Excitarea mării în puncte. Informație despre vânt și val

Excitare pe mare, T. E. valuri, se formează prin mișcări oscilante ale particulelor de apă sub influența forțelor exterioare. Prin originea lor se disting următoarele tipuri:

• undele de vânt generate de expunerea la vânt;
• maree, formate sub acțiunea forțelor gravitaționale ale Lunii și ale Soarelui;
• condițiile de supratensiune create în zonele de coastă și în estuare prin vânturi constante;
• tsunami generate de cutremure subacvatice;
• valuri de la navele în mișcare.

Valurile vântului.   Undele de vânt sunt periodic care urmăresc arbori și văi ( fig. 7.38.).

Fig. 7.38.   Elemente de val

Partea superioară a arborelui este numită creastă, partea inferioară (gol) - talpa. Distanța dintre două crestături sau tălpi se numește lungimea de undă și este notată cu litera λ și timpul în care două crestături trec printr-un punct se numește perioada de undă. Distanța verticală de la bază la creastă se numește înălțimea valului h, unghiul pantei este panta α.

Sub influența vântului, forma de undă diferă de cea sinusoidală și are o panta ușoară spre vânt (pe partea vântului) și o panta abruptă înclinată (pe partea opusă). Când vântul se întărește, panta înclinată devine mai abruptă și începe să se prăbușească, formând o "oaie" albă.

Valurile vântului depind de dimensiunea spațiului de apă, adâncimea, viteza vântului și durata acțiunii sale într-o singură direcție. La adâncimi mari, valurile sunt înalte, blânde și lungi și, invers, la adâncimi mici, valurile sunt scurte și abrupte, periculoase pentru navele mici.

În spațiile mari de apă, înălțimea valurilor crește pe măsură ce se deplasează de la coasta vântului la submarin, cu o izbucnire mare, valurile pot fi destul de mari, chiar și cu vânturi slabe. Interacțiunea dintre valurile viitoare și reflectate de pe coasta abruptă creează o mulțime - haotică, diferită în înălțime și lungime de undă, reprezentând un pericol pentru navele mici.

Dacă coasta este superficială, valul nu reflectă din ea și, ca rezultat, are forma corectă. În timp ce se deplasează pe o coastă blândă, pe măsură ce adâncimea scade, crește înălțime și înălțime și se răstoarnă când intră pe coastă. O astfel de emoție se numește surf.

În largul mării într-o furtună, înălțimea valurilor poate ajunge la 5-8 metri, cu o lungime de 60-150 de metri, și cu furtuni foarte puternice și mai mult. Înălțimea valurilor pe lacuri și rezervoare poate ajunge la 2,5-4 metri.

În spațiile mari de apă, undele eoliene cu vânt puternic au, de regulă, o structură complexă. Valurile nou formate de diferite lungimi și înălțimi sunt suprapuse pe principalele valuri mari. Atunci când sunt combinate unul cu celălalt și cu valul principal, ele pot duce atât la netezire, cât și la o creștere semnificativă a înălțimii creastei. Perioadele principalelor valuri și cele mai puternice ale celor mai puternice valuri pot coincide, astfel încât creasta care rezultă poate să crească treptat până la valori foarte mari după un declin - așa apare notorul "al nouălea arbore".

După ce vântul se oprește, excitarea nu se oprește imediat - continuă, se estompează, se mișcă în aceeași direcție, formând așa-numitul umflătură (fără vânt deloc - un umflat mort), iar valurile pot ajunge la o înălțime foarte mare. În ocean, după terminarea furtunii, se poate aștepta apariția unor "valuri ucigașe" foarte înalte și abrupte, capabile să crăpească nu numai cu vase mici de tonaj mic, ci și cu cele mai mari nave.

În plus, umflarea poate provoca o rulare haotică puternică a vasului cu o amplitudine mare de oscilație. O astfel de lovitură amenință să răstoarne și să inunde vapoare mici cu motor și bărci deschise, dar este deosebit de periculoasă pentru navele cu superstructuri sau stâlpi mari. Au existat cazuri în care antenele amplasate pe piloni și dispozitive de măsurare a dispozitivelor au căzut pe umflături moarte, stingerea stâlpilor de iahturi pe iahturi de navigație a fost ruptă, oamenii au căzut de pe punți și poduri peste bord. Prin urmare, după terminarea furtunii, este imposibil să se relaxeze și să se păstreze închizătoarele închise până când umflarea se ușurează.

Valuri în apele porturilor.   Pe apele porturilor se formează un set de valuri care vin de pe mare, valuri proprii, valuri create de nave și reflectate din zidurile și coastele de aterizare. Ca urmare a adăugării tuturor acestor valuri, se creează o mulțime haotică, periculoasă pentru navele mici datorită imprevizibilității lor. Este dificil să se adapteze la astfel de valuri, eșecuri profunde și înălțimi mari pot apărea în fața unei nave dintr-o dată, cu toate consecințele neplăcute pentru o navă mică deschisă.

Tides. Tările sunt schimbări periodice ale nivelului apei cauzate de forțele de atracție ale Lunii și ale Soarelui. Fluctuațiile de apă în piscinele în aer liber pot ajunge la 1 metru, iar în vârfurile golfurilor până la 10-14 metri. Astfel de fluctuații mari în nivelul apei se regăsesc în unele golfuri ale Mării Albului și Barents. Cel mai înalt nivel de apă se numește apă înaltă, nivelul scăzut se numește apă scăzută, iar nivelul mediu se numește apă medie.

Tidele produc întotdeauna curenți de maree. Mareele au trei specii - diurnale, având apă plină și apă mică în timpul zilei lunare (24 de ore și 50 de minute); semi-diurnă, în care, în același timp, se schimbă două ape pline și două ape mici; mixt - cu o schimbare în timpul jumătății perioadelor de luni lunare de la semi-zilnic la zilnic și invers.

Informațiile despre supratensiuni pentru zonele de navigație planificate pot fi obținute de la "Tabelele Tide". Cu ajutorul lor puteți calcula:

• înălțimile și momentele de apă înalte și joase din porturile principale într-o anumită zi;
• nivelul mării în porturi în orice moment între apa ridicată și cea scăzută;
• timpul în care fluxul atinge o valoare predeterminată.

Vântul apare datorită distribuției inegale a presiunii în atmosferă. Efectul vântului este neuniform în spațiu și timp, deoarece viteza și direcția lui fluctuează întotdeauna. Debitul de aer constă în ediții individuale, care se deplasează aleatoriu în spațiu. Prin urmare, viteza vântului, măsurată în orice punct, variază continuu în timp. Cele mai mari fluctuații ale vitezei vântului sunt observate în stratul de antrenare. Fluctuațiile vitezei vântului sunt caracterizate de factorul de rafală, care este raportul dintre viteza maximă a rafalei și viteza medie obținută în 5-10 minute. Pe măsură ce viteza medie a vântului crește, coeficientul de rafală scade. La viteze mari ale vântului, factorul de rafală este de aproximativ 1,2-1,4.

Fig. 6.4. Instrumente pentru determinarea vitezei reale a vântului: cronometru și anemometru

Vânturile de vânt ating uneori viteze de 29 m / s. Vitezele medii ale vântului cresc cu altitudinea. Cea mai mare creștere apare în stratul de antrenare. Pentru a putea compara vitezele vântului, înălțimea standard   A fost adoptată o înălțime de 10 m. Viteza vântului este exprimată în metri pe secundă, forța punctelor de vânt. Raportul dintre acestea este determinat de scara Beaufort, care a fost modificată de mai multe ori.

Efectele vântului se produc predominant în zone cu presiune atmosferică redusă. Cicloanele tropicale, în care viteza vântului depășește adesea 60 m / s, sunt deosebit de puternice. Se observă furtuni puternice în latitudini temperate.

Vântul face ca marea să se umfle. Următoarele elemente elementare și caracteristicile valurilor se disting.

Profilul profilului   - linia secțiunii suprafeței mării agitate de un plan vertical în direcția propagării undelor. O linie care intersectează profilul undei, astfel încât suprafețele totale de deasupra și dedesubt să fie aceleași, se numesc nivelul mediu al valurilor profilului.

Wave crestă   - o parte a undei situată deasupra nivelului mediu al undelor.

Wave hollow   - partea situată sub nivelul mediu.

Wave top   - cel mai înalt punct al creastei.

Singurul val- punctul cel mai de jos al jgheabului.

Wave front   - O linie care rulează de-a lungul creastei.

Valoarea creastă a valurilor   - lungimea creastei din față.

Valoare înălțime   - distanța verticală de la vârf la fundul undei adiacente pe profilul undei.

Lungimea de undă λ   - distanța orizontală între vârfurile crestelor adiacente.

Wave abrupte   - raportul dintre înălțimea undelor și lungimea lor.

Perioada valurilor τ   - intervalul de timp dintre trecerea prin același punct al spațiului a două crestături (sau tălpi) succesive ale valului.

Viteza de undă cu   - distanța este orizontul parcurs de orice punct al undelor pe unitate de timp.

Era valurilor   - raportul dintre viteza undelor și viteza vântului.

În funcție de stadiul de dezvoltare, entuziasmul poate fi în curs de dezvoltare, de stabilizare și de estompare. Valurile sunt clasificate în funcție de diferite criterii. Sunt valuri umfla, vânt și amestecat.

Valurile vântului care au lăsat o regiune puternică a vântului într-o mică regiune a vântului, precum și valurile vântului, după terminarea unui vânt puternic, se transformă în valuri înfundate. Acestea din urmă diferă de valurile eoliene într-o formă mai regulată. Cu valurile vântului, viteza medie a valurilor este mai mică decât viteza medie a vântului, cu umflarea - invers. Valurile mixte apar atunci când un umflat dintr-o zonă furtunoasă vine în alta, unde sa format un alt fel de emoție. În acest caz, ambele sisteme de undă se suprapun unele pe altele. În funcție de forma undelor, se disting entuziasmul bidimensional și tridimensional. Prin natura entuziasmului este regulat și neregulat.

Incitarea în fiecare zonă depinde de mulți factori: forța vântului și durata sa, distanța de la coastă, adâncimea mării, natura valurilor din zonele învecinate ale mării. În partea de nord a Oceanului Atlantic au fost observate valuri cu o înălțime de 15 metri. Cele mai mari valuri (21 m) au fost observate în partea de nord a Oceanului Pacific, cea mai lungă (până la 340 m) în partea de sud a Oceanului Indian.

Controlabilitatea unei nave aflate în largul mării depinde nu numai de mărimea undelor, ci și de înălțimea lor. Cele mai favorabile pentru nava sunt valuri blânde (cu mici abrupte). Viteza maximă a undelor este în medie de 0,06-0,07 și rareori atinge o valoare de 0,1. Undele de mare au o energie extraordinară, care crește proporțional cu lungimea și pătratul înălțimii valurilor.

Cu viteza crescuta a vantului, precum si durata vantului unei directii constante, marimile valurilor cresc. Dar această creștere nu continuă pe termen nelimitat. Chiar și cu un vânt de 12 puncte, valurile ating dimensiunile lor maxime în aproximativ două zile. Cea mai mare dimensiune a valului poate fi realizată numai dacă mărimea bazinului de apă este suficient de mare. Dacă direcția vântului se modifică cu mai mult de 45 °, apare un nou sistem de valuri, care este suprapus pe sistemul de undă anterioară.

În apa puțin adâncă, entuziasmul are propriile caracteristici. Aici, undele ajung repede la dimensiuni maxime și se atenuează mai repede după oprirea vântului. Astfel, în Marea Azov superficială cu o viteză a vântului de 20 m / s, valurile ating dimensiunile maxime în aproximativ o oră. Chiar și cu vânturi puternice, mărimea valurilor în apele puțin adânci este mai mică decât în ​​zonele de adâncime, dar ele diferă într-o mare înălțime. Înălțimea maximă a valurilor în apa puțin adâncă nu poate fi mai mare decât 0,8 adâncimea mării. Viteza și lungimea valurilor în apele puțin adânci sunt reduse, iar perioada rămâne constantă. Adâncimea mării începe să afecteze în mod semnificativ înălțimea valurilor în cazul în care este mai mică de 6-7 valori ale înălțimii medii a undelor. Astfel, zonele superficiale ale mării nu au granițe maritime permanente.

