Хвилювання та течії

Морська поверхня рідко буває спокійною. Найчастіше вона вкрита хвилями. Основними причинами, що викликають виникнення хвиль, є вітер, припливи та відливи (які, у свою чергу, викликані дією сил тяжіння Місяця та Сонця), різкі зміни атмосферного тиску, а також землетруси та підводні вулканічні виверження. Виникаючі хвилювання діляться на вітрові, припливно-відливні, баричні (сейші) та сейсмічні.

Хвилі характеризуються формою, розмірами, періодом коливань та швидкістю поширення. Складаються хвилі з валів (піднесень) і западин (заглиблень), що чергуються між собою.

Основними елементами ХВИЛ є: - гребінь - верхня точка хвилі; підошва - основа западини; висота h -відстань по вертикалі від підошви до гребеня хвилі; довжина Я - відстань по горизонталі між гребенями або підошвами двох сусідніх хвиль; крутість – кут нахилу схилів хвилі до горизонту, або відношення висоти хвилі до її напівдовжини; швидкість - відстань, що проходить гребенем або підошвою хвилі в одиницю часу за напрямом її переміщення; період - проміжок часу, виражений у секундах, між проходженням двох послідовних гребенів або підошов через одну й ту саму точку простору.

В океанах хвилі досягають 150 м-коду довжини, 7-8 м-код висоти з періодом 8-10 с. Найбільші океанські вітрові хвилі досягають висоти 18-25 м при довжині близько 400 м. На морях висота хвиль 5-6 м і довжина близько 80 м. Сильне хвилювання значно ускладнює мореплавання та морський промисел, ускладнює виробництво вантажно-розвантажувальних робіт на відкритих рейдах, а також інших робіт на морі. Сильне хвилювання нерідко буває причиною загибелі судів та людей. Судна при хвилюванні відчувають хитавицю - бортову, кільову та вертикальну, кожна з яких можепризвести до руйнування та навіть до загибелі судна. Так, при сильній бортовій хитавиці судно може перекинутися при плаванні на мілководді, при вертикальній хитавиці може вдаритися дном об грунт, а при кільовій хитавиці - розламатися. Отже, при плаванні за умов хвилювання необхідно мати достатній запас глибини під кілем.

У разі збігу періоду своїх коливань судна з періодом хвилі виникає явище резонансу, що може призвести до руйнації судна. При збільшенні хитавиці рекомендується змінити курс по відношенню до напрямку хвилювання таким чином, щоб судно не виявилося лагом до хвилі, і, можливо, навіть зменшити швидкість судна.

Хвилювання так само, як і вітер, дуже впливає на швидкість судна, викликає його дрейф і нишпорення. При цьому судна втрачають швидкість не тільки при зустрічному хвилюванні, а й при попутному, хоча в останньому випадку втрата швидкості дещо менша. При хитанні на хвилюванні, особливо якщо судно йде в баласті, відбувається оголення гвинтів, що негативно впливає на роботу машин, а вібрація, що виникає, шкідливо позначається на міцності корпусу.

При русі назустріч штормовій хвилі можливий слемінг, тобто гідродинамічні удари в днищову і вилицю частину корпусу, внаслідок чого може бути пошкоджена обшивка і навіть набір. Одночасно вібрація та різкі струси викликають поломку рангоуту, обрив такелажу та трубопроводів, вихід з ладу електрорадіонавігаційних приладів, різних машин та механізмів. Особливо небезпечні короткі (менше довжини судна) та високі (круті) хвилі. Основні заходи запобігання слемінгу - зміна курсу та зниження швидкості.

Як відомо, судно, недостатньо завантажене, а також із надмірним диферентом на корму, зазнає великих труднощів під час шторму. Це сприяєвиникнення слемінгу.

Внаслідок ударів штормових хвиль об корпус судна через якірні та швартовні клюзи, а то й прямо поверх носового козирка та планширя фальшборту на палубу потрапляє вода. При цьому можуть бути пошкоджені палубні механізми, вантажі, змито суднове постачання, виникає небезпека для людей. У сильні морози вода повністю не встигає стекти за борт через штормові портики і шпигати і частково замерзає, починається зледеніння, наростання льоду на поверхнях, що змочуються.

Ступінь схильності судна до потрапляння води на палубу називається заливаемостью. Розрізняється дуже сильна, сильна (велика), середня і слабка (мала заливність, але строго градуйованої шкали немає. Чим нижче надводний борт, більша швидкість, хита, крутіша хвиля, сильніший вітер, тим більше води судно "бере на себе", тим більше заливання.

Найвищий ступінь — вільне перекочування хвиль через борт. Такі випадки нерідко закінчуються катастрофою. Основним заходом зниження (запобігання) заливності є правильним вибір курсу та швидкості щодо хвилі.

При плаванні в умовах хвилювання судно гірше слухається керма, втрачає керованість, що особливо небезпечно при плаванні поблизу берегів та у вузьках. Сильне хвилювання негативно позначається на роботі багатьох суднових механізмів та екіпажу.

Морські течії - переміщення водних мас у морі або океані з одного місця в інше. Основні причини, що викликають морські течії - вітер, атмосферний тиск, припливно-відливні явища.

