Внутренние волны и внутренние сейши
Кроме поверхностных волн в водоемах имеются внутренние волны, если в озерах и водохранилищах есть устойчивая плотностная стратификация. Причины, вызывающие внутренние волны в озерах, по Н. Н. Филатову (1991), К. В. Показееву и Н. Н. Филатову (2002), могут быть различными:
- колебания атмосферного давления;
- поверхностные волны, сейши;
- неустойчивости экмановского слоя и параметрическая неустойчивость;
- сдвиговая неустойчивость;
- межволновые взаимодействия.
Обычно объем воды внутренних сейш перемещается в противоположном направлении по отношению к поверхностному слою воды.
Таблица. Таблица элементов ветровых волн глубоководных водоемов (Лабзовский, 1952)
Dn, км | 75 | 231 | 422 | 600 | 781 |
Разгон волн,
|
|||||
m | 1/10 | 1/13 | 1/16 | 1/20 | 1/24 | ||||||
W, м/сек | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | ||||||
0,22 0,86 |
1,14 1,34 |
0,40 1,30 |
2,64 2,03 |
0,54 1,68 |
4,40 2,63 |
0,66 2,05 |
6,52 3,20 |
0,77 2,40 |
8,94 3,74 |
1,0 |
|
0,30 1,02 |
1,61 1,59 |
0,55 1,54 |
3,72 2,42 |
0,74 2,00 |
6,22 3,30 |
0,91 2,44 |
9,23 3,81 |
1,02 2,85 |
12,62 4,44 |
2,0 |
|
0,40 1,21 |
2,28 1,89 |
0,75 1,84 |
5,26 2,86 |
1,04 2,38 |
8,80 3,72 |
1,25 2,90 |
13,05 4,53 |
1,44 3,36 |
17,80 5,28 |
4,0 |
|
0,45 1,33 |
2,78 2,08 |
0,89 2,03 |
6,45 3,17 |
1,25 2,63 |
10,80 4,10 |
1,52 3,21 |
16,08 5,00 |
1,73 3,74 |
21,85 6,28 |
6,0 |
|
0,49 1,44 |
3,22 2,25 |
0,99 2,18 |
7,45 3,02 |
1,41 2,84 |
12,48 4,43 |
1,71 3,44 |
18,48 5,36 |
1,97 4,02 |
25,26 6,28 |
8,0 |
|
0,52 1,52 |
3,60 2,38 |
1,07 2,31 |
8,32 3,61 |
1,53 2,98 |
13,95 4,66 |
1,88 3,64 |
20,70 5,68 |
2,17 4,24 |
28,20 6,64 |
10,0 |
|
0,6 1,8 |
5,1 2,8 |
1,2 2,7 |
11,3 4,2 |
1,9 3,6 |
19,7 5,6 |
2,4 4,3 |
29,2 6,8 |
2,9 5,1 |
40,0 7,9 |
20 |
|
0,7 2,2 |
7,3 3,4 |
1,5 3,3 |
16,6 5,1 |
2,3 4,2 |
27,8 6,6 |
3,1 5,2 |
42,5 8,1 |
3,6 6,0 |
56,4 9,4 |
40 |
|
0,9 2,4 |
8,8 3,7 |
1,7 3,6 |
20,4 5,6 |
2,6 4,7 |
34,1 7,3 |
3,3 5,7 |
50,6 8,9 |
4,1 6,7 |
69,2 10,4 |
60 |
|
1,9 3,9 |
23,6 6,1 |
2,8 5,0 |
39,4 7,8 |
3,5 6,1 |
58,5 9,6 |
4,2 7,1 |
79,9 11,2 |
80 |
|||
Схема расположения элементов волн | 2,1 4,1 |
26,3 6,4 |
2,9 5,3 |
44,0 8,3 |
3,7 6,5 |
65,4 10,1 |
4,4 7,6 |
89,2 11,8 |
100 |
||
2,4 4,5 |
31,2 7,0 |
3,3 5,8 |
52,1 9,0 |
4,1 7,0 |
77,4 11,0 |
4,9 8,2 |
105,9 12,9 |
140 |
|||
h | L | 2,7 4,8 |
35,4 7,4 |
3,8 6,1 |
59,0 9,6 |
4,5 7,5 |
87,6 11,7 |
5,3 8,7 |
119,4 13,6 |
180 |
|
T | c | 3,0 5,0 |
39,2 7,7 |
4,1 6,5 |
65,4 10,1 |
4,9 7,9 |
97,0 12,3 |
5,7 9,2 |
132,1 14,4 |
220 |
|
4,4 6,7 |
71,0 10,5 |
5,3 8,2 |
106,3 12,9 |
6,1 9,6 |
143,4 15,0 |
260 |
|||||
4,8 7,0 |
76,2 10,9 |
5,7 8,6 |
113,0 13,3 |
6,6 9,9 |
153,5 15,5 |
300 |
|||||
5,5 7,5 |
88,0 11,8 |
6,6 9,2 |
130,5 14,3 |
7,4 10,7 |
178,4 16,7 |
400 |
|||||
7,3 9,7 |
146,0 15,2 |
8,2 11,3 |
199,6 17,7 |
500 |
h - высота в м, L - длина в м, Т - период в с, с - скорость распространения волны, в м/с,
W - скорость ветра, m - характеристика крутизны волны, Dn - предельная длина разгона
Таблица. Шкала степени ветрового волнения (Филатова, 1972)
Высота волн, м | Степень волнения, баллы | Словесная харктеристика волнения |
0 | 0 | Волнение отсутствует |
До 0,25 | I | Слабое |
0,25-0,75 | II | Умеренное |
0,75-1,25 | III | Значительное |
1,25-2.0 | IV | |
2,0-3,5 | V | Сильное |
3,5-6 | VI | Очень сильное |
6,0-8,5 | VII | |
8,5-11,0 | VIII | Исключительно сильное |
11,0 и выше |
Таблица. Шкала состояния поверхности моря, озера, крупного водохранилища под влиянием ветра (Филатова, 1972)
Характеристика состояния поверхности водоема, баллы | Признаки для определения состояния поверхности водоема |
0 |
Зеркально-гладкая поверхность |
1 |
Рябь, появляются небольшие гребни волн |
2 |
Небольшие гребни волн начинают опрокидываться, но поверхность не белая, а стекловидная |
3 |
Хорошо заметны небольшие волны; гребни некоторых из них опрокидываются, образуя местами белую клубящуюся пену - «барашки» |
4 |
Волны принимают хорошо выраженную форму, повсюду образуются «барашки» |
5 |
Появляются гребни большой высоты; их пенящиеся вершины занимают большие площади, ветер начинает срывать пену с гребней волн |
6 |
Гребни очерчивают длинные валы ветровых волн; пена, срываемая с гребней ветром, начи¬нает вытягиваться полосками по склонам волн |
7 |
Длинные полосы пены, срываемые ветром, местами покрывают склоны волн и, сливаясь, достигают их подошв |
8 |
Пена широкими, плотными, сливающимися полосами покрывает склоны волн, отчего поверх¬ность становится белой только местами; во впадинах волн видны свободные от пены участки |
9 |
Поверхность воды покрыта плотным слоем пены, воздух наполнен водяной пылью и брыз- гами, видимость значительно уменьшена |