În zona de coastă de mică adâncime, se observă o schimbare în direcția mișcării undei. O varietate de condiții locale pot afecta în mod semnificativ natura valurilor în zonele superficiale. De exemplu, în Newfoundland Bank, unde adâncimea este de aproximativ 160 m, cu adâncimi în zonele adiacente ale Oceanului Atlantic până la 2000 m, există o schimbare bruscă a naturii valurilor și a strivirii. Caracteristicile emoției în diferite zone sunt notate în poziții. Aceste caracteristici ar trebui să fie luate în considerare de către căpitanii, iar atunci când se iau cursuri, evitați să treacă zonele de mică adâncime în condiții de furtună.

   Fig. 6.5. Aparate de măsurare a presiunii atmosferice:
aneroid barometru și barograf

Valoarea înălțimii (de la - la, m)	Grad de excitare în puncte	trăsătură	Semne pentru a determina starea suprafeței mării, lacului, rezervorului mare
		Fără entuziasm	Oglinda-suprafață netedă
Până la 0,25	eu	sărac	Rupturi, crestături cu valuri mici apar
0,25-0,75	II	moderat	Înălțimile mici ale valurilor încep să se răstoarne, dar spuma nu este albă, ci vitrioasă
0,75-1,25	III	semnificativ	Valurile mici, creasta unora dintre ele se răstoarnă, formând în loc spumă albă de curling - "miei"
1,25-2,0	IV	La fel	Valurile iau o formă bine definită, "mieluri" se formează peste tot.
2,0-3,5	V	puternic	Sunt prezente crengile înalte, vârfurile lor de spumare ocupă suprafețe mari, vântul începe să spargă spuma din creasta valurilor.
3,5-6,0	VI	La fel	Combs conturează arborii lungi de valuri de vânt; spuma suflată de creastă de vânt începe să se întindă în dungi de-a lungul pantelor valurilor
6,0-8,5	VII	Foarte puternic	Fâșii lungi de spumă suflate de vânt acoperă pantele valurilor, uneori mergând pentru a ajunge la tălpi.
8,5-11,0	VIII	La fel	Spuma acoperă versanții valurilor cu dungi largi dense de îmbinare, determinând suprafața să devină albă, numai părțile din cavitățile undelor prezintă zone fără spumă
11,0 și mai mult	IX	excepțional	Suprafața mării este acoperită cu un strat gros de spumă, aerul este umplut cu praf de apă și stropi, vizibilitatea redusă semnificativ

Valuri caracteristice ale oceanelor

Elementele undelor de mare care se produc sub acțiunea vântului în oceane și mări, depind nu numai de puterea vântului, ci și de durata acțiunii sale, de lungimea accelerației și de topografia fundului. Prin urmare, vântul aceleiași forțe în diferite condiții specifice poate provoca valuri diferite. observate înălțimile maxime   valurile din oceane sunt mult mai multe decât în ​​mări.

Înălțimea valurilor din ocean poate ajunge până la 20 m. Pe mări sunt diferite, de exemplu: în nord - 9, Marea Mediterană - 8, Okhotsk - 7

Valuri de vânt cu o înălțime de aproximativ 18 m au fost observate în Oceanul Atlantic cu un vânt de 10-11 puncte și aproximativ 21 de metri cu un vânt de 12 puncte.

O înălțime a valurilor de 21 m a fost observată în Pacific în timpul unei furtuni puternice de forță a uraganului.

În apele antarctice de la diesel-electric "Ob" în 1958, înălțimea valurilor a fost măsurată instrumental la 24,5 m.

Cel mai mare val de vânt înălțime - 34 m a fost înregistrat în Oceanul Pacific.

Dar valurile atât de mari ale vântului sunt destul de rare. Deci, pentru un val cu o înălțime de 23 m, este necesar ca vântul cu o viteză de cel puțin 27 m / s să acționeze, fără a schimba semnificativ viteza și direcția, timp de 2 zile la o distanță de 1200 de mile marine (2.200 km).

O influență decisivă asupra rugozității mării are:

- zonă limitată de apă și gradul de dezmembrare a mării în bazine separate, ceea ce împiedică creșterea și răspândirea undelor eoliene;

\u003e relief de fund;

\u003e posibilitatea ca undele sau oceanele vecine să penetreze o anumită mare;

\u003e dezvoltarea gheții în mare;

\u003e intensitatea, stabilitatea și direcția vânturilor furtunoase, care este asociată cu natura activității ciclonice asupra mării.

Frecvența valurilor cu o înălțime de 6 m și mai mare este de 17-20% în cele mai turbulente furtuni ale oceanelor. În zonele tropicale, frecvența acestor valuri nu este mai mare de 3-5%. Pe mare, valurile cu o înălțime de 6 m și mai mult sunt destul de rare. Dar în regiunile Nord, Norvegia, Bering, Okhotsk, recurența medie pe termen lung a valurilor cu o înălțime de 6 m sau mai mare este de aproximativ 8%.

Cea mai mare înălțime observată a valurilor vântului din Marea Neagră a fost de 9 m.

Evidențiază apele din Oceanul de Sud. La sud de 40 ° S frecvența undelor cu o înălțime mai mare de 3 m în toate anotimpurile anului nu este mai mică de 40%. Acestea sunt faimoasele "latitudini de patruzeci".

Valurile maxime de furtună pot ajunge la o lungime de aproximativ 400 m și, prin urmare, se extind la adâncimi considerabile. Dacă acceptăm, conform teoriei valurilor, că înălțimea unei valuri cu adâncime scade exponențial, putem calcula că, cu o înălțime a valurilor de 15 m la o adâncime de 100 m, înălțimea valului va fi de 1,9 m, la o adâncime de 150 m, de 0,7 m, la o adâncime

Distribuția geografică a valurilor în diferite regiuni ale oceanelor în anotimpuri (luni) este dată în manuale speciale.

Seiches, tsunami, valuri interne

Sayishi (fr. Seiche) - valuri în picioare apărute în rezervoare închise sau parțial închise. Atunci când apa este scoasă din echilibru de orice forță într-o piscină închisă sau semi-închisă, după terminarea acțiunii acestei forțe, pentru a-și restabili echilibrul, va produce oscilații libere - seiches.

Cauza seiches este impactul forțelor externe - schimbări în presiunea atmosferică, vântul, fenomenele seismice.

Seiches sunt caracterizate printr-o perioadă lungă (de la câteva minute la zeci de ore) și o amplitudine mare (de la unități de milimetri la câțiva metri.

În bazinele reale, datorită complexității contururilor și reliefului inferior, fluctuațiile nivelului sunt destul de variabile. Seiches de Marea Baltică au o perioadă principală de aproximativ 27 de ore, dar la Kronstadt perioada este de aproximativ 20 de minute și înălțimea seiches este de 7 - 8 cm; Klaipeda are o perioadă de aproximativ 3 ore și o înălțime de aproximativ 15 cm. Aproximativ 24 de ore sunt perioadele de seiche principale pe Marea Azov cu cea mai mare înălțime observată de aproximativ 80 cm.

Scurgerile de scurtă durată în porturi creează curenți periodici puternici, care pot chiar să perturbe navele de la acostare. Acest fenomen în porturile Mării Negre se numește Pygun.

Cutremure subacvatice, erupții vulcanice și alunecări de teren fluctuațiile coloanei de apă care se propagă din sursa educației ca valuri lungi unice sau grupuri de valuri, numite tsunami în Japonia. Abordând țărmurile, tsunami-urile cresc înălțimea apelor puțin adânci și adesea se rostogolesc pe țărm în valuri puternice puternice care produc distrugeri catastrofale. În ocean există zone extinse de pe fundul mării, cu seismicitate ridicată. Prin urmare, tsunami-urile sunt observate destul de des. În fiecare an, două sau trei dintre ele produc distrugere catastrofică.

Zona principală de apariție a unui tsunami este centura seismică a Oceanului Pacific, în care apar aproximativ 80% din cutremurele înregistrate pe glob. Țărmurile din Kamchatka, Japonia, Insulele Kuril și Insulele Hawaii sunt cele mai sensibile la un tsunami distructiv.

În oceanul deschis, undele tsunami sunt imperceptibile, dar ele transportă o cantitate imensă de energie. Intensitatea unui tsunami este determinată de amploarea magnitudinii sale.

În epicentrul cutremurului din momentul apariției unui tsunami în apă adâncă are o înălțime de 30-b0 cm la o lungime de undă de până la 300 km. În funcție de natura cutremurului, tsunami-ul se propagă din sursă fie în valuri concentrice, fie "direcționate".

Lungimile de undă ale tsunami variază foarte mult, în funcție de natura cutremurului și de distanța parcursă de val. De exemplu, tsunamiul catastrofal de pe coasta oceanului din Japonia, la 3 martie 1933, a fost de numai 17 km, iar în timpul cutremurului chilian din 22 mai 1960, valurile au ajuns la o lungime de 300-400 km. Perioadele, precum și lungimile de undă, se măresc pe măsură ce sunt eliminate din epicentru. De exemplu, în timpul cutremurului aleutian din 1 aprilie 1946, perioada de tsunami în largul coastei Canadei a fost de 9 minute și, după ce a călătorit până la Valparaiso (9000 km), valurile au crescut perioada de 18 minute.

Când cutremurele subacvatice formează trei tipuri de valuri: tsunami-ul real, undele seismice din scoarța pământului și undele acustice din apă. Evident, undele seismice au cea mai mare viteză. Ei sunt judecați după apropierea unui tsunami. Undele acustice se propagă cu o viteză apropiată de cea sonoră și sunt percepute pe nave ca lovituri, adesea atribuite unei coliziuni cu un sol (în astfel de cazuri, terenul a fost desenat de multe ori pe hărți, dar ulterior nu a fost confirmat prin măsurători).

Vitezele observate de mișcare a undelor tsunami din partea de nord a Oceanului Pacific, în funcție de poziția epicentrelor și topografia de jos de-a lungul căii de propagare a acestora, variază în oceanul deschis în intervalul 400-800 km / h. De-a lungul coastei, viteza tsunami scade la 30-100 km / h.

Observațiile și evaluările efectelor tsunami arată că, de exemplu, în timpul erupției vulcanului Krakatau în august 1883, înălțimea tsunamiului de pe insulele Sunda a ajuns la 18-20 m; în noiembrie 1952 în jur de. Înălțimea tsunamiilor de la Paramushir nu a fost mai mică de 10 m.

O înălțime și mai mare a fost observată în tsunami-ul din Golful Lituya (Alaska) în 1958, când dintr-o înălțime de aproximativ 900 m ca rezultat al unui cutremur, aproximativ 300 de milioane de metri pătrați și gheață au căzut în apă. Datorită dimensiunii mici a golfului, prăbușirea a provocat o creștere a înălțimii de peste 500 m. Un val de până la 60 m înălțat a devastat țărmurile golfului.

În prezent, pe baza studiilor privind valurile seismice și tsunami, a fost elaborat un serviciu eficient de observare și avertizare privind propagarea tsunami-ului.

Fluxurile sunt un flux orizontal direcțional de apă, am supa de varzao anumită viteză și direcție.

Curenții sunt împărțiți în diferite caracteristici: forțele care determină formarea lor, direcția mișcării, stabilitatea, proprietățile fizice.

2 Diviziunea curenților de către forțele sfidătorului lor

În funcție de forțele care captează curenții, ele sunt combinate în următoarele grupuri: 1) fricțiune, 2) gradient gravitațional, 3) maree, 4) inerțial.

Curenții de frecare sunt împărțiți în drift și vânt, care sunt formați cu participarea forțelor de frecare.

Curenții de vânt sunt cauzați de vânturile temporare și de scurtă durată, fără înclinația nivelului.

