Волнение. Течение, приливы.

В результате воздействия на воды океанов и морей различных природных сил возникают колебательные (волновые) и поступательные движения (течения) частиц воды. Распространение колебаний частиц в морской воде называется волновым движением или волнами. При этом под морскими волнами понимают такую форму периодического, непрерывно меняющегося движения, при котором частицы воды совершают колебания относительно своего положения равновесия.

Морские волны классифицируют по различным признакам. По силам, вызывающим морские волны, выделяют следующие виды волн:

· ветровые — вызываемые ветром;

· приливные — обусловленные действием гравитационных сил Луны и Солнца;

· анемобаритеские — появляются при изменении атмосферного давления;

· сейсмические (цунами) — возникающие при резких колебаниях морского дна, в первую очередь от подводных землетрясений и при извержении подводных вулканов;

· корабельные — возбуждаемые движущимися по морю судами.

ВЕТРОВЫЕ ВОЛНЫ.Уже при слабом ветре скоростью 1 м/с на поверхности моря появляется рябь. При сильном ветре образуются волны, достигающие большой высоты и обладающие огромной силой.

Как это ни странно, но даже в наш век мощных двигателей и судов грузоподъемностью в десятки тысяч тонн волны нередко затрудняют мореплавание и бывают причиной гибели больших судов. Борясь со встречной волной, суда едва движутся. Побывав в зоне урагана, морские суда приходят в порт с поврежденными палубными надстройками, без спасательных шлюпок, снесенных волной. Волны разрушают берега и портовые сооружения. Сила удара волны о вертикальную стенку измеряется десятками тонн на квадратный метр. В Генуе в 1953 г. во время шторма был разрушен волнолом длиной 4 км и шириной 12 м. Строился он 18 лет и был рассчитан на волны высотой 5 м, а на него обрушились семиметровые волны.

Штормовые волны, вторгаясь на сушу, вызывают гибельные наводнения и разрушения, от которых особенно часто страдает население Центральной Америки и Японии. В 1963 г. волны, вызванные ураганом, затопили низменные районы острова Куба, в 1959 г. — разрушили японский город Нагоя с двухмиллионным населением.

Высота волны измеряется от подошвы до гребня по вертикали, длина — от одного гребня до другого. Чем дольше дует ветер, чем больше «разгон» волны, тем она выше и длиннее. Волны, следующие одна за другой, имеют разную высоту; она зависит от силы ветра, от наложения одних волн на другие, так что разговоры о самом высоком «девятом» вале ни на чем не основаны. В океане волны достигают 18—20 м высоты, но это бывает редко. Некоторые наблюдатели утверждают, что встречали волны высотой в 25 и 30 м. Преобладающая высота океанских волн около 4 м. На глубине 100 м от поверхности волнение уже не ощущается. С выходом на отмелый берег волны становятся короче, выше и на глубине, примерно равной их высоте, разрушаются, образуя пенистые буруны.

Между силой и продолжительностью действия ветра, с одной стороны; длиной и высотой волн — с другой, существует определенная взаимосвязь. Но встречаются довольно большие волны и при полном безветрии. Такие волны называются мертвой зыбью и являются как бы отголосками ветрового волнения в удаленных районах. По выходе из зоны урагана ветровые волны превращаются в пологую зыбь, которая почти никогда не прекращается, так как в океане всегда где-нибудь да бушует шторм, а волны «мертвой зыби» пробегают тысячи километров. Зыбь у берегов образует сильный прибой.

Есть районы, где сильное волнение никогда не утихает и где круглый год свирепствуют штормы. Таковы пользующиеся среди моряков плохой славой - сороковые широты южного полушария.

Влияние ветровых волн на судоходство проявляется в следующем:

· судно на волнении испытывает качку, которая физиологически плохо отражается на людях

· расшатываются связи корпуса судна и обусловливает повышенные требования к его прочности.

· потеря скорости на волнении может достигать 30%

· попадая в резонанс с волнами, т. е. когда период волны совпадает с периодом собственных колебаний судна, оно может потерять остойчивость и опрокинуться. Такие же последствия могут быть при подвижке сыпучего груза в трюмах во время сильной бортовой качки.

· порты, расположенные у открытого побережья, вынуждены ограждать свою акваторию дорогостоящими волноломами, которые «гасят» волну

· грузовые работы приостанавливаются, как правило, при волнении свыше 4 баллов. То же самое относится и к танкерам, производящим грузовые операции у точечных причалов в море.

Цунами (япон.) — морские волны, возникающие главным образом в результате сдвига вверх или вниз протяженных участков морского дна при подводных и прибрежных землетрясениях. Скорость распространения цунами от 50 до 1000 км/ч; высота в области возникновения от 0,1 до 5 м, у побережий от 10 до 50 м и более. Цунами производят опустошительные разрушения на суше (например, в 1933 г. у берегов Японии). Они часто причиняют большой материальный ущерб прибрежным районам и нередко сопровождаются многочисленными жертвами.

В отличие от ветровых волн цунами охватывают всю толщу воды. Одновременно с волной цунами при подводных землетрясениях возникает «ударная волна», которая распространяется в воде со скоростью звука — 5400 км/ч, т. е. в 6—7 раз быстрее, чем волна цунами. Система подводных звукоуловителей (гидрофонов) регистрирует ударную волну, а по направлению, откуда она пришла, устанавливает место ее возникновения, что позволяет высчитать время, через которое придет волна цунами.

В 1755 г. в Лиссабоне во время землетрясения толпа численностью около 60 тыс. человек, спасавшаяся на набережной от обломков рухнувших зданий, была унесена в море хлынувшей на город волной высотой 12 м.

В 1883 г. при извержении вулкана Кракатау на небольшом островке у берегов Индонезии образовалась огромная волна высотой 35 м, которая обошла вокруг всего земного шара и унесла с собой 36 тыс. человеческих жизней. Особенно часто страдает от цунами побережье Японии.

БАРИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ При прохождении циклона, в центре которого атмосферное давление иногда снижается до 660 мм, на поверхности океана образуется выпуклость высотой до 1 м. Эта выпуклость создает барическую волну, которая, подобно цунами, может привести к тяжелым последствиям. Так, в 1953 г. циклон в Северном море у берегов Англии вызвал мощную барическую волну, совпавшую по времени с высоким приливом. Усиленная ветровыми волнами, она выросла на мелководье до десятиметровой высоты, дошла до берегов Голландии и, прорвав знаменитые плотины, отделяющие страну от моря, произвела страшные опустошения: погибло 1400 человек, было разрушено 143 тыс. домов, уничтожено около 400 тыс. голов скота, затоплено 2500 км² территории.

ПРИЛИВЫ И ОТЛИВЫ Приливы и отливы — периодические колебания уровня воды (подъемы и спады) в акваториях на Земле, которые обусловлены гравитационным притяжением Луны и Солнца, действующим на вращающуюся Землю.