Ветровые волны

Процесс формирования, развития и распространения вызванных ветром волн в океанах и морях называется ветровым волнением. Если вызванные ветром волны продолжают находиться и развиваться под его воздействием, то они называются вынужденными ветровыми волнами.

Если же эти волны продолжают распространяться после ослабления ветра или изменения его направления, то они называются свободными волнами

или зыбью (зыбью также называют вызванные ветром волны, пришедшие из области волнообразования в другую область, где действует ветер с другой скоростью и другим направлением). Распространяющаяся при безветрии (штиле) зыбь называется мертвой. Распределение ветровых волн в океанах и морях определяется в основном особенностями ветрового режима. Большое влияние на волны также оказывают степень расчлененности водоема, рельефа дна, наличие ледяного покрова.
Ветровые волны несимметричны, наветренный склон их пологий, подветренный - крутой. Так как ветер на верхнюю часть волны действует сильнее, чем на нижнюю, то гребень волны рассыпается, образуя «барашки».
Возрастом волны bw называют отношение фазовой скорости волны сф к скорости ветра Vw:

(9.10)
Возраст волны характеризует стадию развития волн. При волны находятся под действием ветра. После достижения условия

ветер практически перестает действовать на них.
По мере распространения от места зарождения, волны все более длительное время находятся под действием ветра, и естественно, что чем больше это расстояние, называемое разгоном волны, тем более развиты волны, больше их высота, длина, период.
Наиболее благоприятные условия для образования огромных ветровых волн создаются в субантарктических водах Южного океана, где в течение всего года действуют штормовые западные ветры (так называемые «ревущие сороковые» широты). Здесь в 1956 г. была зафиксирована волна высотой 24,9 м при скорости ветра 35 м/с.
Северная Атлантика также является одной из наиболее бурных областей Мирового океана. Здесь отмечается два максимума высот волн. В первом из них, по данным судовых наблюдений, могут наблюдаться высоты волн до 16 м, а во втором - более 18 м.
В северной части Тихого океана также отмечаются две зоны значительного волнения: одна к востоку от Японии, а вторая к западу от Канады. В первой из них высота волн во время зимних штормов может достигать 18 м, а во втором - более 22,5 м.

В северной части Индийского океана и в Аравийском море волнение тесно связано с действием муссонных ветров. Поэтому наибольшие волны здесь наблюдаются в июле-августе в период действия юго-западного муссона.
Огромные волны (до 25-30 м) формируются в тех районах Мирового океана, над которыми возникают грандиозные атмосферные вихри - тропические циклоны. В результате громадных перепадов давления в этих циклонах скорости ветра могут достигать 60-100 м/с, а иногда и более. Тропические циклоны существуют в среднем 5-7 суток, успевая пройти за это время несколько тысяч километров.
Характерным типом волнения в океане является крупная зыбь, распространяющаяся на значительные расстояния. Так, волны зыби, формирующиеся в районе пролива Дрейка, пробегают расстояние до 10 тыс. км. Их длина может составлять 400-в0о м, а период - до 14-20 с.
В морях волны имеют гораздо меньшие размеры. Так, в ряде внутренних и полузамкнутых морей (Северное, Средиземное, Черное, Берингово и др.) отмечались волны высотой до 7-9 м и длиной до 100-200 м.

Небольшие, но очень крутые волны наблюдаются в мелководных морях (Азовское море и др.), где высота волн при штормах обычно составляет 2-3 м, а длина - до 10-30 м.
Высота волны связана со степенью волнения и определяется специальной шкалой волнений (табл. 9.2). При этом определенной степени волнения соответствует определенное видимое состояние моря.
Расчеты элементов ветровых волн выполняются как для целей прогнозирования состояния поверхности океана, так и для составления режимно-климатических характеристик различных районов океана. Для практических расчетов волнения были разработаны различные эмпирические формулы, наиболее совершенные из которых применяются и в настоящее время.
Величины элементов волн - высоты, длины, периоды и другие - выражают эмпирическими формулами как функциями волнообразующих факторов - скорости ветра, длины его разгона или продолжительности действия. Пример графика для определения высоты волн по значениям волнообразующих факторов приведен на рис. 9.5.

Шкала волнений

Высота волн, м	Степень волнения, баллы	Характеристи ка	Видимое состояние моря
0	0	Волнение отсутствует	Зеркально-гладкая поверхность
0,01 0,25	1	Слабое	Рябь, появляются небольшие гребни волн
0,26 0,75	2	Умеренное	Небольшие гребни волн начинают опрокидываться, но пена не белая, а стекловидная
0,76 1,25	3	Значительное	Небольшие волны, гребни некоторых из них опрокидываются, образуя местами белую клубящуюся пену - «барашки»
1,26-2,0	4	Значительное	Волны принимают хорошо выраженную форму, повсюду образуются «барашки»
2,1-3,5	5	Сильное	Появляются высокие гребни, их пенящиеся вершины занимают большие площади, ветер начинает срывать пену с гребней волн
3,6-6,0	6	Сильное	Гребни очерчивают длинные валы ветровых волн; пена, срываемая с гребней ветром, начинает вытягиваться полосами по склонам волн
6,1-8,5	7	Очень сильное	Длинные полосы пены, срываемой ветром, покрывают склоны волн, местами сливаясь, достигают их подошв
8,6-11,0	8	Очень сильное	Пена широкими плотными сливающимися полосами покрывает склоны волн, отчего поверхность становится белой, только местами во впадинах волн видны свободные от пены участки
gt;11,0	9	Исключи тельное	Поверхность моря покрыта плотным слоем пены, воздух наполнен водяной пылью и брызгами, видимость значительно уменьшена

Рис. 9.5. График определения высоты волны

<< | >>

Источник: Сутырина Е. Н.. Океанология : учеб. пособие. 2012

Еще по еме Ветровые волны:

- Болотоведение - Метеорология и климатология - Научно-популярная история - Океанология (океанография) - Почвоведение -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -