Меню

Волны в устьях рек

Изучены основные факторы трансформации приливных волн в устьях рек

К.т.н. Елена Николаевна Долгополова, ст.н.с. Лаборатории динамики русловых потоков и ледотермики ИВП РАН, исследовала условия формирования бора и рассказала об итогах работы на общеинститутском научном семинаре ИВП под руководством чл.-корр. РАН В.И. Данилова-Данильяна в декабре -2016. Тема доклада — «Приливные волны в эстуарии: условия формирования бора».

Приливный бор – это нагон воды, распространяющейся вверх по течению во время подъема приливного уровня воды, основной причиной которого является большая амплитуда прилива. Бор, как правило, формируется во время сизигийного прилива при наибольшем изменении уровня воды. Малые глубины течений в устьях и воронкообразная форма эстуария увеличивают диапазон колебания уровня воды, особенно при низком речном стоке. Вода, поступающая в воронкообразное мелководное устье реки, быстро движется вверх по реке в виде крутой волны со скоростью до

12 м/с. Фронт волны пересекает всю реку иногда почти по прямой линии, а иногда по кривой, вогнутость которой обращена к верховью реки. При быстром росте уровня воды нарушается непрерывность изменения глубин воды, и возникает гидравлический прыжок. Волна бора формируется после малой воды, причем при движении вверх по реке волны прилива. В узких и мелких частях реки передняя часть волны становится очень крутой, часто возвышающейся над уровнем малой воды на 1—2 м. В расширенных и более глубоких частях русла бор может исчезнуть, а выше по течению, в более узких и мелких местах, снова появиться. Основные факторы, определяющие распространение и трансформацию приливных волн в эстуарии: величина прилива в устьевом створе, расход воды в низовьях реки, форма эстуария и коэффициент сопротивления русла. Для приливного потока в эстуарии, в котором образуется бор, характерно число Фруда, большее или равное 1. Обсуждаются условия распространения приливной волны в устья разных рек и формирования в них бора.

Источник



Речные приливы

Приливная волна, входя в реку, распространяется по ней иногда на очень большие расстояния. На р. Амазонке приливы заметны на расстоянии 1400 км от океана. На р. Св. Лаврентия приливы наблюдаются на расстоянии до 700 км от устья, при­чем еще в порту Квебек, расположенном в 560 км от устья, величина прилива достигает 4,6 м. На северных реках России приливы заметны на довольно большом расстоянии от устья: на Северной Двине — до 120 км, на Индире —до 46 км,на Печоре — до 85 км, а на Хатанге — до 500 км. Как далеко вверх по реке может распространяться прилив, зависит в основ­ном от величины прилива в море у устья реки, от глубины реки, от уклона ее дна и скорости течения. При этом приливная волна начинает распространяться вверх по реке с момента начала прилива в море и продолжает распространяться даже некоторое время после прекращения подъема уровня, когда в море и в ближайших к нему районах устья наступает отлив.

По мере продвижения приливной волны вверх по реке рас­стояние между гребнем и предшествующей подошвой постепен­но уменьшается, а время падения уровня становится значи­тельно больше, чем время роста.

Сближение гребня и подошвы приливной волны служит при­чиной возникновения на некоторых реках явления, называемого бором или маскарэ, оно похоже на прибой при зыби или ветровой волне. Суда, застигнутые внезапно этим явлением, мо­гут потерять управляемость и потерпеть аварию.

При боре передний склон входящей в реку (после малой во­ды) приливной волны становится очень крутым. Получающаяся таким образом крутая волна высотой 1-2 м быстро распро­страняется вверх по реке, рассыпаясь на встречных мелких ме­стах пенистым гребнем в сопровождении сильного шума.

Нередко после первого вала проходят второй и третий, но уже значительно меньшей высоты и с меньшей скоростью рас­пространения. При дальнейшем повышении уровня бор прекра­щается. В отдельных случаях явление бора наблюдается на про­тяжении 70-80 км вверх по реке, а на реке Амазонке — до 300 км от устья.

Сильный бор наблюдается на р. Тунцзян, впадающей в за­лив Ханчжоувань. Здесь бор в достигает высоты 3,4 м при скорости распространения около 9 узлов.

Явление бора наблюдается на многих реках Франции и Анг­лии. Наибольший по высоте бор (до 9,3 м) бывает в устьях рек Хугли и Мегны, впадающих в залив Камбей Индийского океана.

