Волны н a водных объектах классифицируются по различным признакам.

Основная классификация волнения производится по его происхождению, т.е. силам, вызывающим волнение:

> ветровые, образующиеся под воздействием ветра, и зыбь - по его окончанию;

> приливо - отливные, образующиеся под воздействием сил притяжения Солнца и Луны;

> аномобарические, возникающие при сгонах и нагонах воды и при резких изменениях атмосферного давления;

> цунами, возникающие при динамических процессах в земной коре (земле и моретрясениях, извержениях вулканов и т.п.);

> корабельные (судовые), возникающие при движении кораблей (судов).

 

Кроме того, волны классифицируются:

> по действию силы (свободные и вынужденные);

> по изменчивости элементов волн по времени (установившиеся и неустановившиеся);

> по расположению в толще воды (поверхностные и внутренние);

> по форме (двухмерные, трехмерные, уединенные или одиночные);

> по отношению длины волны к глубине водного объекта (короткие и длинные);

> по перемещению формы волны (поступательные и стоячие).

В данном пособии будет рассматриваться классификация, принятая в гидрометеорологии и только один ее раздел - ветровые волны.

Ветровые волны возникают вследствие передачи энергии ветра частицам воды на поверхности водного объекта. Начинаясь с очень малых (т.н. капиллярных волн), волнение, под воздействием ветра приобретает все большую энергию, высоту и длину. При усилении ветра появляются барашки, гребни волн опрокидываются и срываются, образуя пенные полосы. С прекращением воздействия ветра ветровое волнение переходит в зыбь- волнение, распространяющееся по инерции в виде свободных волн, причем направление зыби может значительно отличаться от направления ветра. Зыбь при полном штиле носит специфическое название мертвой зыби. При встрече нескольких систем волнения возникает толчея, волнение, представляющее большую опасность для судов, т.к. волны при этом очень круты, с конусо- образными гребнями, обладают большой силой удара. Ветровые волны или последующая зыбь вблизи берегов (когда глубина водоема становится меньше половины их длины) носят название прибоя. Прибойные волны очень опасны, поскольку обладают огромной разрушительной силой; поэтому плавание в зоне прибоя и особенно прием и высадка людей (погрузка и выгрузка грузов)становятся проблематичны, а в ряде случаев - невозможны. Буруны возникают при разрушении волн у подводных (надводных) каменных гряд или отмелей, расположенных на некоторым удалении от берега и, как правило, служат предупреждением судоводителям об опасности.

Волны состоят из чередующихся между собой валов и впадин и характеризуются следующими элементами (рис. 146):

гребень - наивысшая точка волнового профиля;

подошва (ложбина) - низшая точка волнового профиля;

высота h - расстояние по вертикали от подошвы до гребня;

длина А - расстояние по горизонтали между соседними гребнями или подошвами;

крутизна - наклон волнового профиля в данной точке к горизонту;

фронт - линия, проходящая вдоль гребня волн;

период - промежуток времени между прохождением двух последовательных гребней (подошв) через одну и ту же точку пространства или, иначе, промежуток времени, в течение которого волна проходит расстояние, равное своей длине;

скорость распространения С - расстояние по горизонтали, проходимое гребнем (подошвой) волны в единицу времени в направлении ее перемещения.