Водоём, Природа, Море, Путешествовать, Пейзаж, Лето
Изображение Evgeny Kulakov с сайта Pixabay

ГЛАВА 14. ВОЛНЫ В ОКЕАНАХ И МОРЯХ

§ 62. Сейши

Сейшами называют стоячие свободные волны, возникающие в полузакрытых и закрытых бассейнах под влиянием резких нарушений равновесия вод. Причинами этих колебаний могут быть резкие изменения давления атмосферы над бассейном и за его пределами, сгонно-нагонные явления при быстрой смене или затухании ветра, обильное выпадение осадков в одном из районов моря, создающего наклон уровенной поверхности и стремление вод восстановить нарушенное равновесие. Сейши могут возникать и под влиянием приливных процессов. Возникающие в открытом океане или море приливные колебания могут создавать в заливах и полузакрытых морях соколебательное  (индуцированное) движение приливных периодов, представляющее собой колебание всей массы этого бассейна.

Рис. 30. Сейши. а — одноузловая, б — двухузловая
Возникновение сейши

Сейши могут возникать и вследствие сейсмических явлений. Они охватывают бассейны в целом или их отдельные участки, заливы и бухты. При сейшах отсутствует поступательное движение в форме волны, а наблюдаются лишь вертикальные колебания, при которых в одном месте происходит подъем, в другом — опускание уровня. Самый простой вид сейш, когда уровень воды у одного края бассейна поднимается, у другого — опускается (рис. 30 а). При этом в средней части бассейна наблюдается линия, вдоль которой не происходит колебаний уровня, но существуют горизонтальные перемещения вод (течения). Такая линия называется узловой.

Иногда наблюдаются сейши с двумя узловыми линиями (рис. 30 6). В первом случае сейша -называется одноузловой, во втором — двухузловой. При одноузловой сейше частицы воды в придонном слое движутся вдоль дна в одном и другом направлении. Возможно образование сейш с тремя, четырьмя узловыми линиями и более (многоузловые сейши).

Методы расчета периода сейш

Исследованиями многих ученых разработана теория сейш и предложены методы расчета их периодов. Самая простая формула была предложена Мерианом для бассейна прямоугольной формы с постоянной глубиной

(76)

где Т — период сейши; L—длина бассейна; g — ускорение силы тяжести; Н — средняя глубина бассейна.

Если сейши многоузловые, то период определяется формулой

(77)

где п — число узлов.

Периоды сейш разнообразны; от 5—10 мин до нескольких часов и даже суток — (24, 48 ч и т. д.).  Величины их невелики — от нескольких сантиметров до 1 м. Важные элементы сейш — это узловые линии, вдоль которых вертикальные колебания уровня равны нулю, а скорость горизонтальных смещений максимальна.

Элементы сейш

Элементы сейш зависят от морфометрических особенностей бассейнов: размеров, очертаний, рельефа дна, а также стратификации вод. В бассейнах, где воды резко стратифицированы, могут возникать внутренние сейши.

Изучение сейш

Сейши изучались на озерах, в заливах, бухтах и морях путем непосредственных измерений колебаний уровня, а также путем расчета и моделирования этого процесса. На моделях такие исследования проводились в СССР В. П. Дубовым для Балтийского моря, В. Н. Соловьевым для оз. Байкал, М. Ремизовой для Аральского моря. Вследствие различий в очертаниях берегов и в рельефе дна сейши в морях и отдельных их частях могут значительно отличаться друг от друга. Так, в Алжирской бухте в Средиземном море отмечены сейши с периодами от 1,2 до (5 мин и с величинами до 1 м. На Азовском море (в Темрюке) наблюдались сейши с периодами до 23 ч и с наибольшей величиной 80 см.

В природных условиях сейши сочетаются с другими периодическими и непериодическими колебаниями. Поэтому выявление их в сложном реальном спектре колебательных движений водных масс затрудняется тем, что в некоторых бассейнах периоды сейш и инерционных или приливных колебаний бывают близки, как, например, в Балтийском море. Для решения этой задачи в современной океанологии широко используются численные методы, аппарат исследования случайных процессов и вероятностно-статистические методы расчета.

Сейши представляют собой свободные колебания, поэтому их изучение необходимо для понимания резонансных явлений, возникающих в тех случаях, когда период вынужденных колебаний близок к периоду свободных колебаний в данном море или озере, заливе, бухте. Резонансные явления могут создавать колебания вод с огромными амплитудами.

Источник: Общая гидрология, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1973