Curenții de rulare sunt creați prin lovitură constantă sau lungă. supa de varzami-a suflat și a condus la panta nivelului de suprafață (curenții de la Ecuatorial sau Pasat de Nord și de Sud ai oceanelor Oceanului Atlantic și Pacific, curentul Ecuatorial de Sud al Oceanului Indian). Curenții musonari din nordul Oceanului Indian, Circulara Antarctică și Driftul Arctic sunt de asemenea derivați.

Baza teoriei curenților derivați a fost dezvoltată de omul de știință suedez Ekman în anii 1903-1905, ale căror concluzii geografice sunt:

Curenții de suprafață se deosebesc de direcția vântului din emisfera nordică cu 45 ° spre dreapta, iar în sud - cu 45 ° spre stânga. Abaterea curenților de derivație din direcția vântului se datorează forței Coriolis care are loc atunci când Pământul se rotește în jurul axei sale.

Cu o adâncime mai mare, viteza și direcția schimbării debitului. Vectorul de viteză cu adâncimea se abate din ce în ce mai mult spre dreapta din direcția vântului din emisfera nordică și din ce în ce mai spre stânga în emisfera sudică. La o adâncime, vectorul adânc este opus celui de suprafață.

Adâncimea la care curgerea are o direcție opusă față de suprafață se numește adâncimea de frecare. Debitul la acest orizont este de aproximativ 4% din viteza de suprafață.

În practică, curenții pur deviați se opresc la o adâncime de 100-200 m la latitudini joase și la 50 m la o latitudine de 50 °.

7) Curenții de gradient-gradient, în funcție de motivele care creează panta suprafeței mării, sunt împărțite în:

a) creșterea și supratensiunea datorată supratensiunii și deversării apei sub acțiunea

b) barogradient, asociat cu modificări ale presiunii atmosferice. O creștere (scădere) a presiunii atmosferice de 1 mb conduce la o scădere (creștere) a nivelului mării cu 1,33 cm. Curenții de barogradient sunt direcționați din zona de nivel superior (presiune redusă) spre zona cu poziție scăzută (presiune atmosferică ridicată);

c) fluxul de stoc sunt formate prin înclinația suprafeței mării, cauzată de afluxul de apă de râu din țară (Ob-Yeniseyskoye și curgerea Lenskoye în mările Kara și Laptev pentru Marea Caspică, conectată la scurgerea de Volga), precipitații, evaporare, afluxul de apă din altă zonă sau ieșirea lor. Un fel de curenți de scurgere sunt curenții de canalizare cauzate de afluxul de apă dintr-o altă zonă (Florida Current, dând naștere la Gulf Stream). Curentul de drift din Caraibe captează în Golful Mexic o mare cantitate de apă unde nivelul crește. Excesul de apă prin strâmtoarea Florida se îndreaptă spre Oceanul Atlantic;

d) fluxurile de gradient datorate gradientului orizontal al densității apei se numesc densitate. Densitatea apei din ocean, în general, crește de la ecuator la stâlpi. Exemple de curenți de gradient local (densitate) sunt curenții de fund în strâmtorile mărilor din bazinul Oceanului Atlantic - Bosfor și Gibraltar. Diferența de salinitate a apei (și densitate) între negru (media S = 22 0/0 °) și marmură (38-38,5 0/0 °) mările creează densitatea de curent în Bosfor de la Marble marii Negre. În straturile inferioare ale Gibraltarului, curentul de densitate este direcționat din Marea Mediterană (S = 38-38,5 0/00) către Oceanul Atlantic (S = 36-37,5 0/00);

e) fluxurile compensatorii care compensă pierderile de apă datorate ieșirii. Ca urmare a deversării apei din regiunile de est ale oceanelor, iodul creează un def iRCtone de masă, care este compensată prin contra-curent ecuatorial compensator. Pentru compensarea, de asemenea, includ Canare, Benguela, California, în curenți de suprafață, Partea peruvian în Bosforul și Gibraltar, respectiv îndreptate în Marea Marmara și Marea Mediterană.

8) Apariția curenților de maree sub influența forțelor de maree ale Lunii și ale Soarelui. Ele diferă prin faptul că acoperă întreaga coloană de apă. Schimbarea vitezei de la suprafață la fund are loc ușor. Ele sunt caracteristice în spații înguste (golfuri, strâmtori) - viteza ajunge la 5-10 m / s.

9) Curenții inerțiali sunt fluxurile reziduale observate după încetarea forțelor care determină mișcarea.

Zonele au o direcție apropiată sheacompania și sa mutat la est sau vest (nord și sud curenții ecuatoriale ale oceanelor Pacific și Atlantic, curentul de Sud Ecuatorială din Oceanul Indian, driftul Arctic în Oceanul Arctic, Atlanticul de Nord și Pacific de Nord actuală). Cel mai frapant exemplu de curenți zonali este Circulara Antarctica.

Fluxurile intermediare care leagă zonalul într-un sistem unic. Acestea sunt subdivizate în frontiera de vest (Gulf Stream, brazilian, Aguliasovo, Kuroshio, estul Australiei) - frontiera îngustă și rapidă și cea estică (Canarian, Benguela, California, Peruvian, Australian occidental) - curenți largi și lenți.

4 În funcție de locație, emit contra-curent în plan orizontal și vertical.

În plan orizontal - curenții Interpass, Anti-Guiana, Passat.

În planul vertical, ele sunt numite subterane (peruvian-chilian, California, Cromwell în Pacific, Lomonosov în Oceanul Atlantic, Toreev în Oceanul Indian, care este mai puțin stabil datorită curenților de monsoane) sau contracurenturi profunde (de exemplu, sub Golful Stream). Pe lângă acestea, se disting curenții de fund.

5 În funcție de timpul de acțiune (stabilitatea) fluxului pot fi împărțite în permanente, periodice și temporare (aleatorii).

Curenții permanenți sunt afișați pe hartă - aceasta este cea mai mare parte a curenților de suprafață, își păstrează parametrii de bază (direcția, viteza, debitul).

Curenții periodici sau variabili sunt asociați cu modificările forțelor care le formează. Curenții de monsoane din nordul Oceanului Indian sunt în vest în perioada de iarnă a musonului de nord-est și est în sezonul de vară sub acțiunea musonului sud-vest. Periodic este, de asemenea, asociat cu musonic fluxul de circulație somalez, care în timpul musonului de iarnă este îndreptată spre sud, sub acțiunea musonului de vară se schimbă direcția și curge spre nord, în timp ce scăderea temperaturii acestuia. Curenții de maree cu o perioadă predominantă zilnică sau semi-diurnă se numără printre variabile.

Curenții temporari sau aleatorii reflectă variabilitatea cauzelor lor: modificări pe termen scurt ale vântului, nivel, densitate etc.

6 Prin natura mișcării fluxului este împărțită în drept, curbilinar, ciconic și anticiclonic.

7 În funcție de proprietățile lor fizico-chimice, curenții sunt reci, calzi, desolinați, sărate și neutri.

Curentele meridionale direcționate de la ecuator la stâlpi sunt întotdeauna calde, de la subtropice ele sunt mereu sărate și invers. Natura curenților zonali este determinată de raportul dintre temperatura sau salinitatea apei apei curente și a apei înconjurătoare. Dacă temperatura pe tur este mai mare decât temperatura apei înconjurătoare, fluxul se numește cald, dacă este sub răcire. Sarele și curenții desalinizați sunt determinate în mod similar. Curenții neutri (de exemplu, vânturile comerciale în părțile centrale ale oceanelor) transportă ape care nu diferă de cele care înconjoară temperatura și salinitatea.

Influența curenților asupra climei. Influența directă a curenților asupra climei este clar manifestată și bine studiată. Curenții calzi acționează în mod emoționat, oarecum măresc durata sezonului cald și cantitatea anuală de precipitații. Influența favorabilă a fluxului Golfului și continuarea acestuia în climatul nord-vestic al Europei este cunoscută. Temperatura medie din ianuarie în Oslo este cu 25-30 ° mai mare decât la aceeași latitudine în Magadan. Perioada de îngheț în Canada este de 60 de zile, în Europa - 150-200 de zile. Curentul cald Kuro-Sio are un efect semnificativ asupra condițiilor climatice ale coastei Pacificului, deși este mai slab decât impactul fluxului Golfului și cel al Atlanticului de Nord, deoarece pătrunde în nord aproape la 40 ° sud. În plus, conținutul de căldură al Kuro-Sio este substanțial mai mic decât curenții atmosferici calzi ai Atlanticului.

Curenții reci afectează clima față de răcire, crescând lungimea sezonului rece și o scădere semnificativă a cantității anuale de precipitații. Pe coasta canadiană, spălată de Labrador Current între 55 ° și 70 ° N.N. izotermia anuală de 0, -10 ° trece, la aceeași latitudine în nordul Europei, izotermă de 0, + 10 °. Aceste proprietăți ale curenților reci au o influență decisivă asupra formării zonelor de deșert.

Pământ (Canarul și deșertul din nord-vestul Africii, deșertul Peruvian și Atacama, etc.). Importanța curenților reci ai Kamchatka și Oia-Sio asupra climei Kuril Ridge și Hokkaido este mare. Conținutul lor de căldură depinde de severitatea iernilor din mările Bering și Okhotsk. Cu cât aceste curenți sunt mai reci, cu atât mai rece și mai multă vară, și, în consecință, producția de orez este mai scăzută în Japonia.

Efectul indirect al curenților asupra climei se manifestă prin circulația atmosferică și nu a fost suficient studiat. În primul rând, se manifestă prin faptul că peste curenții calzi se formează jgheaburi de presiune atmosferică redusă și peste curenți reci - presiuni crescute. Deci, pe coasta Americii de Nord peste Golful Stream, o asemenea presiune redusă este deosebit de pronunțată în timpul iernii, deci vânturile predominante ale vestului cresc și mai mult, ducând masele de aer răcoroase de pe continent și creând condiții climatice mai severe decât în ​​nord-vestul Europei, încălzite de aceleași chiar cursul. Spursurile de presiune ridicată asupra curenților reci (peruan, californian) determină scăderea cantității de precipitații. Conținutul de căldură al curenților, amplasarea jeturilor principale afectează dezvoltarea proceselor atmosferice. Cicloane, care trec peste apele cu transfer de căldură crescut în atmosferă, primesc energie suplimentară și posibilitatea dezvoltării și mișcării ulterioare. Cicloanele care trec peste zonele cu apă răcită rapid disipă rezervele de căldură și încetează să mai existe.

Studiile privind influența curenților asupra climei prin interacțiunea cu atmosfera ne-au permis să stabilim următoarele modele. În cazul în care conținutul de căldură al Golfului Stream este mai mult în partea de sud, atunci condițiile climatice și climatice din Europa nu se schimbă. Dacă rezerva de căldură a Golfului Stream crește în partea sa mijlocie, atunci iarna în Europa va fi mai rece decât de obicei, ca urmare a agravării gradienților de presiune deasupra jgheabului și a creșterii frecvenței vânturilor reci din vest, nord-vest și nord. Încălzirea fluxului Golfului provoacă răcirea pe coasta Statelor Unite ca urmare a creșterii circulației musonilor. Cu o creștere a rezervei de căldură a golfului Golfului în partea sa de nord a iernii din Europa va fi mai caldă decât de obicei, iar în Groenlanda - mai rece și mai rece decât Golful Stream.

