WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 39 | 40 || 42 | 43 |   ...   | 67 |

«Г И Д Р О iyi Е Т Е О И 3 Д А Т ЛЕНИНГР А Д * 1 9 7 4 УДК 5 5 1.4 6 Приводятся основные сведения о физических явлениях и процессах в океане. Излагаются вопросы термики, ...»

-- [ Страница 41 ] --

Значения интегралов определяются либо аналитически, при из-| вестном аналитическом выражении спектра волн, либо графически путем планиметрирования площади, ограниченной кривой энергети-!

ческого спектра, когда последний задан графически кривыми.

За последние годы проделана значительная работа по развитий •спектральной теории и в первую очередь по исследованию частот­ ного спектра морских ветровых волн. В то же время еще не достиг­ нуто достаточной согласованности в полученных результатах. Этг несогласованность объясняется, с одной стороны, различиями в ме­ тодике измерений и, с другой, — различной теоретической интерпре тацией результатов измерений.

По мнению Ю. М. Крылова, дальнейшее развитие теории мор ских волн должно пойти по следующему пути. Физической основой дальнейших исследований по-прежнему останется уравнение ба.ланса энергии В. М. Маккавеева (7.26). Это уравнение следует ис пользовать применительно к каждой составляющей морского волне ния. Тогда отпадает вопрос об отыскании дополнительного соотно шения между высотой волн и их длиной, поскольку понятие спек тральной составляющей связано с фиксированной частотой шп длиной волн. Поэтому в данном случае уравнение Маккавеева для каждой спектральной составляющей будет содержать только одну неизвестную функцию координат и времени — амплитуду этой со­ ставляющей.

С математической точки зрения определение спектра волнения при таком подходе сведется к решению системы большого числа уравнений типа Маккавеева (7.26). Правая часть уравнений дол­ жна представлять собой сумму поступающей и теряемой энергии.

Оба этих вида энергии будут зависеть не только от географических и синоптических условий и элементов данной составляющей, но и от характеристик других составляющих. Такой метод позволит по­ дойти к решению задачи о расчете и прогнозе волновых полей в разнообразных природных условиях.

Осуществление такой схемы решения потребует предваритель­ но большой кропотливой работы по изучению вида правой части уравнения (7.26), по разработке эффективных методов совместного решения большого числа дифференциальных уравнений и получе­ нию на основе этого решения двухмерного энергетического спектра в каждой точке моря.

§ 39. Поведение ветровых волн у побережья При подходе к побережью ветровые волны подвергаются дефор­ мации и рефракции вследствие уменьшения глубины и увеличения трения о дно; их элементы изменяются, а непосредственно у берега, или в некотором удалении от него, волны разрушаются.

Поведение волн у побережья зависит от береговой черты и ха­ рактера изменения рельефа дна.

Поведение волн у отвесного берега. Если берег отвесный и приглубый, причем глубина моря у берега больше полудлины волны, волна при подходе к нему практически не изменяет своих элементов.

Достигая берега, она отражается. Отраженная волна интерфери­ рует с набегающими волнами, в результате чего образуется система стоячих волн; при этом наблюдается то более или менее резкий подъем воды — всплеск, то понижение уровня ниже среднего поло­ жения. Иными словами, у отвесного берега, где горизонтальное пе­ ремещение частиц невозможно, отмечаются пучности. Высота «взброса» (подъема уровня) примерно равна удвоенной высоте на­ бегающей волны.

Так как в рассматриваемом случае происходит лишь частичное разрушение волны и изменяется направление ее движения, сила удара (давление) оказывается относительно небольшой. Наиболь­ шее давление отмечается примерно на уровне подошвы волны. Сила удара (давление) волны может быть определена приближенно, ис­ ходя. из трохоидальной теории волн, по формуле где высота h и длина волны Я выражены в метрах. ' Учитывая, что у берега определять высоту и длину волны за­ труднительно, В. В. Шулейкйн предложил формулу для расчета давления волны по ее периоду, определить который значительно проще. Формула, предложенная Шулейкиным, получается из выh ражения для р в предположении, что 0,085 и имеет вид где период волны т выражен в секундах.

Сила удара (давление) оказывается значительно большей, ко­ гда волны, при набегании на берег, полностью разрушаются. Это наблюдается у приглубых, но изрезанных берегов, особенно при на­ личии отдельных скал, выступающих в море.

