Гэвин Претор-Пинни - Занимательное волноведение. Волненя и колебания вокруг нас

Приливно-отливные потоки отличаются от обычных океанических течений — тех, что обусловлены восходящим потоком более теплых вод и нисходящим вод более холодных, а также преобладающими ветрами — тем, что меняют направление своего течения в зависимости от времени суток. Вдоль большинства побережий, например, окружающих Атлантический океан, приливы полусуточные, то есть в течение лунных суток случаются две полные и две малые воды. В то время как вдоль других побережий, например вокруг Мексиканского залива и Южно-Китайского моря, приливы суточные, то есть в течение лунных суток случается одна полная и одна малая вода. [52] Для некоторых областей, например возле тихоокеанского побережья Северной Америки, характерны смешанные приливы: две больших воды в сутки (как у полусуточных), но значительно отличающихся друг от друга — одна выражена гораздо сильнее, чем другая. Такая вариация приливов в разных частях земного шара частично объясняется географической широтой той или иной прибрежной области. Наглядным объяснением служит данная схема, которая, я уверен, все читателю прояснит. Но даже если они и меняют направление движения с определенной регулярностью, это все равно течения. Как же прилив может одновременно быть еще и волной? Приливные волны слишком широки, да и высотой не отличаются, потому в открытом море мы их не замечаем — только возле берега. И все же, если вы сравните приливы с обычными, вызванными ветром океаническими волнами, накатывающими на пологий берег, вы убедитесь в их сходстве друг с другом.

Мы знаем, что обычные океанические волны при приближении к берегу преобразуются: из глубоководных в мелководные. Дно все поднимается, и волна больше не может двигаться по круговой траектории, как это было в открытом море. Постепенно круговые орбиты уплощаются, пока не остается лишь движение вперед-назад — хорошо известное нам волнение, когда волны то накатывают на берег, то отходят от него. Как только глубина снижается до одной двадцатой длины волны, волны из глубоководных становятся мелководными.

В то же время приливы — это всегда мелководные волны. Потому что даже самые глубокие впадины самых глубоких океанов, где толща воды достигает 11 км, намного меньше одной двадцатой длины приливных волн, которые от одного гребня до другого растягиваются на сотни километров. То, что мы видим приливные волны как течения, обусловлено масштабностью этого явления. Сравните себя, наблюдающего за приливной волной, и краба-отшельника, наблюдающего за обычной океанической волной, которая плещется туда-сюда на песчаной отмели. С точки зрения краба, накатывающая мелководная волна — всего лишь омывающая песок вода. То же самое происходит, когда мы наблюдаем за мелководной приливной волной. Приливные и океанические волны различаются не только масштабами — очередные гребни у них накатывают с разной периодичностью во времени. Океанические волны, распространяющиеся свободно и взаимодействующие друг с другом, могут накатывать как им заблагорассудится, а волнам приливным, «понуждаемым» равномерным движением небесных тел, свойственна предсказуемость.

Хотя большинство из нас с приливами знакомо, мало кто знает, что подобные же волны, вызванные действием силы тяжести, распространяются и через твердую оболочку Земли. Эти земные приливы образуются в то самое время, когда слегка эластичная порода земной коры деформируется в результате все того же совместного гравитационного воздействия Солнца и Луны. В период сизигийных приливов земля вспучивается на высоту до полуметра. Как и океанические приливы, земной прилив распространяется по всей планете по мере того, как она вращается, в попытке сохранить равновесие, ориентируясь на гравитационные силы Солнца и Луны. Поскольку грунт — не жидкость, поведение земной коры не имеет ничего общего с течениями, вызываемыми океаническими приливами и отливами. Земной прилив практически незаметен, его трудно измерить. Однако физикам из Европейского совета по ядерным исследованиям в Женеве приходится принимать земной прилив в расчет при проведении опытов с Большим адронным коллайдером, который в ходе земного прилива смещается.

Когда же волны идущего с океана прилива сжимаются наподобие гармошки, устремляясь в устье реки и образуя крутой фронт волны, его называют бором. В отличие от обычной океанической волны, бор на берег не обрушивается, а движется навстречу течению реки, причем, проходит так многие километры. Иногда он представляет собой группы легких волнений, которые могут предваряться полосой пены или даже ныряющим буруном, который перехлестывает через себя, образуя «трубу».

Боры замечены на шестидесяти семи реках по всему миру . {122} 122 Bartsch-Winkler, Susan, and Lynch, David K., “Catalogue of Worldwide Tidal Bore Occurrences and Characteristics”, U.S. Geological Survey Circular, 1022 (1988). Известно, что в Британии таких рек тринадцать, хотя некоторые из боров настолько малы, что там и смотреть-то не на что. Наиболее эффектный бор образуется в нижнем течении реки Северн. В ее устье амплитуда прилива — разница между уровнями малой и большой воды — может достигать 13,7 м [53] Амплитуда с таким значением занимает второе место в мире; первое принадлежит амплитуде в 15 м у залива Фанди на Атлантическом побережье между двумя канадскими провинциями: Нью-Брансуик и Новая Шотландия. , формируя бор, склон волны которого равен двум с половиной метрам во время сизигийных приливов в полнолуния или новолуния, ближайшие к датам весеннего и осеннего равноденствия.

Видя, как идущий во главе прилива бор все катит и катит, вы можете посчитать, что это волна, вполне подходящая для занятий серфингом. Что на ней можно оставаться гораздо дольше, чем на волне обычной, накатывающей на берег. Наверняка именно так рассуждал подполковник Джон Черчилль, в 1950-х ставший первым смельчаком, запрыгнувшим на бор.

Известный как Бешеный Джек благодаря своим подвигам во Вторую мировую, когда он возглавлял подразделение бойцов, Джон Черчилль также был страстным лучником, в 1939 году представляя Великобританию на всемирных спортивных соревнованиях. Зачастую он отправлялся в бой с большим луком, поражая врага стрелами. Несмотря на то что шотландцем Черчилль не был, он обожал волынку; во время наступления на норвежский Вогсей он сидел на носу десантного корабля и играл «Марш клана Камерон». Подражая шотландцам во всем, Черчилль вел своих подчиненных в атаку, издавая боевой клич и потрясая обоюдоострым, с широкой рукоятью клеймором, без которого, по выражению самого Бешеного Джека, офицер «имел недостойный вид».