Характер приливо-отливных колебаний уровня и высота при­лива для каждой реки и для каждого пункта в ней различны. В устье некоторых рек во время прилива уровень на некоторое время останавливается в одном положении, а затем прилив про­должается снова. Это явление носит название манихи. Яв­ление манихи типично, например, для дельты Северной Двины. Нарушение равномерного хода прилива вызывается влиянием течения самой реки.

Во время половодья приливные явления в реках обычно уменьшаются, а иногда и совсем исчезают.

Морская вода, входящая с приливной волной в реку, рас­пространяется вверх по реке. Как более тяжелая, она распро­страняется прежде всею по дну, под речной водой.

В барической седловине, ввиду незначительных горизонталь­ных барических градиентов, наблюдается тихая погода; зимой образуется слоистообразная облачность, из которой местами вы­падают небольшие, моросящие осадки; нередко возникает туман. Летом здесь часто образуются тепловые грозы с ливнями, непорядочное передвижение гроз сопровождается местами шква­лами.

Раздвоившаяся река
Плотины, построенные природой.
Причины колебания уровня моря
Ниагарский водопад
Приливные течения
Приливы в Атлантическом океане
Приливы в Тихом океане
Приливы в Индийском и Северном Ледовитом океанах
Река, которая когда-то текла в обратную сторону
Распределение температуры по высоте

Источник

КОЛЕБАНИЯ УРОВНЕЙ ВОДЫ В МОРСКИХ УСТЬЯХ РЕК

В морских устьях рек бывают периодические и непериодические колебания уровней воды. К периодическим относятся подъемы и спады уровня под влиянием приливообразующих сил. Непериодические зависят от неравномерности стока рек, сейсмических явлений, осадков, водообмена с другими водоемами, а также нагонов и стонов воды под воздействием ветра (последняя причина наиболее существенна).

Повышение уровня в устье рек (нагоны) возникают из-за подпора речных вод волной нагона с моря. Наибольшие нагоны создаются в вершинах устьев, поперечное сечение которых постепенно уменьшается. Нагоны у берега прямоугольного очертания невелики, так как благодаря возникающему течению, параллель­ному берегу, вода растекается в стороны (например, на Белом море — 0,3 м, на Каспийском — 0,5—0,7 м).

Нагон в устьях рек распространяется вверх по реке на сотни километров.

Сгоны наблюдаются только на мелководных участках, где ветер сравнительно быстро сгоняет небольшую массу воды, а из-за мелко­водья компенсационный приток донной воды незначителен. На приглубых взморьях стоны малы и не имеют практического значения, так как понижение уровня ослабляется поступлением компенсацион­ной донной морской воды. Устьевые участки, глубоко врезанные в ма­терик, имеют сильные стоны воды, когда направления устья совпадает с направлением ветра.

В лиманах явление нагонов и стонов воды имеет некоторые особен­ности. При нагонном ветре уровень воды на взморье быстро повышает­ся, а в лимане и в истоке гирла понижается. В свою очередь скорость течения, направленного из лимана через гирла в море, уменьшается. Когда уровни в истоке и в устье гирла сравняются, течение идет из моря в лиман и нагоняет туда воду. Постепенно уровни в лимане и на взморье становятся одинаковыми.

При уменьшении скорости ветра и понижении уровня воды на взморье возникает течение из лимана в море и уровень в лимане пони­жается. При длительном нагонном ветре одного направления, но ме­няющейся скорости, изменяется и уровень в истоке и устье, поэтому в лимане возможен неоднократный нагон и сгон воды.

При стонах уровень на взморье понижается, но так как объем воды в лимане уменьшается, уровень в истоке гирла может стать ниже, чем в устье. Если при этом сила ветра ослабнет и уровень моря станет повышаться, то в гирле возникает течение в сторону лимана и уровень в лимане повышается. Такие циклы изменения уровня могут повторяться несколько раз.

Уровень воды при нагоне и сгоне изменяется со скоростью 0,1— 0,3 м/ч и поднимается на 1—3 м. Нагон в устьях рек распространяется вверх по реке на сотни километров (например, в низовьях Дона подъем уровня достигает 2 м, нагон распространяется на 10 км; в устье Волги

Читайте также:  Пролив что две реки соединил

нагон доходит до Астрахани, где уровень иногда повышается на 2 м).