Cel mai frapant exemplu de interacțiune a proceselor care apar în ocean și în atmosferă este regiunea curentului peruvian rece și curentul El Niño cald, descoperit în anii 1960. Acest mo schnprimul flux apare o dată la 7-14 ani, când în mod obișnuit pentru această regiune a Oceanului Pacific, vântul sud-est al comerțului slăbește sau chiar dispare. În acest caz, o masă imensă de apă caldă din partea de vest a oceanului se îndreaptă spre coasta de vest a Americii și, în ciocniri cu mine supa de varzam la nord de curentul peruvian, îl respinge în largul mării. Acest flux pe continuarea curentului interpasswet formează fluxul cald El Nino, a cărui apariție conduce la perturbări grave ale situației meteorologice, habitatelor de pești, păsări, faunei sălbatice în zonele întinse ale regiunii ecuatoriale a Oceanului Pacific, insule și coaste. Această situație a luat forma în iarna anului 1982, când intensitatea lui El Niño a depășit toate cazurile cunoscute până în prezent. Sub influența lui El Nino, temperatura apei de spălare a Insulelor Galapagos a atins + 30 ° С, adică 5 ° peste normal, un turmă de leu a intrat în ape mai reci, cu o rată mai mare a mortalității. Pe Insulele Galapagos în ianuarie 1983, cantitatea de precipitații a scăzut în 2 săptămâni, depășind numărul lor în ultimii 6 ani. Arid în perioada rece terenul curent peruvian este acum acoperit cu vegetație luxuriantă, de recuperare de urgență observat la păsări, reptile, mai ales țestoase gigant, fluturi rasa, Horseflies, țânțarii. Precipitarea ploilor abundente în nordul Peru și pe coastă a dus la moartea a milioane de păsări care locuiau în "Insulele Guan" etc. Consecințele grave ale acestui fenomen s-au manifestat în economia Peru - captura de hamsie a scăzut. Influența El Nino nu se limita la insulele și coasta de vest a Americii de Sud. Pe măsură ce vânturile comerciale s-au slăbit, presiunea atmosferică a crescut peste Australia, Indonezia, unde seceta a dus la eșecuri și foamete. În același timp, în estul Oceanului Pacific din zonele din California și Hawaii, aprofundarea zonei de joasă presiune sa reflectat în intensificarea activităților de furtună și au fost observate valuri mari fără precedent.

Astfel, variabilitatea căldurii transferate de curenții oceanici determină anomaliile pe scară largă din atmosferă și, la rândul lor, au efectul opus asupra oceanului. Studiul cantitativ al acestor procese, variabilitatea lor spatiala si temporala sunt factorii cei mai importanti in estimarea anomaliilor meteorologice pe termen lung si a schimbarilor climatice.

Tides în oceane

Tides sunt bătăile inimii oceanului, pulsul simțit în întreaga lume. Albert Defant Germanograful german

Tides (fluctuații ale nivelului mareelor) în oceane

sunt numite procese dinamice în apele mărilor și oceanelor, cauzate de forțele de maree ale Lunii și ale Soarelui.

Trilele sunt observate nu numai în coaja de apă a Pământului. Sunt stabilite oscilații de talie a presiunii atmosferice și chiar deformări de maree ale solidului Pământului. Fenomenele electromagnetice sunt, de asemenea, asociate cu mareele din atmosferă și hidrosferă.

Pe Pământ, valurile au existat cu mult înainte ca oceanele să apară. Tragerea gravitațională a Soarelui a generat maree mari pe suprafața Pământului în zilele când era o masă topită. Conform unei teorii, chiar și formarea lunii este asociată cu separarea de Pământ ca urmare a unei valuri puternice a unei părți a masei topite.

La începutul voiajului său spațial, Luna era mult mai aproape de Pământ decât acum. Și într-un moment în care evaporarea pământului, condensată în umiditate, a format oceanele, mareele generate de lună au ajuns la o înălțime mare.

Pe măsură ce luna sa îndepărtat de pe pământ, mareele au devenit mai slabe și, în final, au devenit așa cum le vedem astăzi. Dar acum ei se confruntă cu fluctuații observabile. La fiecare cateva secole, se repeta locatia lunii, a pamantului si a soarelui una fata de cealalta, ceea ce provoaca cicluri de maree lungi: aproximativ 550 n. e. valurile au fost minime, în 1400 au atins un maxim, iar următorul minim era așteptat la aproximativ 2400.

În zilele noastre, când Luna se îndepărtează în mod constant de Pământ, valurile continuă să slăbească în liniște. Deci, va merge mai departe și după mulți milioane de ani, fluxurile lunare vor dispărea cu totul.

Pe lângă forțele cosmice de atracție dintre Pământ, Lună și Soare, condițiile fizice și geografice ale mării sau oceanului, contururile coastelor, mărimea, adâncimea, prezența insulelor etc. au o influență semnificativă asupra magnitudinii și naturii mareelor. Dacă oceanul ar acoperi Pământul complet cu un strat de aceeași adâncime, valurile la aceeași latitudine ar fi aceleași și ar depinde numai de forțele de maree ale Lunii și ale Soarelui.

Cu toate acestea, fluctuațiile nivelului de maree la aceeași latitudine variază în limite foarte largi. În unele zone, cum ar fi, de exemplu, în Golful Fundy (Canada), fluctuațiile de maree ale nivelului ating 18 m, iar în altele - Marea Baltică, situate la aceeași latitudine, practic sunt absente.

Istoria cercetării tide

În timpurile străvechi, valurile au fost puțin studiate. Civilizațiile vechilor egipteni, greci și romani, din care au ajuns primele înregistrări ale faptelor istorice, s-au dezvoltat pe malul Mării Mediterane, unde mareele sunt aproape imperceptibile și, prin urmare, nu au atras atenția. Tides și alte fenomene legate de ocean nu sunt menționate în Biblie. Fenicienii, a căror pământ nativ se întindea de-a lungul unei benzi înguste de-a lungul coastei estice a Mării Mediterane, erau cei mai pricepuți marinari ai lumii antice. Cu toate acestea, nu au lăsat nici o mențiune despre maree, în ciuda faptului că au îndrăznit să meargă în Oceanul Atlantic, cunoscut pentru marele său val.

Primul menționa   mareele se referă la aproximativ 425 î.Hr. și aparține istoricului grec Herodot, care, descriind golful de pe coasta Arabiei (probabil Marea Roșie), a remarcat: "În fiecare zi, valul se retrage și vine".

Prima descriere a mareelor ​​a fost făcută de naturalistul și scriitorul român Plinius în anul 77 d.Hr. în "Istoria naturală": "Sa vorbit mult despre natura apelor; dar cel mai surprinzător lucru este instalarea și retragerea alternativă a valurilor, manifestată diferit, dar întotdeauna generată de Soare și de Lună. Valul vine de două ori și se retrage de două ori între fiecare două ascensiuni ale lunii ... "Astfel, pentru prima dată Plini face o presupunere despre cauzele mareelor, notând legătura evidentă cu fazele Soarelui și Lunii, deși nu era fără prejudecăți.

Până la începutul Evului Mediu, existența mareelor ​​și legătura lor cu Luna deveniseră universal recunoscute.

Cu toate acestea, în general, în Evul Mediu, mareele au fost puțin studiate.

Odată cu începutul Renașterii, știința și arta au început să se dezvolte rapid, iar progresul în știința mării a devenit vizibil. Ea sa dezvoltat în mod deosebit intens în Anglia, iar studiul de maree a fost o parte integrantă a acesteia. Deja în secolul al XIII-lea, căpitanii britanici erau cărți speciale, care înregistrează informații despre mareele în Canalul Mânecii, cu privire la timpul de apariție a apei de înaltă și joasă, în principalele porturi și porturi, pe durata creșterii și căderea apei. Aceste cărți, numite "ratters", au fost folosite pe scară largă în Anglia în practicarea navigației. Primul ratter tipărit a fost lansat în 1528. Din 1545 au fost folosite mese rotunde (tabele portuare), care conțin informații despre momentele de apă mare într-un anumit port, în funcție de faza lunii.

Dar, până la lucrarea lui Newton, ideea cauzelor mareelor ​​a rămas neclară.

În 1687, marele matematician englez Isaac Newton și-a publicat "Începuturile", în care a subliniat legea agresiunii universale. Această lege a servit drept un pas crucial spre o înțelegere științifică a naturii mareelor. Această lege afirmă că "fiecare două corpuri se atrage reciproc cu o forță care este direct proporțională cu masele lor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele".

Deoarece Luna și Soarele sunt cei mai apropiați vecini ai Pământului în spațiu, forțele lor gravitaționale, în funcție de poziția lor față de Pământ, afectează apa și pământul pe un pământ într-un fel sau altul. Atât terenul cât și apa experimentează efectul acestor forțe, dar apa, fiind lichidă și mai mobilă, reacționează mai puternic la acestea.

În teoria statică a lui Newton despre maree

apariția se datorează atracției diferite a Lunii și a Soarelui, diferite părți ale globului de la ele. Deoarece Soarele este mai îndepărtat de Pământ, forța mareelor ​​este de 2,17 ori mai mică decât cea lunară. Prin urmare, forța lunară a mareelor ​​este fundamentală în formarea de maree pe Pământ, iar soarele joacă un rol auxiliar,   dar ar trebui, de asemenea, luate în considerare.

Pentru a simplifica calculele, Newton a recunoscut că Pământul este complet acoperit de apă și are o suprafață plană. În astfel de condiții, oceanul îl va acoperi complet cu un strat de 3,5 km grosime. Aplicând legea lumii, Newton a descoperit că apele unui astfel de ocean ar fi atrase de lună, formând o groapă sub ea. Și această cocoașă se va mișca după Luna în jurul Pământului sub forma unei valuri progresive (adică schimbarea în spațiu și în timp conform unei anumite legi).

Atracția soarelui acționează pe suprafața Pământului exact în același fel și creează, de asemenea, cocoși de maree, care uneori coincid cu protuberanțele formate de acțiunea lunii și, uneori, nu. Aceasta duce la o creștere sau scădere a valului total.

Teoria statică a lui Newton nu ne-a permis să înțelegem întreaga diversitate a adevăratului comportament al fenomenelor de maree, de exemplu, de ce în unele zone există două valuri pe zi, iar în altele doar una? Și de ce, în cazul în care există două valuri pe zi, ele sunt uneori egale în înălțime, uneori complet diferite? De ce, în regiunile geografice apropiate, mareele diferă adesea de caracter și de înălțime?

Teoria statică a lui Newton nu a răspuns la aceste întrebări.

În 1775, Laplace a publicat o lucrare Teoria "dinamică" a mareelor,în care valurile sunt considerate ca mișcare de undă a particulelor de apă în direcțiile verticale și orizontale. În cadrul acestei teorii, Laplace a primit ecuații de mișcare a mareelor ​​pe un pământ rotativ.

2.1. . Elemente și elemente terminale

2.1.1. Termeni și definiții

Nivelul de creștere a tidei în timpul trecerii undelor de maree 1 (figura 16).

Valul scăzut - o scădere a nivelului în timpul trecerii unui val de reflux.

Valul redus (MW) - nivelul minim în timpul unei perioade de maree.

Perioada valului - intervalul de timp dintre două ape înalte sau joase consecutive.

În funcție de perioadă, există:

Semănale diurne, având o perioadă medie de jumătate de zi lunară (12 h 25 min), două valori minime și două niveluri maxime pe zi.

Zăpezile zilnice cu o durată medie egală cu ziua lunară (24 de ore și 50 de minute), având un maxim și un minim pe zi.

Valuri mixte, care în timpul jumătății lunii lună se schimbă de la o jumătate de zi la cea diurnă.

Dacă prevalează o perioadă semi-diurnă, atunci o astfel de mixtură se numește o perioadă neregulată semi-diurnă (NP).

Dacă prevalează perioada zilnică - valul zilnic greșit

Înălțimea valului (h) - poziția nivelului mareelor ​​în raport cu adâncimile zero. (În URSS, citirea altitudinilor nivelului mării cu mareele a fost luată de la cel mai mic nivel astronomic cel mai scăzut al apei joase. Acest nivel este numit nivelul cel mai scăzut teoretic (adâncimea teoretică zero).

Amplitudinea mareelor ​​(H) este înălțimea apei pline sau scăzute din nivelul mediu al mareelor. (Deoarece valurile nu sunt întotdeauna simetrice în raport cu nivelul mediu, atunci amplitudinile determinate de apa plină și joasă nu vor fi întotdeauna egale unul cu celălalt).

Amploarea valului (B, C) este diferența dintre nivelurile apei adiacente înalte și joase.

