Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ

Во время штормов ураганной силы регистрировались волны высотой до 18–21 м. Так, 12 сентября 1961 г. британским судном погоды «Уэдер репортер» была измерена волна высотой 20 м. Такие волны, однако, исключение. Волны высотой более 14 м встречаются разве что в центре ураганов. В Атлантике волны редко превышают 12 м, в Тихом океане они могут достигать 15 м, несколько больше — в штормовых районах Антарктики.

Этот прибор измеряет ускорения эталонной массы, возникающие под действием внешних сил. В океанографии акселерометр используется для измерения воздействия волнения на судно. По записям прибора можно определить тип волнения и его интенсивность.

Опасная для судна резкая качка (сильный крен и броски) вызывается не столько высокими, сколько крутыми волнами. Наиболее крутые волны наблюдаются обычно в начальной стадии шторма.

Небольшое судно иногда лучше выдерживает шторм, чем крупное. Короткие суда обычно «въезжают» на один склон волны и «съезжают» с другого, тогда как длинные проходят по волнам на ровном киле. Опасная ситуация возникает, когда нос и корма попадают на два последовательных гребня волн, а. центральная часть судна попадает на ложбину и испытывает прогиб, либо когда середина судна попадает на гребень, а нос и корма, «повисают». При особо сильных напряжениях судно может разломиться надвое. Чтобы избежать этого, следует изменить курс.

Прогнозы высоты волнения были с успехом применены во время второй мировой войны при вторжении в Нормандию. Теперь они регулярно выпускаются Океанографическим управлением ВМС США и рядом коммерческих организаций. Если имеется достаточная информация о ветре, то есть о длительности его действия, направлении, скорости и разгоне, то можно предсказать высоту волн зыби и состояние поверхности моря на сутки и более вперед.

Когда стихает ветер, волны становятся более плавными и пологими, уменьшается их высота. Изменения эти происходят постепенно, и волны, становящиеся теперь зыбью, продолжают свое движение, пока не достигнут берега. При этом они могут проделать путь в тысячи миль.

Относительно длинные волны, вышедшие из зоны действия ветра и уже начавшие затухать, называются зыбью. Термин «ветровое волнение» применяется к волнам, еще находящимся в зоне волнообразования. Когда волны выходят из этой зоны, наиболее короткие из них затухают и волны становятся более правильными, длиннопериодными, с более гладкими гребнями [26] Математической моделью ветровой волны является трохоида — кривая, образуемая точкой внутри круга, катящегося без скольжения по прямой. Трохоида имеет заостренные гребни и пологие впадины. Волны же зыби почти синусоидальны. — Прим. перев. . Для обозначения этого процесса вырождения ветрового волнения в зыбь специалисты-волновики используют термин «затухание».

Иногда волны зыби приблизительно одинаковой длины, но возникающие в различных штормовых районах океана, достигают берега одновременно. При этом гребни волн зыби двух различных систем могут совпасть по фазе, то есть наложиться друг на друга и образовать волну большей высоты, чем могли бы дать эти системы по отдельности. Если же волны сложатся в противофазе, то есть гребень одной системы совпадет с ложбиной другой, то они погасят друг друга. Медленное повышение и понижение уровня, наблюдаемое на мелководье за счет периодического взаимного усиления и ослабления волн различных систем, называется прибойным биением. Период его измеряется минутами. Возникает это явление потому, что переносимая волнами к берегу вода не успевает оттекать вдоль дна в море.

Пена состоит из пузырьков воздуха, разделенных пленкой воды. В пресной воде пузырьки воздуха, сближаясь друг с другом, сливаются, а в соленой воде — отталкиваются. Большая часть пузырьков воздуха в океане образуется при ветровом волнении, но они могут возникать и при дожде и даже снеге. Пузырьки, образующиеся вблизи берега, очень мелки, обычно менее 0,5 мм в диаметре. Поднимаясь на поверхность, они лопаются и выбрасывают в воздух соленые брызги на высоту, в тысячу раз превосходящую их диаметр.

Полагают, что этим в основном объясняется содержание частиц соли в атмосфере.

Дело в том, что здесь удачно сочетаются два фактора: пологое дно и очень длинные волны, приходящие из просторов Тихого океана. Благодаря этому возникает волна, передний склон которой постепенно становится все круче, и даже прогибается, но гребень не обрушивается, пока волна не подойдет к самому берегу.

Волны зыби, разбивающиеся у берегов Южной Калифорнии, образуются в экваториальной части Тихого океана, на расстоянии многих тысяч миль от берегов США.

Довольно часто небольшие лодки могут двигаться вместе с прибойной волной, но ими нелегко управлять и удерживать в районе разрушающегося гребня — там, где волна будет нести ее к берегу. В 1945 г., занимаясь волновыми исследованиями у берегов Орегона, Джон Айзеке из Скриппсовского океанографического института использовал лодку армейского образца. Лодка, имеющая максимальный ход 6 узлов, неслась на гребне прибойной волны 6-метровой высоты со скоростью 15 узлов.

Да, вместо доски пловец может воспользоваться своим собственным телом: надо поймать волну, «оседлать» гребень и мчаться на нем к берегу. Теперь в технику этого вида спорта внесены разного рода усовершенствования, разработано более десятка различных поз, одни из которых увеличивают скорость, другие гасят ее. Занимающиеся этим спортом придумывают разнообразные маневры, чтобы получить ощущение свободного полета на гребне волны.

Это волны, возникающие между слоями жидкости разной плотности. Если теплая вода лежит на более холодной и, следовательно, более плотной воде, то между ними образуется граница раздела, аналогичная граница между океаном и атмосферой. Поскольку разница в плотности слоев воды значительно меньше разности плотности воды и воздуха, высота внутренних волн соответственно превосходит высоту поверхностных волн и может достигать сотен метров [27] Высота поверхностных волн ограничивается силой тяжести. В случае внутренних волн сила тяжести в значительной степени компенсируется архимедовыми силами плавучести. — Прим. перев. .