Набегая на изрезанный берег, волна не отражается, а обруши­ вается на него всей массой, отдавая всю свою энергию и разру­ шаясь. Если при этом происходит резкое уменьшение фронта волны, возникает явление водяного тарана. Энергия волны, приходящаяся на единицу площади, возрастает вследствие уменьшения поверхно­ сти волны.

Сила удара волны оказывается настолько большой, что вызы­ вает разрушение берега и береговых сооружений. По результатам измерений она достигает у берегов океана величин около 38 т/м2, а во внутренних морях около 15 т/м2.

Более слабому воздействию подвергается пологий берег, так как подходящие волны обычно разрушаются раньше, чем достигнут бе­ реговой линии. Однако сами волны подвергаются особенно значи­ тельным изменениям при подходе именно к пологому берегу.

Рефракция волн. Легко заметить, что как бы беспорядочно ни было волнение вдали от берега, при выходе на мелководье оно ста­ новится более упорядоченным. Волны распространяются по мелко­ водью более или менее правильными параллельными грядами. Пре­ образование волн обусловлено гашением мелких, обладающих меньшей энергией волн вследствие увеличения трения о дно при уменьшении глубины. При распространении волн по мелководью происходит разворот фронта, т. е. рефракция волн. Независимо от положения фронта волны в открытом море с приближением к берегу фронт волны стремится занять положение, параллельное береговой черте. Явление рефракции показано на рис. 7.21. Линии MN — это последовательные положения фронта волны, а стрелки — векторы скорости волны.



Физическое объяснение явления рефракции заключается в сле­ дующем. На мелководье волны приобретают свойства длинных волн, скорость которых зависит от глубины моря и определяется форму­ лой (7.19). Участки фронта волны, которые находятся ближе к бе­ регу, движутся медленнее, чем более мористые. Поэтому фронт волны разворачивается, стремясь занять положение, параллельное береговой черте.

Угол а, который составляет фронт волны с линией, параллельной береговой черте в точке с глубиной Н, по исследованиям В. В. Шум---- Ц------ ’.

лейкина, зависит от соответствующего угла ао в открытом море на глубине Н0 и от периода волны т (рис. 7.21). Формула связи имеет вид Если в открытом море глубина больше полудлины волны, ее можно принять равной бесконечности и записать Когда волна в открытом море распространяется параллельно бе­ регу (фронт волны перпендикулярен берегу), s i na0= l и формула еще больше упрощается Изменение параметров волн на мелководье. Наряду с рефрак­ цией при движении волн по мелководью происходит и изменение их параметров. Выше было показано, что под воздействием ветра воз­ никает сложная система волн. На мелководье она становится более упорядоченной и принимает характер двухмерной.

При этом высота волн с уменьшением глубины растет, длина и скорость уменьшаются. Если положить, что на глубине Я 0 скорость волны С длина Яо, период то, а на меньшей глубине Я скорость с, длина К период т, то можно записать следующие равенства:

Для случая длинных волн откуд а Так как периоды волн изменяются мало при изменении глубины, их можно принять равными между собой. Следовательно,.

т. е. длина волны уменьшается с уменьшением глубины.

Для суждения об изменении высоты волны положим, что количе­ ство энергии волны не изменяется при ее движении по мелководью.

Обозначим через 10 высоту волны и Lo— длину гребня волны на глубине Но, а через h, L те же элементы на глубине Н. Энергию волны найдем, умножив выражение (7.23) на общую площадь волны L • X. Получим для волны на глубине Н а для волны на глубине Н Так как по условию энергия волны не изменяется, можно запи­ сать равенство откуда Если длина гребня волны не меняется, т. е. L = L 0, то Заменяя отношение — - гго значением из формулы (7.42), поА лучим т. е. высота волны растет с уменьшением глубины.

Если L=L0 то т. е. при уменьшении длины гребня волны L высота возрастает. По­ добного рода явление может наблюдаться при вхождении волны в залив или бухту. Особенно заметное увеличение высоты волны за счет уменьшения длины гребня отмечается при вхождении в бухты и заливы приливных волн.