Timpul mare de apă (tnB) este momentul apariției apelor mari.

Timp de apă scăzută (t MW) - momentul debitului de apă scăzută.

Perioada de creștere (creștere) (Tr) - perioada de timp în care există o creștere a nivelului de la mare la mare:

Tp = tn în   - tim

Timp de cădere a nivelului (Tn) - intervalul de timp în care nivelul scade de la apă la plină la apă:

Tn = tMB - tnB

Durata nivelului de poziție (Tc) este intervalul de timp în care a fost observat un nivel egal sau mai mare decât o înălțime dată.

Lunar Span (TL) este diferența dintre momentul culminant al lunii la meridianul locului și momentul apariției celei mai apropiate ape mari.

Media orelor aplicate (HRO) este media intervalelor lunare de cel puțin jumătate din luna lunară.

Port Aplicată ora (PPP) - lacune lunar mediu în luna nouă și luna plină, la o distanță medie de Pământ și Lună și Soare la zero, declinări luna si soare.

Pentru valurile mixte, există termeni suplimentari:

Explozia mare de mare (ERW) este cea mai mare dintre cele două maree de mare pe zi, la marele mare de două ori pe zi.

Valul scăzut al apelor subterane (LEL) este cel mai mic dintre cele două ape pline pe zi, în marele mare.

Apa înaltă joasă (cel de-al doilea război mondial) este cea mai mare dintre cele două ape mici pe zi, la mareele semi-zilnice.

Apa scăzută de apă (LNW) este cea mai mică dintre cele două ape mici pe zi, în marele mare de două ori pe zi.

Inegalitatea diurnă a înălțimilor apei înalte (CH hnb) - diferența dintre înălțimile apei înalte și joase.

Inegalitatea diurnă a înălțimilor apelor mici (CH h MB) - diferența dintre înălțimile apei joase ridicate și joase.

O mare valoare a mareelor ​​(B) este diferența dintre înălțimile apei joase ridicate și joase în timpul zilei (B = ^ PV - b HMB).

Mici fluxuri mari (c) - diferența dintre apa scăzută, plină și cea joasă (b = b. Nip - b. Btw).

2.1.2. Tabelul de clasificare

Principalele tipuri de variabilitate a mareelor ​​în fenomenul real al mareelor ​​sunt prezentate în agregat. Prin urmare, mareele observate la malurile Oceanului Mondial sunt foarte diverse.

În indemnizațiile de navigație pentru maree, baza clasificării acestora se bazează pe un număr de semne:

\u003e perioada de maree sau numărul de ape înalte și joase din ziua lunară ca principală caracteristică a clasificării;

\u003e natura inegalităților;

\u003e Simetria în creșterea și căderea nivelului.

Aceste semne sunt în cele din urmă determinate de raportul dintre amplitudinile principalelor componente diurne și semi-diurne, care pot fi reprezentate de așa numitele valori constante armonice - caracteristicile constante ale componentelor armonice ale curbei de fluctuație a nivelului de maree: amplitudinile medii și unghiurile de fază.

Ca un criteriu cantitativ pentru clasificarea mareele este utilizat raportul dintre amplitudinile principalelor componente ale undelor de maree diurn Hk 1 și nr 1 la amplitudinea Nm 2 component semidiurnal principal:

unde k1 este valul de declin lunar-solar, o1 este valul principal lunar zilnic, m2 este valul principal semi-diurn lunar.

În funcție de amploarea acestui raport, se disting mai multe tipuri de maree:

Semănăturile zilnice. În timpul zilelor lunare există două ape pline și două mici (a se vedea figura 17). Perioada este jumătate din ziua lunară și are o medie de 12 ore și 25 de minute. Înălțimile apelor pline și mici consecutive diferă foarte puțin, adică inegalitățile diurne sunt aproape absente. Ridicarea și căderea nivelului se efectuează corect, cursul nivelului este exprimat printr-o curbă sinusoidală simetrică. Timpul de creștere și timpul de cădere sunt aproape egale.

Inegalitățile de jumătate de lună în valurile semi-diurne sunt asociate cu fazele lunii. Aproapele cu amplitudini mari se observă în zilele lunii pline și lunii noi (valurile de primăvară). Apoi, magnitudinea mareelor ​​scade treptat de la syzygy, iar odată cu trecerea Lunii în primul sau al treilea trimestru, mareele vin cu mici amplitudini (valuri de cvadratură).

Cele două ape observate și două mici pe zi se urmează reciproc după 12 ore și 25 de minute și, prin urmare, apar 50 de minute mai târziu în fiecare zi ulterioară, deoarece ziua lunară este mai lungă decât cele pământești. Aceasta corespunde perioadei revoluției aparente a Lunii în jurul Pământului.

Semimediul zilei se caracterizează prin magnitudinea relației:

Evoluțiile semi-diurne bine pronunțate sunt observate aproape în întregul Atlantic (Golful Balboa pe Canalul Panama);

Valoarele mixte (0,5< П < 4.0). Среди них различаются:

a) Valuri de dimensiuni reduse incorecte:

Nelele semi-diurne neregulate sunt în majoritate semi-diurne. În timpul lunii a salvat două complete și două mici de apă, în ziua lunară, dar unele zile de-al doilea nivel de undă este atât de scăzut încât perioada fenomenului poate fi condiționat considerate doar semi-diurn (Figura 18). Înălțimile apei adiacente înalte și joase sunt foarte diferite una de cealaltă. Cu declinarea crescândă a lunii, inegalitățile diurne în altitudini cresc, obținând o valoare maximă în zilele cu cea mai mare declinare a lunii nordice sau sudice (valuri tropicale). În astfel de zile, apele a doua pot fi slab exprimate.

k 2, cu atât mai pronunțată este declinația

Lunile sunt la maree și apar inegalitățile mai diurne.

Ridicarea și căderea nivelului sunt reprezentate de o curbă obișnuită, fără a se înclina, deși inegalitățile zilnice mari încalcă simetria dintre înălțimile apelor mari și joase. De asemenea, face diferența între timpii în creștere și cădere.

Nelele semi-diurne neregulate sunt comune în Oceanul Indian și Pacific, un exemplu tipic fiind gura fluviului Fraser de pe coasta Pacificului din Canada.

b) Zgomotele zilnice greșite.

Nelele diurne neregulate se caracterizează prin prevalența valurilor de zi cu zi în luna lunară, cu o zi plină și una mică în ziua lunară (24 ore și 50 de minute) (Figura 19). Dar, odată cu trecerea lunii prin ecuator, atunci când declinarea lunii este aproape de zero, se observă maree cu o perioadă semi-diurnă (adică două pline și două ape joase într-o zi lunară), având o amplitudine mică - acestea sunt valori echidistante.

13 5 1 з а № tf П /? % 3 25 17 IS j?

Fig. 19. Emisiile zilnice greșite (conform lui G. N. Smirnov, 1981)

Inegalitățile de jumătate de lună sunt asociate cu declinarea lunii. Cu cea mai mare declinare a lunii, mareele sunt cele mai mari (inegalitățile zilnice în înălțimile apelor adiacente înalte și joase cresc rapid odată cu declinarea în creștere), au caracterul fluxurilor zilnice regulate - acestea sunt valurile tropicale. .

Odată cu scăderea declinului lunii, magnitudinea mareelor ​​scade și apar a doua ape pline și joase, adică valurile de maree se apropie de un tip semi-diurn.

Schimbarea fazelor lunii cu magnitudinea valului nu are aproape nici un efect. Hk 1 + Dar 1

Cu cât raportul-HM este mai apropiat de 4, cu atât devin mai mult fluxurile diurnale neregulate

zilnic.

Nelele diurne neregulate sunt cele mai frecvente în Pacific, de exemplu, la gura râului Bangkok din Myanmar.

3) Mareea zilnică.

Zăpezile zilnice sunt caracterizate printr-o apă plină și una joasă în timpul zilei lunare, adică perioada fenomenului este egală cu ziua. Conceptul de inegalitate zilnică a acestor valuri nu are sens.

Inegalitățile de jumătate de lună sunt asociate cu declinarea lunii. Cu declinarea mică a lunii, amplitudinile sunt mici (valuri echinociale) (figura 20). În timpul trecerii lunii prin ecuator, se poate observa un nivel de poziție. În alte momente, creșterea și căderea nivelului este determinată de o curbă sinusoidală simetrică.

Creșterea valorilor de maree începe cu o creștere a declinării lunii și amplitudinea mareelor ​​atinge valorile cele mai ridicate în zilele în care luna este cea mai îndepărtată de la ecuator - începând cu mareele tropicale. Totuși, cele mai mari valuri nu apar exact în momentul în care Luna atinge cea mai mare declinare, dar după un timp este vârsta valului diurn.

Exploziile zilnice sunt rare, în special în mările din Oceanul Pacific (în largul coastei Chinei, în unele zone lângă Alaska și Filipine, lângă Insula Hon-Do din Vietnam) și, de asemenea, în Golful Mexic, în portul Pensacola din Florida.

4) Mareea anormală Există mai multe tipuri de valori.

a) Valurile solare semi-zilnice.

Semănătoarea zilnică de energie solară are o perioadă egală cu jumătate din media solară, adică 12 ore. Prin urmare, apele pline și joase la valurile solare semi-zilnice sunt întotdeauna observate în aceleași ore ale zilei. Un exemplu de astfel de valuri poate servi ca valuri în Kotabaru (insula Kalimantan) și Ayr (coasta de sud a Australiei).

b) Valuri parallactice semi-diurne.

Sunt foarte rare. În cazul valurilor parallactice semi-diurne, inegalitatea parallactică este exprimată anormal. În regimul acestor valuri, inegalitatea lunară, care este determinată de schimbarea distanței de la Pământ la Lună, este esențială. La cea mai mică distanță dintre Pământ și Lună în timpul lunii, mareele sunt mai mari, iar la cel mai mare - cel mai mic. Există astfel de valuri la Capul Clark, în Golful Crucii, în Marea Bering.

c) Valuri de mare adâncime semi-diurne.

Acestea diferă de nivelul curentului semi-zilnic, de caracterul de creștere și de cădere a nivelului. Curba modificărilor nivelului la astfel de maree nu este simetrică, iar timpul de creștere și timpul de cădere pot varia considerabil între ele. Această diferență este mai mare, cu atât mai mare este influența apei de mică adâncime. În diferite grade, încălcarea creșterii și scăderii corecte a nivelului este foarte frecventă în mareele albului și mărilor nordice. Locuitorii belarusi numesc nereguli în schimbările în nivelul "Manicha" (portul Kem pe Marea Albă, Rusia). Acest fenomen este, de asemenea, caracteristic porturilor din Wilhelmshaven (Marea Nordului, Germania) și Shanghai (Marea Chinei de Est, China).

d) Valuri duble semi-diurne.

Dublule precipitații semi-diurne se caracterizează prin faptul că datorită influenței apei puțin adânci în timpul zilei există patru ape pline și patru mici. Înălțimile apelor pline și mici consecutive diferă foarte mult una de cealaltă, ceea ce creează inegalități semi-zilnice duble. Mărimea mareelor ​​variază în funcție de fazele lunii.

Suprafața dublă diurnă apare rar. În special, acestea sunt observate în zona satului Zolotnyaya Zolotnitsa pe Marea Albă, în porturile Portland din SUA și Southampton pe Canalul Mânecii din Anglia.

Fenomenul relativ rar, cunoscut în Anglia ca "boră", în Franța - "makare", în Brazilia, "pororoka sau kulema", în indienii din Amazonia - "apă ratată", în China - chow-dow "(valul mare).

Bor este observat în gurile fluviului și este un exemplu de distorsiune extremă a mareelor ​​sub influența condițiilor fiziologice locale. Datorită efectului de frânare asupra valului de fricțiune de pe fund, fluxului de apă purtat de râu și îngustării gurii, timpul de creștere este mult redus. Partea din față a valului de mare care intră în râu este aproape abruptă și se întinde în amonte de un perete vertical continuu, cu un accident care poate fi auzit de mai mulți kilometri.

