Б. Карлов - Учебник, судоводителя-любителя

Рис. 78 Диаграмма розы ветров

Рис. 79. Элементы волны

В мелководных прибрежных районах от ветра возникает нагон или сток воды и там, где в тихую погоду глубины были больше, может оказаться очень мелко. Ветер вызывает разницу в уровне воды от одного до трех метров. Сильный ветер и волны срывают со своих мест средства навигационного оборудования.

При подготовке к плаванию судоводитель-любитель должен учитывать особенности ветров, возникающих в районе плавания. Эти сведения он может получить из лоций и руководств для мореплавания по специальным картам, называемым атласом ветров, где отмечены характерные для данного участка моря ветры. Для каждого участка моря и озера характерны свои ветры. Характер и направление ветров определяются на специальных картах ветровой диаграммой – розой ветров.

Данными для ее построения (рис. 78) служат многолетние наблюдения метеостанций, маяков, судов в море. Стрелка указывает направления ветра, оперение – его силу. Одно малое перо соответствует скорости ветра в 1-2 м/сек, одно большое – в 3-4 м/сек. Цифры на стрелке показывают количество ветров данного направления в процентах. Цифра в кружке означает число штилевых дней и дней со слабыми переменными ветрами. Розы ветров строятся для каждого месяца отдельно.

Волны, наблюдаемые на поверхности воды, делятся на три вида.

Ветровые волны, образующиеся в результате действия ветра.

Сейсмические волны, возникающие в океанах в результате землетрясения и достигающие у берегов высоты 10-30 м.

Сейши – волны, которые образуются в ограниченном бассейне, примыкающем к морю, в результате нарушения равновесия водной поверхности, вызванного сильным ветром или колебаниями почвы.

Для судовождения на реках и в прибрежных районах моря существенны только ветровые волны (волны трения).

Волны состоят из чередующихся между собой валов и впадин (рис. 79), где длина волны l , измеряемая в метрах, является расстоянием по горизонтали между соседними гребнями или подошвами волн; высота волны h – расстояние по вертикали от подошвы до гребня волны. Скорость волны, измеряемая в м/сек, – расстояние, которое проходят в единицу времени гребень или подошва волны в направлении ее движения.

Период волны – промежуток времени, за который последовательно проходят через одну и ту же точку два соседних гребня волн, измеряется в секундах. Угол склона или крутизна волны обозначается a . Фронт волны – линия, перпендикулярная направлению движения волны. Это направление, подобно курсу, определяется в румбах или градусах. Отношение высоты волны h к ее длине l также характеризует крутизну волн. Она меньше на морях и океанах и больше на водохранилищах и озерах.

Ветровые волны возникают с ветром, с прекращением ветра эти волны в виде мертвой зыби, постепенно затухая, продолжают двигаться в прежнем направлении.

Ветровое волнение зависит от величины водного пространства, открытого для разгона волны, скорости ветра и времени действия его в одном направлении, а также глубины. С уменьшением глубины волна становится крутой. Слабый ветер, дующий длительное время на большом водном пространстве, может вызвать волнение более значительное, чем сильный кратковременный ветер на малой водной поверхности. Высота волны связана со степенью волнения и определяется специальной шкалой волнений (см. табл. 3).

Ветровые волны несимметричны, наветренный склон их пологий, подветренный – крутой. Так как ветер на верхнюю часть волны действует сильнее, чем на нижнюю, гребень волны рассыпается, образуя «барашки».

Зыбь – волнение, продолжающееся после ветра уже затихшего, ослабевшего или изменившего направление. Волнение, распространяющееся по инерции при полном безветрии, называется мертвой зыбью.

Волны бывают правильные, когда их гребни ясно различимы, и неправильные, когда волны не имеют ясно выраженных гребней и образуются без всякой видимой закономерности. Гребни волн перпендикулярны направлению ветра в открытом море, озере, водохранилище, но у берега они принимают положение, параллельное береговой черте, набегая на берега.

Толчея – хаотическое нагромождение волн, образующихся при встрече прямых волн с отраженными. Опрокидывание гребня идущей волны на крутом берегу образует взбросы, имеющие большую разрушительную силу.

Набегание волн на отлогий берег с увеличением по высоте и крутизне и последующим опрокидыванием на берег называется прибоем. Над банками или рифами образуются буруны, служащие признаком подводной опасности.

Волны несколько успокаиваются от сильного дождя, от плавающих на поверхности воды водорослей, масла.

При обычных штормах длина большой морской волны бывает от 60 до 150 м, высота от 6 до 8 м с периодом в 6-10 сек. Крутизна волны достигает 1/20-1/10. На водохранилищах и глубоких озерах крутизна волны равна 1/10-1/15. Высота волны на водохранилище обычно достигает 2,5- 3,0 м, на озерах до 3,5 м. На реках и каналах высота волны обычно меньше – 0, 6 м, но иногда, особенно в период весенних вод, может достигать 1 м.

Таблица 3. Шкала волнений

Максимальные высоты волн в океанах доходят до 20 м. На морях, озерах и водохранилищах* они различны, например: в Северном – 9, Средиземном – 8, Охотском – 7, на озерах Байкал и Ладожском – 6, Черном – 6 и Каспийском – 10, на Братском водохранилище – 4, 5 (в местах, где глубины 100 м), в Рыбинском водохранилище 2, 7, в Цимлянском – 4, 5, Куйбышевском – 3, в Белом море и Финском заливе – 2, 5 м; в низовьях Волги в шторм волны достигают высоты 1, 2 м.

* Для водохранилищ Рыбинского, Цимлянского, Куйбышевского и Ладожского озера приводятся максимально фиксированные высоты волн в районах судоходных трасс по А. Ю. Зарбаилову.

Для ознакомления с ветровыми волнами на определенном участке водохранилища пользуются специальным атласом волновых явлений. Любитель по тем или иным причинам не всегда может пользоваться атласом. На рис. 80 приведен график определения высоты волны в зависимости от скорости ветра и длины ее разгона. График действителен только для пресноводных водоемов: водохранилищ, озер и рек. Рельефа дна и надводного рельефа берега график не учитывает, поэтому он дает небольшой процент погрешности.