Последние комментарии

Главная Бельгия Волны, приливы и отливы в Мировом океане
Волны, приливы и отливы в Мировом океане

Для гидродинамических процессов в океане очень важное значение имеет передача энергии атмосферы поверхностному слою океанических вод. В свою очередь, воды океана передают тепловую энергию прилегающим слоям атмосферы. При этом они энергично влияют на процессы, протекающие в воздушной оболочке Земли. Происходит постоянный энергообмен и влагообмен между водной и воздушной оболочками.

Морское волнение представляет собой результат передачи энергии атмосферы поверхностному слою воды. При воздействии движущегося потока воздуха на водную поверхность в воде возникают своеобразные колебательные движения. Эти движения характеризуются тем, что частицы поверхностного слоя начинают описывать круговые орбиты. При этом эти орбиты располагаются в вертикальной плоскости. Причем в верхней части такой орбиты частица воды движется в направлении действия, вызвавшего это движение ветра, а в нижней – в противоположную сторону. При этом в каждый данный момент частицы, находящиеся в одной фазе орбитального движения, располагаются рядами, ориентированными по нормали к направлению ветра. Будучи в наивысшей фазе орбитального движения частицы образуют гребни волн, в наинизшей фазе – ложбины волн.

Ветровое волнение возникает при непосредственном воздействии воздушных потоков на водную поверхность и представляет собой неупорядоченное движение частиц воды. Оно объясняется: неправильными пульсациями воздушных потоков, частой сменой их направлений, общей турбулентностью движущегося над водой слоя воздуха. Вследствие значительной вязкости воды волновые колебания водного слоя продолжаются некоторое время и после прекращения ветра. При этом происходит упорядочивание движения, волны приобретают более или менее одинаковые параметры и направление распространения. Такое упорядоченное волнение называется зыбью. Характер движения частиц воды в волнах зыби может быть уподоблен движению точки, находящейся на радиусе катящегося круга. Траектория такой точки называется трохоидой, а соответствующий тип волн – трохоидальными волнами.

Энергия волны в первую очередь определяется ее высотой, т. е. амплитудой колебания или диаметром орбиты. Причем на глубине порядка 200 м эта амплитуда ничтожна даже для очень крупной поверхностной волны. Поэтому геоморфологическое воздействие волн на дно ограничивается очень узкой прибрежной мелководной полосой шельфа.

Величина волн зависит:

  • от скорости вызвавшего их ветра,
  • от длины разгона (пути) ветра над водной поверхностью.

Максимальные высоты волн отмечены в зонах развития западной атмосферной циркуляции. Средние высоты волн, наблюдающиеся в океане при умеренных ветрах. Известны случаи экстремально высоких волн высотой до 20-30 м. Например, в 1933 г. с судна «Рамапо» в северной части Тихого океана наблюдалась ветровая волна высотой 34 м.

Наиболее спокойной зоной в океане является экваториальная. Здесь штормовые волнения крайне редки, а повторяемость штилей достигает 20–33%. Области действия пассатов характеризуются почти постоянным неспокойным состоянием водной поверхности, но здесь преобладают умеренные волнения.

Кроме ветровых волн и зыби в океанах и морях возникают волновые движения воды, не связанные с действием ветра. Так, в результате резких изменений давления атмосферы над поверхностью моря могут возникнуть стоячие волны – сейши. Изменения давления на 1 мм уже в состоянии вызвать разность уровня в 1 см. При этом вода, как упругое тело реагирует на усиление или ослабление давления. В результате в ней возбуждаются стоячие волны, амплитуда которых может составлять до 1-1,5 м. Сейши наиболее характерны для небольших замкнутых морей и заливов.

Очень мощные волны возникают при землетрясениях. Их называют цунами. Длина цунами может достигать нескольких сотен километров, а скорость их распространения составляет 700-800 км/ч. Цунами не представляют опасности в открытом океане. Эти волны производят катастрофическое воздействие на берега, так как в прибрежных районах моря на малых глубинах их высота резко возрастает и цунами с огромной силой обрушивается на берег. Например, во время землетрясения в районе Алеутского желоба (1946 г) цунами на побережье Аляски (пос. Датч-Кэйп) были смыты дома, находившиеся на высоте 30 м над уровнем океана. Эта же цунами вызвала большие разрушения на северном берегу о. Молокаи (Гавайские о-ва), где высота волны достигала 16 м.

Периодические приливо-отливные колебания всей массы вод Мирового океана обусловлены силами притяжения Луны и Солнца. Они представляют собой волны, отличающиеся:

  • большой длиной,
  • большим периодом и регулярностью,
  • строгой периодичностью образования.

Различают правильные и неправильные приливы. Если в течение лунных суток дважды наблюдаются приливные волны и дважды отливные с равными величинами колебаний и равными промежутками между ними, то такие приливы называются правильными. Они сравнительно редки.

В основном преобладают неправильные приливы, так как существует много причин, вызывающих неравенства приливов.

Прежде всего, неравенства приливов возникают:

  • из-за периодических изменений склонения Луны и Солнца,
  • периодических изменений расположения Луны, Солнца и Земли

Самые большие приливы бывают во время новолуния и полнолуния, когда приливообразующие силы Луны и Солнца складываются вместе. Такой прилив называется сизигийным. Во время первой и последней четвертей фаз Луны приливообразующие силы Солнца вычитаются из приливообразующей силы Луны, и высота прилива будет минимальной. Это — квадратурные приливы.

На величину приливов влияют:

  • местные факторы: глубина моря, очертания берегов, угол подхода приливной волны к береговой линии и др.;
  • астрономические причины (например, эллиптичность орбит Луны и Земли).

Все это создает очень пеструю картину распределения приливов по их величине, характеру и времени действия.

Если бы земной шар имел сплошную водную оболочку одинаковой толщины, то многих из этих неравенств не было бы, и тогда высота сизигийного прилива составляла бы в любой точке земной поверхности величину около 1 м. Близкую к ней величину имеют приливы на берегах океанических островов, окруженных обширными пространствами глубинного океана. У берегов же материков параметры, типы, время приливов и отливов очень разнообразны.

Приливы и отливы – это волны очень большого периода и длины. Их действие сопровождается перемещением больших масс воды то в одном, то в другом направлениях, т. е. образованием приливных течений. Эти течения на мелководье способны активно воздействовать на дно, производить большую геологическую работу по перемещению наносов, размыву дна или созданию аккумулятивных форм. Приливные колебания охватывают всю толщу воды и, следовательно, могут ощущаться на любой глубине. Но их параметры на больших глубинах значительно меньшие, чем на поверхности, вследствие потерь энергии на преодоление внутреннего трения.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Реклама