Озера России: рыбалка, охота и отдых; карты и описания водоемов

Ветровые волны

Ветровые волны

Ветровые волны возникают под действием ветра, и их называют поступательными волнами. После прекращения действия ветра волны в силу инерции еще продолжаются, и такие волны получили название зыби (на рисунке).

У волны различают высоту (h) - вертикальное расстояние между соседними гребнем и ложбиной; длину волны (λ) - горизонтальное расстояние между соседними гребнями или подошвами (ложбины).

 

Профиль волны и ее элементы (строение волны: длина, подошва, вершина, гроебень) )

 

Рис. Профиль волны и ее элементы (Судольский, 1991):

1 - статический уровень, 2- средняя волновая линия, 3 - профиль волны, 4 - вершина волны, 5 - гребень волны, 6 - подошва волны, 7 - ложбина волны: λ - длина волны, λг - длина гребня, λл - длина ложбины, h- высота волны, hr- высота гребня, hn- заглубление подошвы

Крутизна волны (ϵ) определяется делением высоты волны (h) на ее длину (λ).

ϵ = h/λ 

Период волны (Т) - время, в течение которого волна пробегает расстояние, равное ее длине. Возраст волны (В) - отношение скорости волны (с) к скорости ветра (W).

Скорость волны равна

с = λ/Т

Соотношения между элементами трохоидальной волны приведены в таблице ниже. Причем длина волны (λ), период волны (Т) и скорость волны (с) взаимозависимы, и их можно определить по формулам. Высота волны (h) не входит в указанные зависимости, и она определяется наблюдением или другими методами, например, по номограмме А. П. Браславского (1952). 

Таблица. Соотношение между элементами трохоидальных волн

 

Элемент волны Длина (λ), м Период (Т), с Скорость (с), м/с
Длина (λ), м  - 1,56T2 0,64c2
Период (Т), с 0,8√λ - 0,64c
Скорость (с), м/c 1, 28√λ 1,56T -
Орбитальная скорость (υ) h√15,4 / √λ h(31,4/T) h (4,9/c)

Для вычисления высоты и длины волны часто используют формулы В. Г Андриянова (1957):

h=0,0208 W5/4D1/3  и λ = 0,304 W D1/2

и H. А. Лабзовского (1976):

h= 0,073 W √E D  и  λ = 0,073 W √D/E,

где h и λ, - высота и длина волны, м; W - скорость ветра, м/с; D - длина разгона, км; Е - крутизна волны (h/λ).

Высоту волны можно рассчитать по простейшим формулам Стивенсона в крупных озерах (L>60 км):

h = 0,33 √L 

и малых озерах (L<60 км):

h = 0,33 √L  + 0,76 - 0,264√L

Но в озерах с L менее 1 км формула дает не всегда реальный показатель высоты волны.

В формулах Е. А. Дьяковой и Н. Д. Шитова помимо длины разгона (D) и скорости ветра (W) учтена глубина водоема (Н, м):

h = 0,0186 W0,71 D0,24 H0,54

h = 0,151 H0,34 W D0,33

λ = 0,104 H0,57 W D0,33

Для быстрой оценки элементов волн (высота, длина, период и скорость распространения) в зависимости от длины разгона и скорости ветра можно использовать таблицу Н. А. Лабзовского (1952).

Характеристики волнения и состояния водоемов оценивают по шкале степени ветрового волнения и шкале состояния поверхности озера и водохранилища под влиянием ветра (см. таблицу).

При критической глубине (Нкр ≥ h при попутном ветре) у берегов и лудах (мелях) происходит разрушение волн, которые называются у берегов прибоем, на лудах (мелях) - бурунами.

Вода придонных компенсационных течений на повышенных участках дна или в узких мелководных заливах поднимается вверх. Это выражается в аномально низких температурах по сравнению с температурами на соседних глубоких участках.


НАВИГАТОР: ОЗЕРА.info Озерный справочник Наука об озерах Лимнология Динамические явления в озерах Ветровые волны
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru