География. Современная энциклопедия:
волны морские
Периодические колебания поверхности моря или океана, обусловленные возвратно-колебательными или круговыми движениями воды. В зависимости от причин, вызывающих движение, различаются волны ветровые, приливные (приливы и отливы ), барические (сейши ) и сейсмические (цунами ). Волны характеризуются высотой, равной расстоянию по вертикали между гребнем и подошвой волны, длиной – расстоянием по горизонтали между двумя смежными гребнями, скоростью распространения и периодом. У ветровых волн он длится ок. 30 с, у барических и сейсмических – от нескольких минут до нескольких часов, у приливных измеряется часами.
Волны прибоя на Чёрном море
В водоёмах наиболее распространены ветровые волны. Они образуются и развиваются благодаря энергии ветра, передаваемой воде за счёт трения и путём давления воздушного потока на склоны гребней волн. Они всегда существуют в открытом океане и могут иметь самые разнообразные размеры, достигая дл. до 400 м, выс. 12–13 м и скорости распространения 14–15 м/с. Макс. зарегистрированная выс. ветровых волн составляет 25–26 м, возможно существование и более высоких волн. В начальной стадии развития ветровые волны бегут параллельными рядами, которые затем распадаются на обособленные гребни. На глубоководье размеры и характер волн определяются скоростью ветра, продолжительностью его действия и расстоянием от подветренного пространства; малые глубины ограничивают рост волн. Если ветер, вызвавший волнение, стихает, то ветровые волны превращаются в т. н. зыбь. Она часто наблюдается одновременно с ветровыми волнами, при этом не всегда совпадая с ними по направлению и высоте.
Элементы волны и типы волн
В зоне прибоя наблюдаются т. н. прибойные биения – периодические подъёмы уровня воды при подходе группы высоких волн. Выс. подъёма может составлять от 10 см до 2 м, редко до 2,5 м. Сейши обычно наблюдаются в ограниченных водоёмах (морях, заливах, проливах, озёрах ) и представляют собой стоячие волны, вызванные чаще всего быстрым изменением атм. давления, реже иными причинами (резкое поступление паводковых вод, сильные дожди и проч. ). Однажды вызванная деформация уровня воды приводит к постепенно затухающим колебаниям в ней. При этом в некоторых точках уровень воды остаётся постоянным – это т. н. узлы стоячей волны. Выс. таких волн незначительна – обычно несколько десятков сантиметров, редко до 1–2 м.
Большая советская энциклопедия:
Волны морские
Волны на поверхности моря или океана. Благодаря большой подвижности частицы воды под действием разного рода сил легко выходят из состояния равновесия и совершают колебательные движения. Причинами, вызывающими появление волн, являются приливообразующие силы Луны и Солнца, ветер, колебание атмосферного давления, подводные землетрясения и деформации дна. В соответствии с этим В. м. подразделяются на приливные (см. Приливы и отливы), ветровые, барические (см. Сейши) и сейсмические (см. Цунами).
В большинстве случаев волновые движения отличаются неправильностью формы. Следует различать перемещение частиц в волне и видимое движение формы волны, заключающееся в передвижении в пространстве её профиля. Частицы в волне совершают перемещение по замкнутым или почти замкнутым траекториям (рис. 1).
Основные характеристики В. м. — их высота, равная расстоянию по вертикали между гребнем и подошвой волны (рис. 2), длина волны — расстояние по горизонтали между двумя смежными вершинами или подошвами волн, скорость перемещения формы волны, или фазовая скорость, период волны. Период ветровых В. м. не превосходит 30 сек, барические и сейсмические В. м. имеют период, исчисляемый минутами, десятками минут и часами. Периоды приливных волн измеряются часами.
В зависимости от преобладающей роли сил, участвующих в формировании волновых движений, волны подразделяются на гравитационные и капиллярные (см. Волны на поверхности жидкости). Волны, продолжающие существовать после окончания действия сил, их вызвавших, называются свободными, в отличие от вынужденных волн, поддерживаемых непрерывным притоком энергии.
Ветровые волны — вынужденные волны, образующиеся за счёт энергии ветра, передаваемой волнам путём непосредственного давления воздушного потока на наветренные склоны гребней и его трения о поверхность волны (рис. 3). Развитие ветровых волн начинается с образования ряби, являющейся капиллярными волнами. Возрастая, капиллярные волны превращаются в гравитационные, которые постепенно увеличиваются по длине и высоте. В начальной стадии развития волны бегут параллельными рядами, которые затем распадаются на обособленные гребни (трёхмерное волнение). Взволнованная ветром поверхность воды приобретает весьма сложный рельеф, непрерывно изменяющийся во времени. На поверхности моря всегда существуют ветровые волны самые разнообразные по своим размерам (иногда достигая длины до 400 м, высоты 12—13 м и скорости распространения 14—15 м/сек).
В глубоком море размеры волн и характер волнения определяются скоростью ветра, продолжительностью его действия, «разгоном волн», т. е. расстоянием от подветренного берега в направлении ветра до точки наблюдения, а также структурой ветрового поля и конфигурацией береговой черты. В мелком море дополнительным фактором, влияющим на процесс образования волн, является глубина моря и рельеф дна; малые глубины ограничивают рост волн. Если ветер, вызвавший волнение, стихает, то ветровые волны постепенно преобразуются в свободные волны, называемые зыбью, волны которой имеют более правильную у форму, чем ветровые волны, и большую длину гребней. Наиболее часто встречается смешанное волнение, при котором одновременно наблюдаются зыбь и ветровые волны.
Изучение В. м. представляет большой практический интерес в связи с многочисленными проблемами мореплавания, морского гидротехнического строительства, кораблестроения и т.д. и требует детальных теоретических и экспериментальных исследований с помощью различных инструментов, устанавливаемых на судах и на берегу.
Приборами для наблюдения за ветровыми волнами являются волномерные рейки или вехи, волномеры и волнографы различных систем. Стереофотосъёмка позволяет регистрировать состояние поверхности моря на большой площади. Регистрация длиннопериодных В. м. (например, приливных волн) производится приборами, называемыми Мареографами.
Лит.: Снежинский В. А., Практическая океанография, Л., 1951; Дуванин А. И., Волновые движения в море, Л., 1968: Шулейкин В. В., Физика моря, 4 изд., М., 1968.
С. С. Войт.
Рис. 1. Схема распространения волны: круговые траектории движения частиц воды и профиль волны, перемещающейся вправо.
Рис. 2. Схема волны.
Рис. 3. Действие ветра на волну.
© «СловоТолк.Ру» — толковые и энциклопедические словари, 2007-2020