Приведенные соотношения являются приближенными и позво­ ляют оценить скорее качественную сторону явления, чем количестh_ Рис. 7:22. Изменения элементов волн на мелководье.(по Би­ венную. На рис. 7.22 приведены кривые изменения высоты волны, ее длины и скорости для случая пологого берега, по Бигелоу и Эд­ мондсону, полученные на основе теоретических расчетов и несколько уточненные по результатам непосредственных-наблюдений.

На рисунке по горизонтальной оси даны отношения глубины моря Я к длине волны Яо, наблюдаемой вдали от берега (на глу­ бокой воде); по вертикальной оси справа даны высоты волн в доберега h п0 вертикальной оси слева— скорость в долях скорости волны вдали от берега длина волны в долях длины волны вдали от берега I На рисунке видно, что когда глубина становится меньше поло­ вины длины волны, ее высота начинает уменьшаться и уменьшается до тех пор, пока глубина не станет равной 0,17 длины волны. При дальнейшем уменьшении глубины высота волны начинает быстро расти. Длина волны и ее скорость уменьшаются с уменьшением глубины.

Прибой. Уменьшение длины при одновременном увеличении ее высоты приводит к быстрому нарастанию крутизны волны. Когда крутизна достигает предельного значения, гребень волны разру­ шается, образуя прибой.

Однако главная причина образования прибоя у отмелого бе­ рега— это трансформация. волны. Физическая природа трансфор­ мации профиля волны достаточно проста. Высота волны на мелкоР и с. 7.23. Т р а н с ф о р м а ц и я в о л н о в о го п р о ф и л я н а м е л к о в о д ь е (п о Ш у ­ водье оказывается соизмеримой с глубиной моря, поэтому движение частиц по орбите становится неравномерным; частицы, находящиеся у подошвы, движутся из-за трения о дно медленнее частиц, находя-, щихся на гребне, и гребень начинает нагонять подошву. Схема из­ менения профиля волны при движении по мелководью, по В. В. IHyj лейкину, приведена на рис. 7.23. Цифры 1 2, 3, 4 характеризуют!

последовательные профили волн при их движении к берегу. ' Когда передний склон волны делается отвесным (гребень нагоняет подошву), волна опрокидывается, образуя прибой Схема образования прибоя на отмелом берегу представлена нг рис. 7.24.

Опрокидывание гребней происходит не только у уреза воды, не и вдали от него. Глубина, на которой происходит опрокидывание гребней, зависит от многих факторов: длины волны и ее крутизны крутизны склона дна, направления ветра по отношению к берегу наличия течений и т. п.

По данным Бигелоу и Эдмондсона, при отлогом дне (уклон ме­ нее 1 : 40), нагонном ветре и сильном встречном течении волны мо­ гут опрокидываться на глубине вдвое большей, чем высота волны.

При умеренном ветре и штиле (разбивание зыби) и слабом течении волны разбиваются на глубине, равной 1,3 их высоты. При сильном нагонном ветре и отсутствии течений волны могут разбиваться на глубине, равной 3Д их высоты.

Если на пути распространения волн встречаются банки или рифы с небольшими глубинами, волны разрушаются над ними, образуя б у р у н — надежный сигнал подводных опасностей. Когда глубина над банкой значительно меньше половины длины волны, но не на­ столько мала, чтобы вызвать разрушение волны и бурун, над ней Iвсегда наблюдается искажение профиля волны и зачастую увеличе­ ние ее высоты.

Рассмотренный прибой, характеризующийся искажением про­ филя волны, ее опрокидыванием и последующим спокойным натека­ нием на пляж, относится к так называемому н ы р я ю щ е м у типу.



Pages:     | 1 |   ...   | 39 | 40 || 42 | 43 |   ...   | 67 |
 



Похожие работы:

«Annotation Книга Карлы дель Понте — это сборник шокирующих фактов о войне в бывшей Югославии. Выход книги сопровождался международным скандалом: экс-прокурор Международного трибунала по бывшей Югославии выступила с чудовищными разоблачениями военных преступлений того периода. Например, дель Понте описывает события 1999 г., когда боевиками Армии освобождения Косово были похищены более трехсот человек, среди которых были женщины из Косово, Албании, России и других славянских государств, для...»

