демонстрируя эффект теннисных мячей.
На водной поверхности могут возникать и групповые солитоны, так как их форма сходна с группами волн, обычно наблюдаемых вместо бесконечной единой волны синусоидального вида, которые с групповой скоростью. Такой солитон напоминает электромагнитные волны, модулируемые по амплитуде и частоте. Скорость группового солитона от амплитуды не зависит, а в группе обычно находится от 14 до 20 волн. Средняя и наиболее высокая — волна в группе обычно оказывается, в интервале от седьмой до десятой; поэтому, и появилось выражение «девятый вал».
Таким образом, солитон вызван нелинейностью гидродинамических явлений, то есть может быть порождён самой жидкой средой при соблюдении ряда условий. Но из сказанного не следует, что природа гидродинамики - единственная причина рождения волн-убийц? Если бы это было так, они были бы достаточно равномерно распределены по всей поверхности Мирового океана. Но наблюдения показывают, что у этих волн есть свои «любимые» места рождения.