Сгоны и нагоны оказывают значительное влияние на судоходство, особенно на барах. При стонах воды уровни воды на баре понижаются на столько, что он становится непреодолимым для судов.

Суда стоят на барах иногда несколько суток, ожидая хотя бы ма­лейшего подъема уровня воды.

Особенно велики стоны и нагоны в устье р. Невы в Ленинграде. При значительных подъемах уровня воды примерно пятая часть Ленин­града подвержена затоплению. Для нагонных наводнений характерны внезапность, кратковременность и высокая интенсивность подъема и спада воды.

Основной причиной наводнений можно считать следующее. Циклон проходит над морем и как бы подсасывает воду вверх. За счет этого создается гидростатический подъем воды. После того как циклон отой­дет к суше, на море создается длинная волна, которая равномерно рас­пространяется во все стороны, захватывая и Финский залив. При этом, если центр циклона уйдет севернее Финского залива, то из-за враще­ния циклона против часовой стрелки над заливом окажется его пери­ферийная часть, движущаяся с запада на восток, и возникает западный (или юго-западный) ветер, который усиливает движение длинной вол­ны к Ленинграду. А так как залив ближе к городу становится мельче, высота волны увеличивается.

При наводнениях повышается уровень воды не только в р. Неве, но и во всем Финском заливе. При этом у входа в залив высота нагонной волны может быть 30—40 см (у Ленинграда до 4 м и более мет­ров), а длина волны несколько сот километров. Скорость движения воды в Финском заливе 40—60 км/ч, иногда она может достигать и100 км/ч. От Таллина до Ленинграда волна доходит, как правило, за 6 ч. На этом основан эмпирический метод прогноза наводнений.

Рис. 45. Схема гидротехнических сооружений для защиты г. Ленинграда от на­воднений

По проекту защиты Ленинграда от наводнений (рис. 45) одиннадцать каменно-земляных насыпных дамб пересекут Финский залив от ст. Горская через о. Котлин к г. Ломоносову. Общая их длина составит 25,4 км. Между дамбами разместятся два пролета для прохода судов и шесть водопропускных сооружений.

Непериодические колебания уровней воды в устьях вызываются:

также изменением атмосферного давления, заторами льда, неравно-

мерностью стока реки и т. д.

Заторы льда, образующиеся в рукавах дельты, вызывают резкий подъем уровня, например в Архангельске на 5—6 м. В Обской губе подъему способствует ледяной покров в средней и северной частях губы, препятствующий распространению воды.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Источник

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

приливная волна

Приливные волны, входя в устья рек, распространяются вверх по течению. Расстояние, на которое может распространиться приливная волна, зависит от уклона дна реки, ее ширины, глубины и скорости течения. На Амазонке приливы заметны на расстоянии 1400 км от устья, на р. Св. Лаврентия — в 700 км, причем в 560 км от устья, в Квебеке, величина прилива достигает 4,6 м. В Европе приливы наблюдаются на реках Эльбе, Гаронне, Луаре, Сене, Темзе, Северне и др. На наших северных реках приливы распространяются: по Северной Двине на 120 км, по Индиге на 46 км, по Печоре на 85 км, по Хатанге на 300 км от устья.[ . ]

Приливные волны возбуждаются приливообразующими силами Луны и Солнца. Эти волны характерны тем, что вертикальные смещения частиц воды, описывающих длинные эллиптические орбиты, проявляются в периодических колебаниях уровня океанов и морей, а горизонтальные смещения определяют поступательные периодические движения воды в форме приливных течений.[ . ]

Приливные волны несут огромную энергию, которую используют для строительства приливных электростанций (ПЭС). В России создана и действует такая станция в Кислой губе на Баренцевом море. Значение ПЭС чрезвычайно велико в первую очередь потому, что они являются экологически чистыми и не требуют создания гигантских водохранилищ, занимающих ценные земли.[ . ]

Пусть приливная волна возникла в канале переменного сечения. Тогда благодаря вертикальному смещению частиц воды на расстояние т] между двумя пограничными параллельными плоскостями появляется некоторый объем Ь г Ах, выступающий над поверхностью спокойной воды.Здесь, как при выводе условия (14), Ах — начальное расстояние между пограничными плоскостями, отсчитываемое вдоль перпендикулярной к ним оси абсцисс (вдоль канала).[ . ]