Морські течії поділяються на такі види.

Вітрові та дрейфові течії виникають під дією вітру внаслідок тертя рухомих мас повітря на морську поверхню. Тривалі, чи панівні, вітри викликають рух як верхніх, а й глибшихшарів води і утворюють дрейфові течії. Причому, дрейфові течії, викликані пасатами (постійними вітрами), - постійні, а дрейфові течії, викликані мусонами (змінними вітрами), протягом року змінюють напрям, швидкість. Тимчасові, нетривалі, вітри викликають вітрові течії, які мають змінний характер.

Припливно-відливні течії викликаються зміною рівня моря припливами та відливами. У відкритому морі припливно-відливні течії постійно змінюють свій напрямок: у північній півкулі – за годинниковою стрілкою, у південній – проти годинникової стрілки. У протоках, вузьких затоках та біля берегів течії під час припливу спрямовані в один бік, а при відпливі – у зворотний.

Стічні течії викликаються підвищенням рівня моря окремих його районах внаслідок припливу прісної води з річок, випадання великої кількості атмосферних опадів тощо.

Щільні течії виникають внаслідок нерівномірного розподілу щільності води в горизонтальному напрямку.

Компенсаційні течії виникають у тому чи іншому Районі для заповнення втрат води, викликаної її стоком чи згоном.

Оскільки поверхневі течії виникають головним чином під впливом вітру, то і напрямок течій у певних районах морів і океанів відповідає переміщенню повітряних мас, що відбувається тут. Загальна схема течій Світового океану є основними напрямами переміщення водних мас.

В Атлантичному океані екваторіальні пасатні течії рухаються зі сходу на захід по обидва боки від екватора. Північна пасатна (екваторіальна) течія починається на захід від островів Зеленого мису і на більшому своєму протязі спрямована на захід, його швидкість змінюється від 0,3 до 1 уз. У Малих Антильських островів воно поділяється на частини.Найбільш потужним перебігом тропічної зони Атлантичного океану є Південна пасатна (екваторіальна) течія, яка починається біля берегів Африки в районі Гвінейської затоки і зі швидкістю 0,5-2 уз рухається на захід. На підході до узбережжя Південної Америки воно поділяється на дві течії - Гвінейська та Бразильська.

Гольфстрім - найпотужніша тепла течія Світового океану, увійшовши в Атлантичний океан, йде вздовж берегів Північної Америки, а потім відхиляється від берега і розпадається на низку гілок. Північна гілка, або Північно-Атлантична течія, йде на північний схід. Наявність Північно-Атлантичного теплого течії пояснює порівняно м'яку зиму узбережжя Північної Європи, і навіть існування ряду незамерзаючих портів.

У Тихому океані Північна пасатна (екваторіальна) течія починається біля берегів Центральної Америки і перетинає океан між паралелями 10-22° пн. ш., маючи швидкість близько 1 зв. У Філіппінських островів Північна пасатна течія поділяється на кілька гілок. Головна гілка Північної пасатної течії проходить вздовж Філіппінських островів і йде на північний схід під назвою Куросіо, яка є другою після Гольфстріму потужною теплою течією Світового океану; його швидкість від 1 до 2 уз і навіть часом до 3 уз. Біля південного краю острова Кюсю ця течія поділяється на дві гілки, одна з яких - Цусімська течія - прямує до Корейської протоки. Інша, рухаючись на північний схід, переходить в Оєверо-Тихоокеанську течію, що перетинає океан на схід. Холодна Курильська течія (Ойясіо) слід назустріч Куросіо вздовж Курильської гряди і зустрічається з ним приблизно на широті Сангарської протоки.

Течія західних вітрів біля берегів Південної Америки поділяється на дві гілки, одна з яких дає початок холодному.Перуанської течії.

В Індійському океані Південна пасатна (екваторіальна) течія біля острова Мадагаскар поділяється на дві гілки. Одна гілка повертає на південь і утворює Мозамбікську течію, швидкість якої від 2 до 4 уз. У південного краю Африки Мозамбікська течія дає початок теплому, потужному і стійкому Голковому течії, середня швидкість якого більше 2 уз, а максимальна - близько 4,5 уз.

У Північному Льодовитому океані основна маса поверхневого шару води здійснює рух за годинниковою стрілкою зі сходу на захід. Приблизно в районі 270-го меридіана ця течія перестає бути суцільною і поверхневі води рухаються у зворотному напрямку і надходять у Гренландське море; туди ж течією, що йде зі сходу на захід, виносяться поверхневі холодні полярні води. Вони зливаються разом на півночі Гренландського моря і утворюють холодну Східно-Гренландську течію.

Течії мають дуже важливе значення для мореплавання, впливаючи на швидкість та напрямок руху судна. Тому в судноводженні дуже важливо вміти правильно їх враховувати. Для вибору найвигідніших і найбезпечніших шляхів при плаванні поблизу берегів і у відкритому морі важливо знати природу, напрямки та швидкість морських течій. При плаванні по численні морські течії можуть значно впливати на його точність.