Сейши

Сейшами называют стоячие свободные волны, возникающие под влиянием резких нарушений равновесия вод. Основными причинами возникновения сейши в озерах могут быть сгонно-нагонные явления, обильное выпадение осадков в одном из заливов или частей озера, которые создают наклон уровенной поверхности и стремление восстановить нарушенное равновесие.

При сейшах отсутствует поступательное движение в виде волны, а возникают лишь вертикальные колебания, при которых в одном месте происходит подъем, а в другм – опускание уровня. При этом между этими частями возникает линия, вдоль которой не происходят колебания уровня, но существуют горизонтальные перемещения воды в виде течений. Линия называется узловой. Первые сведения о сейшах были известны еще в 1730 г, когда инженер Дюиме указал на резкое понижение Женевского озера на 1,5 м в 1610 году. Во время сейши суда в гаванях сели на дно.

Сейши представляют собой длиннопериодные волны, образующиеся под воздействием внешних сил - перепадов давления, ветра, сильного дождя и др., которые вызывают колебательные движения всей водной массы, и на поверхности водоема образуется одна (одноузловая) или несколько очень похожих стоячих волн.

В водоемах с расслоением по плотности (разная температура или минерализация) возникают внутренние сейши, причем внутренние сейши имеют более большой период колебания по сравнению с поверхностными сейшами.

Период стоячей волны для узких озер рассчитывают по формуле И. Р. Мериана:

τ_с = (2L/√gН) / (0,63 (L/√H)) 

где τ_с - период сейшевой волны, с; L - длина озера, м; Н - глубина, м; g - ускорение свободного падения.

Период сейш широких озер рассчитывают по формуле (Филатов, 1991)

τ_с = (2/√g Н) / [n²/L² + n²/В²]^-1/2

где n - число узлов; В - ширина озера, м.

Период многоузловой сейши с числом узлов  n будет:

τ_с = (2L/n√gН)/(0,315(2L/n√H),

где n - число узлов сейши.

В водоемах с расслоением по плотности (разная температура или минерализация) возникают внутренние сейши, причем внутренние сейши имеют более большой период колебания по сравнению с поверхностными сейшами.

Для расчетов периода внутренней сейши используют формулу Ватсона:

τ_вс = 2L/n√((g(е₂-е₁)/(е₂/Н₂)+(е₁/Н₁)) 

где τ_вс - период внутренней сейшевой волны, с; H₁ - мощность верхнего слоя воды, м; Н₂ - мощность нижнего слоя воды, м; e₁ и е₂ - плотность верхнего и нижнего слоев воды.

Обычно высота сейш составляет всего несколько сантиметров, реже десятки сантиметров, но в некоторых озерах как исключение они могут достигать 2,0-2,5 м (оз. Эри, Женевское).