Приливные волны совершают работу за счет энергии вращения Земли.[ . ]

Ветровые волны и зыбь хороши тем, что для использования их энергии не надо искать особых мест с благоприятными географическими условиями, как для приливных волн. Они бывают на любой акватории — был бы ветер да пространство для разгона. Чтобы утилизировать энергию ветровых волн (и зыби), не надо строить больших и дорогих плотин, что также очень важное преимущество. Именно поэтому в разных странах ведутся исследования по выбору наилучших способов преобразования энергии ветровых волн и зыби. Созданы волноэнергетические установки разных мощностей, использующие различные физические принципы для преобразования энергии волн.[ . ]

Как видим, приливная волна, входящая из океана, бежит вдоль «правого» берега, причем левый фланг ее оказывается связанным с одной из двух амфидромий, изображенных на рисунке. Пунктирные кривые, нанесенные на том же рисунке, представляют собой линии равных амплитуд.[ . ]

Как видим, приливная волна, входящая из океана, бежит вдоль «правого» берега, причем левый фланг ее оказывается связанным с одной из двух амфидромий, изображенных на рисунке. Пунктирные кривые, нанесенные на том же рисунке, представляют собой линии равных амплитуд.[ . ]

Деформация волны может произойти даже тогда, когда волна движется в канале постоянной глубины и постоянной ширины: если амплитуда а приливной волны соизмерима с глубиной канала Н. Дело в том, что в данном случае (когда амплитуда конечна) теряет силу интеграл волнового дифференциального уравнения, полученный применительно к бесконечно малой амплитуде.[ . ]

ВОСЬМИЧАСОВАЯ ВОЛНА. Малозначительная составляющая с восьмичасовым периодом в атмосферной приливной волне и в суточном ходе давления. См. атмосферные приливы, волна давления.[ . ]

При исследовании приливных волн, а также волн типа уединенных, вызванных подводными землетрясениями, можно было считать высоту волн бесконечно малой по сравнению с их длиной. С другой стороны, оказывалось возможным считать длину волн бесконечно большой по сравнению с глубиной моря, даже в самых глубоких частях Мирового океана. Эти два обстоятельства сильно упрощали анализ явлений с его формальной (математической) стороны и в то же время упрощали подход к явлению с точки зрения его физической сущности.[ . ]

По всей Земле бегут приливные волны, последовательно поднимая и опуская различные участки земного шара. Воду и сушу. В разных местах высота приливного поднятия иная, да и время наступления другое. Общее лишь одно — на большинстве побережий две приливные волны каждые сутки. Точнее: основной период приливных волн равен половине лунных суток (т. е. 12 ч 25 мин), так что на прохождение двух волн требуется чуть больше суток.[ . ]

Как должны протекать приливные явления в том или ином природном бассейне, в том или ином окраинном море, заранее сказать нельзя: необходимо предварительно учесть все местные условия. Важнейшими же факторами, от которых зависит тип приливной волны, являются очертания берегов, рельеф дна, отношение длины моря к его ширине (понимая под длиной размер, отсчитываемый от места соединения с океаном до противоположного берега), а также средняя широта той зоны, в которой расположено данное море. Чем выше широта, тем, очевидно, больше будет кориолисова сила и тем резче проявится эффект вращения Земли.[ . ]

Сближение гребня и подошвы приливной волны при продвижении вверх по течению приводит к явлению, известному под названием бор, или маскарэ. Передний склон приливной волны становится очень крутым, почти вертикальным. Такая волна идет вверх по реке в виде вала высотой больше 1 м. На отдельных мелких местах вал рассыпается пенистым гребнем, иногда с сильным шумом. Очень интересное явление имеет место на р. Сент-Джон, впадающей в зал. В устье реки высота полной воды достигает почти 6 м. На небольшом расстоянии вверх от устья река проносит свои воды в узком русле, проложенном в скалистом ущелье. Выше ущелья русло вновь расширяется. Между полной и малой водой приливное течение распространяется вверх по течению реки. Перед сужением уровень поднимается настолько сильно и быстро, что на реке образуется водопад, направленный против течения реки. Во время отлива массы воды, скопившиеся выше сужения, не успевают достаточно быстро спуститься вниз по течению, уровень воды значительно повышается и вода падает вниз по течению.[ . ]