Pe Amazon, Pororo este observat ca o cascadă de 2 kilometri lungime și de până la 7,5 metri înălțime, care se deplasează cu o viteză de 6 m / s peste râu, la o distanță de până la 360 km, adică mai departe decât pe orice alt râu din lume. Zgomotul se aude de la el timp de 30-40 km.

Un alt faimos bor este observat în estuarul în formă de pâlnie al fluviului Fuchunjiang, care se varsă în Golful Hangzhou (Marea Chinei de Est) din China. Această pădure are un front de aproximativ 2 km în lungime și de 4,5 până la 7,5 m în înălțime, în funcție de rezistența mareelor. Se estimează că prin acest bor, care se deplasează până la râu cu o viteză de 22 km / h, se transportă aproape 2 milioane de tone de apă. Hohul lui se aude 30 km.

În Bengal (India), în gurile râurilor Gange, Brahmaputra și Meghna, în syzygy se observă un bor de 9 metri înălțime, care se răspândește la o viteză de aproximativ 7,5 m / s.

Bor este de asemenea observat pe râurile Franței, pe râurile Severn și Trent din Anglia, în Golful Cook din Alaska, pe râul Pticodyac din Canada, care se varsă în partea de nord a golfului din Fundy.

La gura râului Sf. Ioan, care curge și în Golful Fundy, există un fenomen foarte interesant - cascade reversibile. Când apa este scăzută în golf, râul se aruncă în mare printr-un prag lățimea de 150 m. Când valul se ridică la nivelul pragului, apele golfului și a râurilor se calmează și există o perioadă de calm. Apoi, când mareea își câștigă toată înălțimea, apa începe să cadă în direcția opusă, trecând peste o barieră stâncoasă; astfel, cascada, care, de regulă, curge în mare, acum își aruncă apele în amonte. Această imagine se repetă de două ori pe zi.

2.1.3. Egalitatea inegalităților

Eroarea inegalităților reprezintă deviațiile timpului de apariție al apelor întregi și joase și magnitudinea valurilor de la valorile medii pentru un anumit loc.

În practică, aceasta înseamnă că valorile observate ale valului și timpul de debut al apei pline și joase variază de la o zi la alta și, în cazul unor valuri mixte, și în timpul zilei.

Egalitățile de inundații sunt asociate cu schimbări în poziția lunii, a soarelui și a pământului. Deoarece forța mareelor ​​a lunii este mai mare decât forța mareei soarelui, principalele inegalități sunt asociate cu schimbări în poziția relativă a lunii și a pământului.

Următoarele tipuri principale de inegalități în fenomenul mareelor ​​se disting: zilnic, semestrial, lunar (paralax) și perioade lungi.

3.3.1. Divergențe inegale

Există întotdeauna o diferență de altitudine mai mare sau mai mică de două consecutive pline sau două ape joase consecutive.

diurnă disparitate în maree înălțime.

Această inegalitate se manifestă, de asemenea, în momentul apariției mareelor ​​în raport cu momentele care au atins punctul culminant al lunii.

Inegalitățile zilnice depind de:

\u003e cauze astronomice - declinarea Lunii și a Soarelui;

\u003e condițiile fiziografice ale locului (schițele coastei, natura reliefului inferior, prezența insulelor etc.)

Potrivit teoriei statice a lui Newton, Luna și Soarele provoacă apariția urzelor de maree direct sub și pe partea opusă a Pământului (Figura 21). Dacă luna ar fi chiar deasupra
  ecuatorul, apoi ca urmare a revoluției lunii în jurul pământului și două vârfuri de maree se vor mișca uniform în jurul Pământului sub forma unei familii de două valuri și teoretic în orice punct al ecuatorului pe zi ar fi două valuri de magnitudine egală. Vor exista două ape identice și două ape mici.

Să presupunem că am mutat spre nord (sau spre sud) de la ecuator, de exemplu, la punctul A sau B. De asemenea, vor fi două valuri egale pe zi. Dar aceste valuri vor fi mai puțin pronunțate, deoarece punctele A și B sunt mai aproape de marginile hipopliștilor decât de la mijlocul lor. Și acest lucru se aplică oricărui punct al oceanului - valurile egale, regulate, semi-diurne (perioada este egală cu jumătatea zilei lunare - 12 ore 25 minute, două pline și două ape mici pe zi) devin din ce în ce mai puțin pronunțate în direcția de la ecuator la stâlpi.

Toate acestea ar fi așa dacă poziția lunii peste ecuator nu sa schimbat. Dar, de fapt, nu este.

Întorcându-se în jurul Pământului în orbita sa zilnică de 27%, Luna se întoarce alternativ la nord, apoi la sud de ecuator. Deasupra ecuatorului în sine, este numai atunci când se deplasează de la o emisferă la alta.

Astfel, fiind peste sau aproape de ecuator, Luna creează ape pline egale de două ori pe zi. Pe măsură ce luna se abate la nord sau la sud de ecuator, inegalitatea dintre ele apare din ce în ce mai mult. Acest lucru duce în cele din urmă la dispariția completă a celei de-a doua ape mari. Perioada mareelor ​​devine, în același timp, una zilnică, iar schimbarea nivelului devine neuniformă datorită apariției unor niveluri în picioare care depind, ca și inegalitățile zilnice, la schimbările declinării lunii.

Soarele acționează asupra mareelor ​​la fel ca luna. În timpul rotației sale aparente în jurul Pământului, Soarele se abate și la nord și la sud de ecuator, ceea ce duce și la înălțime inegală   două ape înalte sau joase consecutive. Atunci când soarele este deasupra ecuatorului, valurile solare semi-zilnice ar trebui să fie egale, atunci când se îndepărtează de ecuator, există o diferență între primul și al doilea ape mari și joase, adică inegalități diurne. Când soarele atinge declinația maximă, valurile solare

deveni diurnal.

Perturbările în nivelul valurilor semi-diurne apar din alt motiv.

În zonele cu adâncimi superficiale, se observă o scădere a timpului de creștere a nivelului la maree datorită unei creșteri a timpului de cădere la un val scăzut sau invers. Aceste nereguli în ceea ce privește schimbarea nivelului în unele locuri ating o astfel de evoluție încât apar apariția apei complete și mici. În acest caz, valurile semi-diurne se transformă în așa-numitele valuri duble semi-diurne. Cu toate acestea, a doua ape pline și scăzute, la valuri duble semi-diurne, sunt de obicei slab exprimate.

O caracteristică foarte importantă a curbelor nivelului de progres este că ele pot fi descompuse în două componente simple, perioade din care sunt denumite 1: 2. În același timp, o fluctuație are o perioadă zilnică, iar cea de-a doua - una semi-zilnică. În cazul valurilor superficiale, perioadele valurilor constitutive sunt egale cu trimestrul

În ceea ce privește fluxul zilnic cu o plină și o cantitate mică de apă pe zi, conceptul de inegalitate zilnică nu are sens.

zile și jumătate de zi. Cu o analiză mai aprofundată a variabilității zilnice a fenomenelor de maree, se constată prezența oscilațiilor și a altor perioade.

2.3.3.2. Crescent inegalități

Schimbarea treptată a caracteristicilor fluctuațiilor de maree ale nivelului și a curenților mareelor ​​observate de la zile la zile cu o periodicitate de jumătate de lună se numește inegalitatea de jumătate de lună a mareelor.

Inegalitățile pe jumătate se împart în două tipuri:

\u003e faza (asociată cu modificări în fazele lunii);

\u003e tropicale (asociate cu schimbări în declinarea lunii în timpul lunii). Inegalitățile de fază sunt caracteristice pentru marele semi-zilnic. timp

debutul mareelor ​​este determinat, în principal, de momentul culminant al Lunii, care se schimbă în fiecare zi în timp cu o medie de 50 de minute. Aproximativ în timpul semilunii, momentele culminantului superior și inferior al lunii trec prin toate orele zilei. Apoi ciclul se repetă.

În consecință, într-o jumătate de lună, timpul de debut al apei pline și scăzute trece în toate orele din zi.

În funcție de momentul culminant al lunii, magnitudinea mareelor ​​variază. În zilele lunii pline și al lunii noi, adică în syzygy, Luna și Soare culminează simultan (Luna culminează la ora 0 și 12), fiind pe aceeași linie cu Pământul, pe o parte sau pe laturile opuse (figura 23). Forțele de maree ale Lunii și ale Soarelui dezvoltă în același timp și creează maree cu aproximativ 20% mai mari decât de obicei. Astfel de valuri se numesc izbucniri de primăvară. Datorită influenței condițiilor fiziologice, cele mai mari magnitudine ale valurilor sunt observate nu exact în syzygy, ci după un timp. Intervalul de timp dintre lună plină și lună nouă și valul cel mai mare se numește vârsta valului semi-zilnic (intervalul lunar).

Schimbarea în magnitudinea intervalelor lunare este, de asemenea, asociată cu o schimbare în timpul culminant al lunii. Schimbarea semicentrică a intervalelor lunare determină inegalitatea crescentei în timp a apelor întregi și joase de la debutul mareelor.

Perioada medie a inegalității de fază de jumătate de lună este de 14,77 zile, deoarece timpul scurs între două luni întregi sau luni noi (luna sinodică) este de 29,53 zile în medie.

Diferențele de jumătate de an tropical sunt caracteristice pentru valurile și valurile diurne, care, cel puțin pentru o perioadă scurtă de timp într-o lună, devin zile diurne.

Inechități incomplete legate de schimbări în declinarea lunii

Odată cu declinarea din ce în ce mai mare a lunii, inegalitățile diurne și mărimea mareelor ​​cresc. Câmpurile cu cea mai mare magnitudine ajung la cea mai mare declinare a lunii. Aceste valuri sunt denumite tropicale (luna este aproape de tropice).

Cu declinarea lunii egale cu zero, magnitudinea mareelor ​​este cea mai mică și se numește equinoctial sau ecuatorial (luna trece prin ecuator).

Un ciclu complet de schimbări în declinarea lunii are loc în timpul lunii tropicale, care durează în medie 27,32 sugok. Inegalitatea este determinată numai de valoarea declinației și nu depinde de semnul ei. Prin urmare, perioada de inegalitate tropicală în maree este egală cu jumătate din perioada lunii tropicale, adică o medie de 13,66 zile.

În funcție de declinarea lunii, diferențele lunare se schimbă și, prin urmare, inegalitatea tropicală afectează și timpul de apariție a mareelor.

Datorită influenței condițiilor fiziografice, valurile tropicale rămân în urmă în momentul declinării celei mai mari a Lunii. Intervalul de timp dintre cea mai înaltă declivire a lunii și cea mai apropiată maree de zi cu zi este numit vârsta valului zilnic (vârsta inegalității tropicale).

2.3.3.3. Lunar (paralax) inegalități

Inegalitățile lunare sunt cauzate de schimbări în distanța de la Pământ la Lună (figura 25). Deoarece Luna nu circulă în jurul Pământului într-un cerc ideal, dar într-o elipsă, Luna este fie mai aproape de Pământ, fie mai departe de ea. Perioada orbitală a lunii în jurul pământului este numită lună anomalistă și este de 27,55 zile. Pentru evaluarea cantitativă a distanței dintre Pământ și Lună servește ca indice unghiular

Parallaxul orizontal al lunii, prin urmare inegalitățile lunare sunt de asemenea numite paralaxă.

Atunci când Luna se apropie de Pământ cât mai aproape posibil, adică este în perigee (P), forța sa atrăgătoare crește și valul devine cu aproximativ 20% mai mare decât de obicei - curentul perigean (figura 6). Cea mai mică distanță dintre Pământ și Lună (perigee) corespunde celei mai mari valori a paralaxelor orizontale ale Lunii.

Pe măsură ce distanța dintre Pământ și Lună crește, fluctuațiile de maree scad. Când luna atinge punctul cât mai mult posibil de pe Pământ - apogeul (A), forța de maree scade și valul este observat cu aproximativ 20% mai mic decât de obicei - valul apogeului. Cea mai mare distanță a lunii (A) este caracterizată de cele mai scăzute valori ale parallaxului orizontal al lunii.

În plus față de înălțimea mareelor, inegalitățile lunare se manifestă, de asemenea, prin schimbări în intervalele lunare, adică în momentul apariției valurilor.

Inundațiile mari cu cea mai mică distanță dintre Pământ și Lună (perigeu) și valurile mici cu o distanță mare între Pământ și Lună (apogeul) sunt deplasate relativ la condițiile astronomice corespunzătoare pentru o perioadă de timp, numită vârsta inegalității paralaxelor.

Uneori, momentele perigeului syzygy și lunar coincid și pot fi observate valori de înălțime neobișnuită. Vărsăturile de primăvară sunt cu 20% mai mari decât cele normale, iar mareea perigee este de asemenea cu 20% mai mare decât în ​​mod normal. Când se adaugă, ele creează un val de 40% mai mare decât de obicei - valul perigeo-syzygyny. În consecință, dacă valul de cvadratură coincide cu valul apogeului, se observă modelul opus - apa plină este cu aproximativ 40% mai mică decât cea normală - valul apogeu - cvadratură.

2.3.3.4. Inegalități pe termen lung

Inegalitățile de maree în perioadele lungi sunt asociate cu mișcarea aparentă anuală a soarelui.

Schimbarea declinării soarelui pe parcursul anului se manifestă în maree de inegalitatea tropicală solară a perioadei de jumătate de an. Modificările din perioada semianuală a valorii valurilor tropicale și ecuatoriale sunt asociate cu aceasta.

precum și inegalitățile diurne. Odată cu declinarea maximă a Soarelui într-o maree mixtă, inegalitatea diurnă va crește (valul solar tropical).

Modificările în ceea ce privește distanța de la Soare la Pământ (Parallaxul Soarelui) determină inegalitatea paralaxelor solare a perioadei anuale. Aceasta conduce la o creștere a valului cu 10% în momentul periheliului (distanța minimă de la Soare la Pământ) comparativ cu momentul aphelionului (distanța maximă de la Soare la Pământ).

Practica ia în considerare și lentul, cu o perioadă de 18,61 ani, o modificare a declinării lunii datorită înclinării orbitei lunare spre planul ecliptic la un unghi constant de 5 ° 08 '. Inegalitatea perenă asociată în maree este afectată de schimbări relativ mici ale inegalităților tropicale lunare crescente.

\u003e Scară de neliniște pe mare

Oricât de ciudat ar suna, dar există mai multe scale de evaluare a undelor marine. Cu toate acestea, fiecare dintre scări se bazează pe un parametru care determină înălțimea medie a undelor semnificative (SWH, de la limba engleză: Semnificația valului înălțime).

În scara americană, 30% dintre cele mai mari valuri sunt semnificative, la scara engleză - 10%, iar noi avem doar trei procente. Astfel - aceeași emoție pe mare, în scalele americane, engleză și rusă, poate avea puncte de magnitudine diferite.

Cum de a măsura înălțimea valurilor? - Din păcate, nu există instrumente reale pentru aceste măsurători. Prin urmare, singurul instrument pentru marinar este propriul său ochi.

Scală oficială în 9 puncte de către Organizația Meteorologică Mondială

De asemenea, pe lângă scara oficială adoptată de Organizația Meteorologică Mondială (English Meteorological World Organization), există scale cu grafice care conțin informații despre forța vântului, care are o mare importanță în navigația maritimă.

\u003e Principalele cauze ale tulburărilor maritime

Principalele tipuri de tulburări, cauzele și consecințele acestora

Principalul tip de neliniște poate fi atribuită celor care au cel mai mare impact asupra persoanei și asupra activității sale.

Cel mai important și probabil cel mai cunoscut tip de astfel de perturbări sunt, cu siguranță, valuri seismice - tsunami.

Tsunami este un cuvânt japonez care înseamnă un val în port. Acum este folosit pentru a desemna valuri gravitaționale de pe suprafața apei, cauzate în principal de cutremure sau fenomene asociate cu acestea (de exemplu, o alunecare de teren), precum și de explozii de insule vulcanice sau de dispozitive nucleare. Anterior, aceste valuri au fost numite valuri de maree, dar acest lucru nu este adevărat, deoarece tsunami-urile nu sunt asociate cu mareele. Un alt bine-cunoscut termen "valuri seismice marine" nu include valuri de la explozii naturale și artificiale. Aici se poate folosi definiția Van Dorn: "Tsunami este numele japonez pentru sistemul de valuri gravitaționale care apar pe mare, ca rezultat al perturbărilor pe termen scurt ale suprafeței libere". Această definiție exclude supratensiuni (vânturi) și seiches asociate 1.

Zonele supuse tsunamiului includ următoarele: Japonia, coasta asiatică a Rusiei (Kamchatka, Sahara, Kuriles), Insulele Aleuți, Alaska, Hawaii, coasta de vest a Americii de Sud, SUA și Canada, coasta de est a Canadei, Noua Zeelandă, Australia, Polinezia Franceză , Puerto Rico, Insulele Virgine, Republica Dominicană, Costa Rica, Azore, Portugalia, Italia, Sicilia, țărmurile Mării Egee, Mării Adriatice și Ioniene, Grecia, coasta Africii din estul Mediteranei, Indonezia și Filipine. Severitatea și frecvența daunelor cauzate de un tsunami variază în diferite locuri.

Tsunamis apar în următoarele condiții. Procesele tectonice care apar în adâncurile pământului, provocând apariția decalajelor în grosimea rocilor. Astfel de rupturi apar, de regulă, brusc și sunt însoțite de cutremure. Atunci când decalajele care dau reliefuri, împingeri și schimbări, deplasarea rocilor pe suprafața pământului și zonele învecinate se deplasează de-a lungul lor, uneori zeci de metri. Dacă astfel de deplasări apar la fundul oceanului, atunci o undă este excitată atât în ​​coloana de apă cât și pe suprafața acesteia, care se propagă cu mare viteză în toate direcțiile de la locul de origine.

1 Seiche (fr. Seiche) - valuri în picioare care apar în rezervoare închise sau parțial închise. Seiches sunt rezultatul fenomenelor de rezonanță dintr-un rezervor datorită interferenței valurilor reflectate din granițele unui rezervor. Cauza seiches este impactul forțelor externe - schimbări în presiunea atmosferică, vântul, fenomenele seismice. Seiches sunt caracterizate printr-o perioadă lungă (de la câteva minute la zeci de ore) și o amplitudine mare (de la unități de milimetri la câțiva metri).

Ca urmare a cutremurului din 1 septembrie 1923, în Golful Sagami (Japonia), pe o suprafață de aproximativ 150 km2, o parte a fundului a crescut brusc (la o adâncime de 230 m), iar o altă parte a acestei zone a scăzut (la o adâncime de 400 m). În același timp, a apărut un val înalt în apă, deoarece cantitatea de apă deplasată în timpul ridicării a atins, potrivit calculelor academicianului V.V. Shuleykina, 22,6 km 3. O parte din acest val a intrat în ocean, iar o parte a fost rulată pe țărm sub forma unui tsunami. Înălțimea valului de pe coastă a ajuns la 10 m, însă această cifră a variat foarte mult în funcție de topografia coastei și a adâncimii oceanului.

În cutremurul din 1885-1886 în Marea Adriatică, au apărut și descărcări cu o amplitudine mare de deplasare; în special, au provocat ruperea cablurilor submarine. Cu toate acestea, un tsunami nu a fost observat, ceea ce ar trebui explicat în acest caz de viteza insuficientă de mișcare a maselor de-a lungul evacuărilor.

Cauza tsunami-ului poate fi o alunecare de teren. Un tsunami de acest tip este destul de rar. 9 iulie 1958, ca rezultat al unui cutremur din Alaska, a avut loc o alunecare de teren în Golful Lituia. O masă de gheață și roci terestre s-au prăbușit de la o înălțime de 900m. Datorită relativului mic al golfului (lungime aproximativ 11 km, adâncime maximă 200 m), colapsul a provocat o creștere a apei de 520 m înălțime. un val de până la 60 de metri a devastat coasta. Astfel de cazuri sunt foarte rare și, desigur, nu sunt considerate ca o referință.

Erupțiile vulcanice pot fi o altă sursă de tsunami. Erupțiile subacvatice mari au același efect ca și cutremurele. Cu explozii vulcanice puternice se formează caldera, care este umplută imediat cu apă, rezultând un val lung și mic. Un exemplu clasic este tsunami-ul care a apărut după erupția Krakatau din 1883, situată în strâmtoarea Sunda a arhipelagului indonezian. În timpul exploziei sale, pe lângă masa de cenușă și cel mai puternic cutremur, sa născut o înălțime de 30-40m. În câteva minute, toate satele situate pe țărmurile joase ale părții vestică a Java și a sudului Sumatrei au fost spălate în mare, 30.500 de oameni au fost uciși. La o viteză de 556 kilometri pe oră, undele de tsunami au străbătut Oceanul Indian și Oceanul Pacific, ajungând pe țărmurile Africii, Australiei și Americii. Chiar și în Oceanul Atlantic, în ciuda izolării și a îndepărtării sale, în unele locuri (Panama, Franța) a existat o creștere a apei.

În epoca noastră de energie atomică, o persoană are în mâinile sale un mijloc de a provoca, după propria sa voință, tremor, care anterior era accesibil doar naturii. În 1946, Statele Unite au produs o explozie nucleară subacvatică cu un echivalent TNT de 20 mii tone într-o lagună de mare adâncime de 60 de metri. Valul care a apărut în același timp la o distanță de 300 m de explozie a crescut la o înălțime de 28,6 m, iar la 6,5 ​​km de epicentrul a ajuns încă la 1,8 m. Experimentele au făcut posibilă stabilirea unei crestături care este cea mai mare și care este cea mai mică. talie mare val tsunami

În cele din urmă, o altă sursă posibilă de tsunami este căderea obiectelor spațiale în oceanul lumii. Acest scenariu este, până acum, limitat exclusiv la modelele de calculatoare, deoarece, din fericire, nu s-au înregistrat dovezi istorice ale unor astfel de evenimente. Potrivit oamenilor de știință, astfel de vizite în spațiu au loc nu mai mult de o dată la 100 mii de ani, iar în ultimii 200 de mii de ani acest lucru nu sa întâmplat nici măcar o singură dată. Cu toate acestea, în viitorul geologic pe termen scurt, probabilitatea unui impact cosmic nu este atât de mică - cu unele estimări, aproximativ 1%. Conform calculelor, căderea în ocean a unui asteroid relativ mic, cu un diametru de 300-600 de metri, va genera un tsunami, de multe ori depășind tot ceea ce este încă cunoscut. (Sursa: http://soulhunterweb.narod.ru)

În conformitate cu clasificarea generală a valurilor tsunami sunt clasificate ca valuri lungi. Lungimea lor ajunge la câteva sute de kilometri, amplitudinea deasupra părții adânci a oceanului este de obicei de aproximativ un metru. Prin urmare, acestea sunt dificil de detectat din aer sau de pe navă.

Un tsunami cu o lungime de undă de 80-100 km a fost observat în jurul coastei Pacificului din Kamchatka. Mai mult, cu cât este mai mare distanța care separă locul cutremurului de această coastă, cu atât este mai mare lungimea tsunami-ului, deși aici nu există proporționalitate directă. Cu cât este mai mult locația cutremurului, cu atât mai mare va fi intervalul de timp dintre sosirea tsunamiului, urmând unul după celălalt.

Viteza propagării tsunami, în general, este foarte ridicată și crește odată cu creșterea adâncimii oceanului. La locul de origine (la mari adâncimi), un tsunami, format ca rezultat al unui cutremur, este un val transversal de înălțime neglijabil de mică, propagând cu o viteză

care, aparent, nu poate fi măsurată cu suficientă fiabilitate, deoarece adâncimea oceanului este mare, iar creșterea (pozitivă sau negativă) a acestei adâncimi ca rezultat al tsunami-ului este extrem de mică, mai ales că lungimea este determinată de sute de kilometri.