«НЕЗАВИСИМОСТЬ ДЕ-ФАКТО ТУРЕЦКАЯ РЕСПУБЛИКА СЕВЕРНОГО КИПРА С предисловием Модеста Колерова Косовский прецедент: создатели и плоды (1999–2007) МОСКВА REGNUM 2008 ББК 66.3(2Туц), 53 УДК 323.172(560) Г 13 Гаджиев Ф. Независимость де-факто: Турецкая Республика Северного Г 13 Кипра / Предисл. М. Колерова “Косовский прецедент”: создатели и плоды (1999-2007). — М.: REGNUM, 2008. — 176 с. ISBN 978-5-91150-022-1 ББК 66.3(2Туц), 53 УДК 323.172(560) © Ф. Гаджиев, текст, 2008 © М. Колеров, предисловие,...»

«1 Фред Стёрлинг – Кираэль: Великий Переход Переработанное издание Оглавление Благодарности Предисловие издателя Предисловие и введения автора Пролог Кираэля 1. Добро пожаловать в Великий Переход! 2. Путешествие из Страха в Любовь 3. Новое пробуждение к Сознанию Христа 4. Энергия Фотона 5. Эволюция Души 6. Связь с Галактическим Братством 7. Потерянное происхождение Земли 8. Три Дня Мрака 9. Вознесение Эпилог Фреда Стёрлинга О Фреде Стёрлинге О Мастере Гиде Кираэле Семинары Фреда Стёрлинга...»

«СТРАНЫ СНГ Русские и русскоязычные в новом зарубежье ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ 44 № 15.01.2002 Москва ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ СТРАНЫ СНГ. РУССКИЕ И РУССКОЯЗЫЧНЫЕ В НОВОМ ЗАРУБЕЖЬЕ Издается Институтом стран СНГ с 1 марта 2000 г. Периодичность 2 номера в месяц Издание зарегистрировано в Министерстве Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций Свидетельство о регистрации ПИ № 77-7987 от 14 мая 2001 года РЕДАКЦИЯ: Редакция: Игорь...»

«Комитет по ликвидации дискриминации в отношении женщин Рассмотрение докладов, представленных государствами-участниками в соответствии со статьей 18 Конвенции о ликвидации всех форм дискриминации в отношении женщин Шестой периодический доклад государств-участников Исландия * Шестой периодический доклад Исландии был получен Секретариатом 4 декабря 2007 года. * Этот доклад издается без официального редактирования. Объединенные первоначальный и второй периодические доклады, представленные...»

«ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 14 сентября 2009 г. N 1377 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ПОЛОЖЕНИЙ ОБ ОСОБО ОХРАНЯЕМЫХ ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ОБЛАСТНОГО ЗНАЧЕНИЯ ВЫТЕГОРСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ В соответствии с Федеральными законами от 14 марта 1995 года N 33-ФЗ Об особо охраняемых природных территориях, от 6 октября 1999 года N 184-ФЗ Об общих принципах организации законодательных (представительных) и исполнительных органов государственной власти субъектов Российской Федерации, статьями 3, 5 закона...»

«2. Властелин колец. Две крепости Братство распалось, но Кольцо Всевластья должно быть уничтожено. Фродо и Сэм вынуждены доверить свои жизни Голлуму, который взялся провести их к вратам Мордора. Громадная Армия Сарумана приближается: члены братства и их союзники готовы принять бой. Битва за Средиземье продолжается. 3. Властелин колец. Возвращение короля Последняя часть трилогии о Кольце Всевластия и о героях, взявших на себя бремя спасения Средиземья. Повелитель сил Тьмы Саурон направляет свои...»

«Предисловие Иностранный издатель моей первой книги признавался, что он не мог заснуть три ночи после ее прочтения, столь обеспокоила его, эта холодная гнетущая идея. Другие спрашивали меня, как я вообще могу просыпаться по утрам. Учитель из одной отдаленной страны укоризненно писал мне, что его ученица пришла к нему в слезах после прочтения той же самой книги, потому что та убедила ее, в пустоте и бессмысленности жизни. Он посоветовал ей не показывать книгу друзьям, дабы не заразить и их той же...»

«Основная профессиональная образовательная программа среднего профессионального образования по специальности 220703 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) по программе базовой подготовки Квалификация: техник Форма обучения – очная Нормативный срок обучения – 2 года 10 месяцев на базе среднего (полного) общего образования Основная профессиональная образовательная программа разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по профессии...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.