Читайте также:  Водохранная зона для рек

СОЛНЕЧНЫЕ АТМОСФЕРНЫЕ ПРИЛИВЫ. Приливные волны в атмосфере, обусловленные солнечным притяжением и суточным ходом температуры. См. атмосферные приливы.[ . ]

Сейчас, приступая к изучению ветровых волн и мертвой зыби, можно было бы начать с самого простого случая: распространения бесконечно низкой зыби в весьма глубоком море. Но и в этом случае от признаков, с которыми мы познакомились в гл. Скорость распространения волн коренным образом отличалась бы от того выражения, которое было получено для волн ирилива. Совсем иными являются орбиты частиц. Возникает непостоянство размеров орбит на различных расстояниях от поверхности моря в противоположность тому постоянству, которое характеризовало движение водных частиц на приливной волне, искажаемое лишь трением в придонном слое моря.[ . ]

А — теоретическая схема; Б —внутренние приливные волны на 385-й станции «Метеора» (ф— —16°48,3 с. ш., Х-46°17,1 з. д., 12-14/И 1935 г.): а — отклонения температуры слоя 70—120 м от среднего значения, б — отклонение солености от средней величины на глубине 80 м, в — отклонение северной составляющей скорости течения на глубине 50 м от среднего значения (по А. Де-фанту, 1952 г.).[ . ]

Силу прилива люди начали использовать в приливных мельницах, которые строились еще в XI в. на побережье Англии и в средние века во Франции, Канаде, русском Беломорье.[ . ]

Ко второму типу экосистем относят эстуарии в приливных морях, речные экосистемы, дождевые леса, т. е. те, которые субсидируются энергией приливных волн, течений и ветра.[ . ]

Ко второму типу экосистем относят эстуарии в приливных морях, речные экосистемы, дождевые леса, т.е. те, которые субсидируются энергией приливных волн, течений и ветра. Они обладают высокой естественной плодородностью, поскольку организмы, проживающие здесь, приспособились использовать «дополнительную» энергию приливов и течений, энергию ветра и дождя и т.п. Эти системы «производят» столько первичной биомассы, что ее хватает не только на собственное содержание, но часть этой продукции может выноситься в другие системы или накапливаться.[ . ]

ГРАВИТАЦИОННЫЙ АТМОСФЕРНЫЙ ПРИЛИВ. Составляющая приливной волны в атмосфере, имеющая чисто гравитационное происхождение, т. е. зависящая от силы тяготения. Полусуточный солнечный прилив — частично гравитационный; полусуточный лунный прилив — чисто гравитационный. См. атмосферные приливы.[ . ]

При взгляде на искаженные профили синусоидальной волны, изображенные на рис. 139 (см. гл. Например, кривые типа рис. 92 встречаются на мареограммах в некоторых заливах Белого моря, в частности, рис. 92 почти копирует кривую изменения уровня моря в Кандалакшском заливе. Здесь явно выражен второй обертон и «недоразвиты» обертоны более высоких порядков. На том же Белом море есть районы, в которых второй обертон выделяется еще резче и приводит к еще большей задержке падения уровня на участке близ средней воды — к так называемой «манихе». Эти явления — чисто местные, не укладывающиеся в общую теорию искажения волн на мелководье — в новом ее виде: эти явления вызваны гидродинамическим резонансом на второй обертон приливных колебаний уровня.[ . ]

Основываясь на уравнениях движения частиц воды на приливной волне и принимая во внимание тождество условий во всех точках, лежащих на какой-либо одной вертикали, можно вычислить энергию приливной волны.[ . ]

На острове наблюдаются приливы. Максимальная высота приливных волн достигает 2,7 м. Они вызывают приливные течения на глубинах с максимальной скоростью до 0,92 м/с. Учитывались динамические воздействия на трубопровод холодной воды со стороны волн и подводных течений. На глубинах более 100 м в расчет принимались только подводные течения, вызванные приливными явлениями. Получение информации о скоростях подводных приливных течений потребовало проведения специальных измерений.[ . ]

Котидальный час — час одновременного положения гребня приливной волны (полной воды) в пространстве. Линия, вдоль которой полная вода наступает одновременно, называется коти-дальной линией. Схема котидальных линий (котидальная карта) позволяет судить о форме фронта и направлении распространения приливных волн.[ . ]

При устройстве выпусков в м о р е следует учитывать высоты приливных волн.[ . ]

