ГЛАВА 14. ВОЛНЫ В ОКЕАНАХ И МОРЯХ

Воды, Море, Атлантический, Океана, Волны, Спрей
Изображение Martin Winkler с сайта Pixabay

§ 54. Структура волн

Рельеф морской поверхности имеет сложную топографию под влиянием трения и неравномерного давления ветра, имеющего сложную динамическую структуру. Одновременно с волнообразным движением может возникать и вихревое, в результате чего поверхность моря принимает беспорядочный вид. Гряды волн исчезают, волны наклонены по самым разнообразным направлениям. Из двухмерных они становятся трехмерными.

Когда волнение начинает затухать, прежде всего исчезают малые волны, затем более крупные и на море остаются только очень длинные и пологие волны зыби. Они надолго переживают малые волны, уходя на тысячи километров от места возникновения волнения. Форма профиля зыби приближается к трохоиде.

К более правильным, близким к трохоидальным относят также развитые штормовые волны. Профили вынужденных ветровых волн оказываются несимметричными. Наветренные склоны имеют большую протяженность и пологи, а подветренные более короткие и крутые. По данным стереофотосъемки и исследований В. В. Шулейкина, крутизна волн лежит в пределах 15—16° при ветре 2— 3 балла и возрастает до 20° при более сильном ветре. Крутизна мелких вторичных волн не превосходит 30°, достигая иногда на отдельных участках 45°. Крутизна зыби меньше, чем ветровых волн. Как показывают наблюдения, орбиты частиц воды оказываются незамкнутыми за один период волны и испытывают переносное движение в направлении перемещения волны. Это поступательное движение носит название волнового течения, обнаруженного экспериментально в 1954 г. Шулейкиным.

Скорость этого переносного движения изменяется за период волны. Осредненная скорость за один период для поверхности имеет выражение

Осредненная скорость за один период для поверхности
(58)

где

r0 радиус поверхностной орбиты; с — скорость перемещения волнового профиля.

С волновым течением связано увеличение фазовой с и групповой Сгр скоростей волн на величину скорости волнового течения.
На глубине скорость волнового течения имеет выражение

скорость волнового течения На глубине
(59)

Волновое течение изменяет орбитальное движение частиц и форму волнового трохоидального профиля.

Источник: Общая гидрология, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1973