Pentru comparație, luați în considerare caracteristicile undelor eoliene și valurilor de tsunami.

Tsunami 2004

De asemenea, un rol semnificativ în viața unei persoane este jucat de ebb și flux, la care se face referire în clasificarea valurilor, ca valuri de maree.

Ebb și fluxul se numește o astfel de fluctuație periodică a nivelului oceanului sau mării, care provine din atracția Lunii și a Soarelui. Fenomenul este după cum urmează: nivelul apei se ridică treptat, care se numește maree, atinge cea mai înaltă poziție, numită apă înaltă. După aceasta, nivelul începe să scadă, ceea ce se numește ebb, și după 6 ore. 12,5 min (aproximativ) ajunge la cea mai mică poziție, numită apă scăzută. Apoi nivelul începe să crească din nou, iar după încă 6 ore. 12,5 min (Aproximativ) apă plină vine din nou.

Astfel, perioada fenomenului este egală cu 12 ore. 25 min (aproximativ) și la fiecare 24-25 ore. Există două valuri mari și două valuri joase, două ape mari și două mici.

Distanța de la verticală între nivelele succesive de ape ridicate și joase este amplitudinea fluxului.

În cazul în care fluxul este observat în același loc în cursul lunii, atunci se pare că ziua de zi apele pline și joase își schimbă pozițiile. De două ori pe lună, în syzygy (lună plină și lună nouă), nivelele de apă plină și joasă sunt situate cel mai departe unul de celălalt, iar apoi amplitudinea mareelor ​​este cea mai mare, acest lucru se întâmplă la fiecare 14 zile (aproximativ). După momentul primăverii și apele joase, nivelele apei ulterioare și înalte încep să se apropie una de cealaltă; primele sunt mai mici și mai mici, iar a doua sunt mai mari și mai înalte, iar în jurul perioadei de cvadratură (primul și ultimul trimestru) amplitudinea mareelor ​​atinge cea mai mică valoare, ceea ce se întâmplă de asemenea la fiecare 14 zile (aproximativ).

Observând momentele apelor înalte, este ușor să vedem că ele se întâlnesc în apropierea trecerilor superioare și inferioare ale lunii prin meridianul locului, iar cele mici sunt aproximativ la mijlocul acestor momente (adică atunci când luna este aproape de primul verticale). În plus, fiecare apă plină și joasă ulterioară depășește timpul care precede media de 12,5 minute; Astfel, se vor acumula circa 50 de memi pe zi. latența fenomenului, adică la fel de mult ca latența trecerii lunii prin partea superioară a meridianului locului.

La randul sau, cele mai mari amplitudini sunt in jurul fazelor lunii, numite syzygyas, iar cele mai mici sunt aproape de vremurile fazelor lunii, numite quadratures.

Toate aceste circumstanțe au fost observate înainte de epoca noastră și, în același timp, au condus la concluzia că fenomenul mareelor ​​este asociat cu luna. Cu toate acestea, au trecut mai mult de o mie de ani, până când au găsit și au reușit să exprime științific relația dintre fenomenul mareelor ​​și Lună, această descoperire a fost făcută de Newton pe baza legilor globalizării universale exprimate pentru prima dată de el.

Observând cu atenție marele sau studiind tabelele observațiilor făcute cu atenție, este ușor să observați mai multe trăsături care reprezintă deviații de la cursul ideal de corect al fenomenului; dar din moment ce aceste abateri sunt corect repetate, ele sunt și elementele caracteristice ale fenomenului.

Momentele apei înalte și joase sunt întotdeauna târzii în ceea ce privește momentul în care Luna trece prin meridian. Intervalul de timp dintre trecerea superioară sau inferioară a lunii prin meridian și momentele de apă înaltă se numește decalaj lunar, acest decalaj variază în anumite limite; Media multor lacune lunare în timpul syzygy este numită o oră aplicată.

Intervalele lunare sunt mai mici decât media dintre lună nouă și luna plină și quadraturile care urmează. Distanțele lunare sunt mai mari decât media dintre quadraturi și syzygyes care le urmează.

Intervalele de timp dintre apele înalte și cele joase, precum și apele joase și înalte în realitate nu sunt niciodată egale, dar uneori diferă până la 2 ore. În același mod, intervalele dintre valurile de primăvară și cea de cvadratură sunt inegale.

Cu o distanță mare de lună de la ecuator, adică atunci când declinarea lunii este mare, toate deviațiile locale ale fenomenului de la cursul său normal cresc în dimensiune.

Toate aceste trăsături ale fenomenului confirmă importanța predominantă a lunii în inițierea fenomenului de maree.

Creșterea bruscă a prețurilor la combustibili, dificultăți în obținerea acestora, epuizarea resurselor de combustibil - toate aceste semne vizibile ale unei crize energetice au generat în ultimii ani un interes considerabil pentru multe noi surse de energie, inclusiv pentru energia oceanelor.

Se știe că rezervele de energie din oceane sunt enorme, deoarece două treimi din suprafața pământului (361 milioane de km2) este ocupată de mări și oceane. Cu toate acestea, până acum oamenii nu pot folosi decât o parte nesemnificativă a acestei energii și, chiar și atunci, cu prețul unor investiții mari și lente, astfel încât această energie pare până acum să aibă puține șanse.

Energia oceanică a atras mult atenția omului. La mijlocul anilor 1980, primele instalații industriale erau deja în funcțiune, iar dezvoltarea a fost efectuată în următoarele domenii principale: utilizarea energiei fluxului, surf, valuri, diferențele de temperatură a apei dintre suprafața și straturile adânci ale oceanului, curenții etc.

De secole, oamenii s-au gândit la cauza mareelor ​​mării. Astăzi știm cu siguranță că fenomenul natural puternic - mișcarea ritmică a apei de mare provoacă forțele gravitaționale ale Lunii și ale Soarelui. Undele de undă ascund un potențial enorm de energie - 3 miliarde kW.

Ideea utilizării energiei mareelor ​​a venit de la strămoșii noștri acum o mie de ani. Adevărat, ei nu au construit apoi PES, ci mori de maree. Una dintre aceste mori, menționată în documentele din 1086, a fost păstrată în orașul Ealing, în sudul Angliei. În Rusia, prima moară de maree a apărut pe coasta Mării Albului în secolul al XVII-lea.

În secolul al XX-lea, oamenii de știință s-au gândit să folosească potențialul mareelor ​​din industria energetică. Virtuțile energiei mareelor ​​sunt incontestabile. Stațiile de maree pot fi construite în zone greu accesibile în zona de coastă, nu poluează atmosfera cu emisii nocive, spre deosebire de centralele termice, nu inundau terenuri, spre deosebire de centralele hidroelectrice, și nu reprezintă un potențial pericol, spre deosebire de centralele nucleare.

O centrală electrică de mare (PES) este o centrală electrică care convertește energia mareelor ​​marine în energie electrică. PES utilizează o scădere a nivelurilor de apă "plină" și "scăzută" în timpul mareelor ​​și scăderilor. După ce a fost blocat un baraj, un golf sau o gură de râu care curge în mare (ocean) (formând un rezervor, se numește bazinul PES), este posibilă o amplitudine suficientă (\u003e 4 m) pentru a crea un cap suficient pentru a roti hidroturbinele și hidrogenatorii conectați la acestea . Cu o singură piscină și un ciclu semi-zilnic adecvat al mareelor, PES poate genera electricitate în mod continuu timp de 4-5 ore cu întreruperi, respectiv 2 - 1 ore de patru ori pe zi (acest PES se numește bazin cu o față dublă). Pentru a elimina generarea inegală de electricitate, bazinul PES poate fi împărțit în două sau trei bazine mai mici, dintre care unul menține nivelul "scăzut", iar celălalt cu apă "plină"; al treilea grup este rezervat; unitățile hidraulice sunt instalate în corpul barajului de separare. Dar această măsură nu exclude complet pulsația energiei datorită naturii ciclice a mareelor ​​în perioada semestrială. Atunci când lucrează împreună în același sistem electric cu centrale termice puternice (inclusiv nucleare), energia produsă de PES poate fi utilizată pentru a participa la acoperirea vârfurilor încărcăturii sistemului de alimentare, iar centralele hidroelectrice care fac parte din același sistem pot avea compensa fluctuațiile inter-lunare în energia mareelor.

Capsulele hidraulice sunt instalate pe PES, care pot fi utilizate cu eficiență relativ ridicată în modurile de generare (înainte și înapoi) și de pompare (înainte și înapoi), precum și un canal. În orele în care o sarcină mică a sistemului de alimentare coincide cu apa "scăzută" sau "plină" în mare, unitățile hidraulice PES sunt fie deconectate, fie funcționează în modul pompă - pomparea apei în bazinul de deasupra valului (sau pomparea sub nivelul refluxului) astfel, se acumulează energie până în momentul în care se produce vârful sarcinii în sistemul de alimentare (figura 1).

În cazul în care debitul sau debitul coincide cu sarcina maximă a sistemului de alimentare, PES operează într-un mod generator. Astfel, PES poate fi folosit în sistemul de alimentare ca o stație de putere de vârf.

În 1966, prima centrală electrică de maree din lume a fost construită în Franța pe râul Rans (figura 2). Sistemul utilizează douăzeci și patru de turbine de 10 MW, are o capacitate de proiectare de 240 MW și produce anual aproximativ 50 GWh de energie electrică. Pentru această stație a fost dezvoltată o unitate capsulară mare care permite trei moduri de funcționare directe și trei inverse: ca un generator, ca pompă și ca un substrat, care asigură funcționarea eficientă a unui TEC. Potrivit experților, Rance PES este justificată din punct de vedere economic. Costurile anuale de exploatare sunt mai mici decât la centralele hidroelectrice și reprezintă 4% din investițiile de capital.

O altă centrală mare de maree cu o capacitate de 20 MW se află în Annapolis Royal, în Golful Fundy (provincia Nova Scotia, Canada). A fost deschis oficial în septembrie 1984. Sistemul a fost montat pe Fr. Porci în gura râului. Annapolis, pe baza unui baraj deja existent, care protejează terenuri fertile de inundațiile de apă marină în timpul unei furtuni. Amplitudinea mareelor ​​variază între 4,4 și 8,7 m.

În 1968, pe coasta Mării Barents din Kislaya Guba, a fost construită prima construcție experimentală industrială TEC din Rusia. În clădirea centralei electrice există 2 unități hidraulice cu o capacitate de 400 kW. Fondatorii acestui proiect au fost oamenii de știință sovietici Lev Bernstein și Igor Usachev. Pentru prima dată în practica mondială de construcție hidrotehnică, stația a fost construită printr-o metodă plutitoare, care a fost ulterior utilizată pe scară largă în construcția de tuneluri subacvatice, platforme de petrol și gaze, centrale hidroelectrice de coastă, termocentrale, centrale nucleare și structuri hidraulice de protecție.

Spre deosebire de hidrocentralele fluviale, cantitatea medie de energie a mareelor ​​nu variază foarte mult de la sezon la sezon, ceea ce permite centralelor electrice de maree să furnizeze întreprinderilor industriale o energie mai uniformă.

În străinătate, proiectele sunt dezvoltate pentru centralele electrice cu efect de mare în Bay of Fundy (Canada) și la gura râului Severn (Anglia), cu o capacitate de 4 și respectiv 10 milioane de kW, iar în China funcționează centrale electrice de mare mare.

Până în prezent, energia centralelor electrice cu efect de mare este mai scumpă decât energia centralelor termice, dar cu o implementare mai rațională a construcției structurilor hidraulice ale acestor stații, costul energiei pe care o generează poate fi redus la costul energiei centralelor hidrografice. Deoarece rezervele energetice de maree ale planetei depășesc în mod semnificativ cantitatea totală de hidroenergie a râurilor, se poate presupune că energia mareelor ​​joacă un rol semnificativ în continuarea progresului societății umane.