Рухи морської води - Студопедія
Розглянемо найважливіші рухи морських вод:
1) хвильові рухи (у тому числі цунамі, припливи та відливи),
2) морські течії,
Хвильові рухиявляють собою переміщення частинок води замкнутими або майже замкнутими круговими орбітами у вертикальній площині паралельно напрямку вітру в деякому шарі водної маси. За походженням хвилі ділять на хвилі тертя (фрикційні чи вітрові), припливи, анемобаричні (наприклад, сейші), цунамі, корабельні. Крім того, розрізняють поверхневі хвилі, що виникають на поверхні і приповерхневому шарі моря, і внутрішні, що проявляються на деякій глибині і непомітні на поверхні. Існують також поступальні та стоячі хвилі; короткі (довжина хвилі менша за глибину моря); коротко- та довгоперіодні.
У будь-якій хвилі можна виділити такі елементи:
Гребінь – найвища точка хвильового профілю.
Підошва - найнижча точка хвильового профілю.
Фронт хвилі – лінія, що проходить вздовж гребеня хвилі. перпендикулярна до переміщення хвиль.
Висота хвилі Н - відстань по вертикалі від найвищої до найближчої нижньої точки хвильового профілю (зазвичай в океані висота хвилі 1-3 м, проте відомі вітрові хвилі до 30 м).
Довжина хвилі L – горизонтальна відстань між двома послідовно розташованими нижчими або двома найвищими точками по фронту хвилі (довжина гребеня хвилі у напрямку її фронту).
Крутизна хвилі А – відношення висоти хвилі до її напівдовжини, практично часто беруть просто відношення висоти до довжини; у цьому випадку крутість буде вдвічі меншою від прийнятого в науковій літературі.
Перелічені елементи відносяться до геометричних характеристик. Вирізняються також кінематичніХарактеристики:
- швидкість хвиліс,рівну відстані, що пробігається гребенем за одиницю часу;
- Період хвилі λ - час, за який хвиля проходить шлях рівний її довжині.
Дамо характеристику п'яти генетичних типів хвиль.
1. Хвилі тертя (вітрові хвилі) завдячують своїм походженням вітру. Довжина і висота хвилі залежить від сили вітру: при силі вітру в 4 бали висота хвилі становить 2,1 м, при 10 балах – 10,2 м. Збільшується і середня довжина хвиль від 51 м до 195 м. досягати 15 – 18 м. Морські хвилі, підходячи до берега, захоплюють всю товщу води на мілководді і замість кругової форми, характерної для відкритого моря, набувають еліпсоїдальної. Це відбувається через те, що у підошви вода рухається повільніше, ніж на гребені, коливальний рух води змінюється поступальним. Швидкість та довжина хвилі зменшуються, але значно зростає висота та крутість, особливо її переднього схилу. В результаті хвиля перекидається і виникає прибій. Руйнування хвиль відбувається на глибинах, що відповідають одній або полуторній (іноді подвійній) висоті хвилі. Біля крутих берегів хвилі попередньо не руйнуються, а руйнуються лише біля берега, утворюються потужні сплески.
2. Припливи та відливи – періодичні коливання рівня Світового океану, що викликаються тяжінням Місяця та Сонця. При цьому основний вплив надає Місяць, менший за Сонце. Амплітуда припливу відзначається відстанню між рівнем малої і повної води. За періодом коливання приливні хвилі поділяються на півдобові та добові. Найвищої величини припливи досягають при молодому місяці і повні (2 рази на місяць), коли Земля, Місяць і Сонце знаходяться на одній лінії (сизігія - від греч.syzygia -сполуки, пара - загальна назва двох фаз Місяця: повного місяця імолодик).
Найменша величина припливів буває у квадратурі
Висота припливів у відкритому морі близько 1 метра, але значно зростає в області шельфу – до 18 м. Припливно-відливні рухи охоплюють усю товщу води і тому є потужним динамічним фактором у переміщенні осадового матеріалу.
3. Сейші – особливий вид хвиль, що виникають у замкнутих чи частково замкнутих басейнах (озера, затоки). Нагадують коливання води у ванні чи каструлі. Це так звані стоячі хвилі. Класичний приклад їх - струна, що коливається. Причина виникнення сейші – зміна атмосферного тиску, спричиненого, наприклад, проходженням циклону.
4. Цунамі – хвилі тектонічного походження, зумовлені переміщенням блоків океанічної літосфери (моретрус). Виникають вони, як правило, далеко від берега, і поширюються однаково на всі боки. Висота хвилі сягає 30 м, довжина вимірюється сотнями кілометрів (100-300 км), швидкість сягає 800 км/год.
5. Корабельні хвилі викликаються рухом корабля. Вони бувають косі (розбіжні) і поперечні. Перші утворюють кут 18-20 про напрям руху судна, фронт других хвиль перпендикулярний напрямку руху корабля. При утворенні таких хвиль судно втрачає швидкість, причому величина втрат зростає зі збільшенням швидкості.
6. Штормові нагони виникають при стійких сильних вітрах, що дмуть тривалий час у бік суші, Висота нагінних хвиль досягає 6 м. З штормовими нагонами пов'язані повені в Санкт-Петербурзі.
Течі Світового океану
Течії - горизонтальні переміщення великих океанських мас. Розрізняють постійні та періодичні течії; перші виникають, в основному, за рахунок нерівномірного прогріву океанських вод і дію постійно,другі – внаслідок дії мінливих вітрів і мають періодичний характер.
Постійні течії класифікуються на:
Всі найголовніші течії Світового океану є фрикційними або дрейфовими. Причинами їх виникнення є: перепад температур, панівні вітри (пасати - вітри, що постійно дмуть, мусони - періодично змінюють свій напрямок залежно від пори року, взимку з суші на морі, влітку - навпаки), сили Каріоліса (сили обертання Землі)
Стокові течії виникають внаслідок накопичення води при рясному випадінні атмосферних опадів, таненні льодів або нагінній дії вітру.
Щільні течії обумовлені нерівномірним розподілом температури та солоності води і, отже, щільності по горизонталі.
Швидкість течій від 15-50 до 150-200 см/сек, ширина течій може сягати 1000 км, глибина до 1000-1300 м.
Розглянуті течії відносяться до поверхневих, крім них розрізняють проміжні (підповерхневі) – до глибини 1 км, глибинні (придонні) – до гол. 6 км та донні течії.
Найменш вивчені глибинні течії, рух залучений шар води товщиною майже 60 см зі швидкістю 28 см/с.
Глибинні течії зазвичай спрямовані протилежні сторони стосовно поверхневим. Виникають протитечі – потужні рухи глибинних вод, спрямовані у зворотний бік. Існує уявлення про те, що маси морської води перебувають у стані конвективного руху, при цьому джерело підігріву знаходиться у верхніх шарах океану, ним є сонячне тепло. У тих місцях, де відбувається опускання мас води, можуть утворюватися великі вири. У місцях підйому та виходу на поверхню холодних зворотних потоків виникає апвеллінг (від англ. Up-нагору, well-хлинути). Швидкість такого висхідного потоку всього кілька метрів на місяць (біля узбережжя Каліфорнії 20 м на місяць). Зазвичай вони виникають у дивергентних зонах морів та океанів. Зона дивергенції – зона розходження течій, зона конвергенції – зона сходження течій, що супроводжується зануренням вод на глибину – це зона пустелі в океанах, на відміну від апвелінгу – це зона оази в океані – найбільш густо заселена морськими організмами та рослинами область Світового океану, оскільки холодні води, що піднімаються з глибин, багаті біогенними елементами.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: