Морские волны

Морские волны можно классифицировать по различным признакам.
1. По силам, вызывающим волновое движение, т. е. по происхожде¬нию, можно выделить в океане (море) следующие виды волн:
- ветровые - вызванные ветром и находящиеся под его воздействием;
- приливные - возникающие под действием периодических сил притяжения Луны и Солнца;
- анемобарические - связанные с отклонением поверхности океана от положения равновесия под действием ветра и атмосферного давления;
- сейсмические (цунами) - возникающие в результате динамических процессов, протекающих в земной коре и, в первую очередь, подводных землетрясений, а также извержений вулканов, как подводных, так и прибрежных;
- корабельные - создающиеся при движении корабля.
Наиболее часто (практически всегда) на поверхности морей и океанов наблюдаются ветровые и приливные волны, при этом ветровые волны доставляют наибольшие неприятности мореплавателям: вызывают качку корабля, заливают палубу, уменьшают скорость хода, уклоняют его от заданного курса, могут наносить повреждения, а подчас вызывают гибель судна, разрушают берега и береговые сооружения.
Приливные волны обычно воспринимаются в форме периодических колебаний уровня - приливов и периодических течений.

Каждая волна, поступательная или стоячая, характеризуется определенными элементами (рис.3). Общими элементами для обоих типов волн являются.
Волновой профиль - кривая, получаемая в результате сечения взволнованной поверхности моря вертикальной плоскостью в заданном направлении (обычно в направлении распространения волн).
Средний волновой уровень - линия, пересекающая волновой профиль так, что суммарные площади выше и ниже этой линии одинаковы.
Гребень волны - часть волны, расположенная выше среднего волнового уровня.
Вершина волны - наивысшая точка гребня волны.
Ложбина волны - часть волны, расположенная ниже среднего волнового уровня.
Длины волн цунами варьируют в широких пределах, в зави-симости от характера землетрясения и расстояния, пройденного волной. Например, катастрофическое цунами на океанском по-бережье Японии 3 марта 1933 г. имело длину всего 17 км, а при Чилийском землетрясении 22 мая 1960 г. волны достигали длины 300 - 400 км. Периоды, как и длины волн, увеличиваются по мере их удаления от эпицентра. Например, при Алеутском землетрясении 1 апреля 1946 г. период цунами у берегов Канады был 9 мин, а, пройдя расстояние до Вальпараисо (9000 км), волны увеличили период до 18 мин.
При подводных землетрясениях образуется три вида волн: собственно цунами - длинные волны, сейсмические волны в земной коре и акустические волны в воде. Наибольшую ско¬рость имеют, естественно, сейсмические волны. По ним и судят о приближении цунами. Акустические волны распространяются со скоростью, близкой к звуковой, и воспринимаются на кораб¬лях как удары, часто приписываемые столкновению с мелью (в таких случаях «мели» часто наносились на карты, но впос¬ледствии не подтверждались промерами).

Реальное морское волнение имеет хаотичный характер. Оно не подчиняется никаким видимым закономерностям, поэтому при изучении волнения используют методы теории вероятностей. При расчётах судов и объектов океанотехники в качестве математической модели волнения применяют спектральное представление нерегулярного ветрового волнения, которое рассматривается как суперпозиция бесконечного числа цилиндрических волн.
Элементы морских волн, возникающих под действием ветра в океанах и морях, зависят не только от силы ветра, но и от продолжительности его действия, длины разгона и рельефа дна. Поэтому ветер одной и той же силы при различных конкретных условиях может вызывать различные волны. Наблюдаемые максимальные высоты волн в океанах значительно больше, чем в морях.