Изменение параметров волн на мелководье. Пробой
Наряду с рефракцией при движении волн по мелководью происходит и изменение их параметров. Под воздействием ветра возникает сложная система волн. На мелководье она становится более упорядоченной и принимает характер двумерной.
При этом высота волн с уменьшением глубины растет, длина и скорость уменьшаются.
Уменьшение длины при одновременном увеличении ее высоты приводит к быстрому нарастанию крутизны волны. Когда крутизна достигает предельного значения, гребень волны разрушается, образуя прибой.
Однако главная причина образования прибоя у отмелого берега - это трансформация волны. Физическая природа трансформации профиля волны достаточно проста. Высота волны на мелководье оказывается соизмеримой с глубиной моря, поэтому движение частиц по орбите становится неравномерным; частицы находящиеся у подошвы движутся из-за трения о дно медленнее частиц, находящихся на гребне. Гребень начинает нагонять подошву.
Когда передний склон волны делается отвесным (гребень нагоняет подошву), волна опрокидывается, образуя прибой. Схема образования прибоя на отмелом
берегу представлена на рис. 25.
.
Рис.25. Схема образования прибоя
Опрокидывание гребней происходит не только у уреза воды, но и вдали от него. Глубина, на которой происходит опрокидывание гребней, зависит от многих факторов: длины волны и ее крутизны, крутизны склона дна. направления ветра по отношению к берегу, наличия течений и т. п.
Сейши, цунами, внутренние волны
Сейши
Выведенная из состояния равновесия какой-либо силой вода в замкнутом или полузамкнутом бассейне после прекращения действия этой силы для восстановления
своего равновесия будет совершать свободные затухающие колебания - сейши.
Чаще всего сейши вызываются метеорологическими причинами. Ветер, создающий нагон и достаточно быстро стихающий; кратковременные изменения атмосферного давления, например, прохождение циклона над морем; обильное локальное выпадение дождя - все это обычные причины сейш. В полузамкнутых бассейнах сейши могут индуцироваться приливами моря или океана.
Короткопериодные сейши в портах создают сильные периодические течения, могущие даже сорвать корабли со швартовов. Это явление в портах Черного моря называется тягун.
Цунами
Подводные землетрясения, вулканические извержения и оползни возбуждают колебания толщи воды, которые распространяются от очага образования как одиночные длинные волны или группы волн, названные в Японии цунами. Подходя к берегам, цунами увеличивают на мелководье высоту и нередко вкатываются на берег высокими мощными волнами, производящими катастрофические разрушения. В океане имеются обширные области дна с высокой сейсмичностью. Поэтому цунами отмечаются довольно часто. Ежегодно два-три из них производят катастрофические разрушения.
Основным районом возникновения цунами является сейсмический пояс Тихого океана, в котором происходит около 80% землетрясений, регистрируемых на земном шаре. Более всего разрушительным цунами подвержены берега Камчатки, Японии, Курильских и Гавайских островов.
В открытом океане волны цунами незаметны, однако они несут огромный запас энергии, При подводных землетрясениях образуется три вида волн: собственно цунами - длинные волны, сейсмические волны в земной коре и акустические волны в воде.
Наибольшую скорость имеют, естественно, сейсмические волны. По ним и судят о приближении цунами. Акустические волны распространяются со скоростью, близкой
к звуковой, и воспринимаются на кораблях как удары, часто приписываемые столкновению с мелью.
Скорость распространения цунами 400-800 км/ч. У берегов скорость цунами снижается до 30-100 км/ч.
Высота волны цунами в эпицентре невелика, поэтому благодаря большой длине волны при распространении в открытом океане цунами не ощущается кораблями. Однако при подходе к уменьшающимся глубинам высота цунами растет и может достигать 18 - 20 м и более.
Дата добавления: 2016-02-02; просмотров: 1990;