Легко видеть, что (8) представляет собой типичное уравнение волны, распространяющейся со скоростью с вдоль оси X: оно в точности напоминает уравнение (15) гл. Разумеется, природа самой волны здесь совершенно иная, а потому и скорость с связана с совсем иными физическими величинами: там волны (поперечные) возникали под действием поля тяготения, здесь волны (продольные) возникают под действием сил упругости.[ . ]

На рис. 87 сплошной кривой изображен закон нарастания амплитуды приливной волны, вошедшей в конечный участок канала, где и ширина, и глубина постепенно уменьшаются до нуля. По-прежнему длина этого участка выбрана с таким расчетом, чтобы 2пс1/к равнялось единице, т. е. участок простирается меньше чем на 1/6 длины волны.[ . ]

В заключение настоящей главы необходимо коснуться особого рода волн, не имеющих ничего общего с приливами по своему происхождению, но охватывающих всю толщу морской воды, подобно приливным волнам, и потому распространяющихся со скоростями примерно такими же, с какими распространяются волны прилива. Это—волны, вызванные подводными землетрясениями.[ . ]

Наше предположение о непостоянстве фазовой скорости (в пределах одной волны), о зависимости фазовой скорости от фазы, подтверждается даже той грубой и примитивной теорией искажения приливной волны, о которой была речь чыше. Ведь при постепенном нарастании амплитуды второго обертона вершила искаженной волны все более и более смешается вперед, а подошва все более и более отстает от движения тех точек профиля волн, которые лежат на средней высоте над подошвой. Иными словами, фазовая скорость в «верхней» фазе оказывается действительно большей, чем та осредненная, которую вычисляют по формуле (39), а фазовая скорость в «нижней» фазе оказывается соответственно меньшей.[ . ]

В океане обычно /г бывает значительно меньше, чем Н. Поэтому скорость уединенной волны весьма близка к скорости приливной волны, определяемой на основании формулы (16). Само по себе понятие о «длине волны» для уединенной волны условно. В некоторых отношениях ее можно рассматривать как бесконечно протянувшуюся от вершины «положительную» часть волны, так как «отрицательной»части у нее совсем нет. Теория показывает, что этой «отрицательной» части вообще не может существовать у такой волны: впадина не может распространяться в стороны от своего зарождения, как распространяется гребень.[ . ]

Из исследованных трех конкретных случаев очевидно, что при определении амплитуды приливной волны, входящей в заливы и проливы с изменяющимся поперечным сечением, необходимо тщательно проследить за соотношениями между длиной приливной волны и порядком продольных размеров, которые характеризуют данный участок моря. Если окажется, что размеры эти малы по сравнению с длиной волны, то изменение амплитуд придется вычислять по таблицам бесселевых функций. Если же, напротив, исследуемый участок велик по сравнению с длиной волны, то можно с очень большой точностью вычислять амплитуду по формуле Грина (58). Так, кривая, изображенная на рис. 88, построена по точной формуле случая б), но в то же время ее ординаты хорошо укладываются в уравнение (58). Кривая эта выражает нарастание ординат и одновременное уменьшение длины волны при входе прилива на длинный участок с непрерывно уменьшающейся глубиной (ширина постоянна).[ . ]

На рис. 102 изображены горизонтальные проекции орбит, описываемых частицами воды на приливной волне. Как и следовало ожидать, близ берегов частицы движутся везде в плоскости, параллельной береговой стенке. В мористой половине окраинного моря частицы движутся, естественно, в вертикальных плоскостях, параллельных продольной оси. Напротив, во внутренней половине моря движение частиц чрезвычайно осложнено, причем горизонтальные проекции орбит представляют собой эллипсы, описываемые в направлении против часовой стрелки (т. е. в том самом направлении, в каком пробегает внутри окраинного моря приливная волна).[ . ]

Читайте также:  Реки в апостоловском районе

Более совершенная динамическая теория приливов, в которой уже рассматривается движение волн в океане, была построена Лапласом. В динамической теории уравнения движения и уравнение неразрывности записываются в форме приливных уравнений Лапласа. Приливные уравнения Лапласа являются уравнениями в частных производных, записанными в сферической системе координат, поэтому их аналитическое решение может быть получено только для идеальных случаев, например узкий глубокий канал, опоясывающий всю Землю (так называемая каналовая теория приливов). Для небольших акваторий приливные уравнения Лапласа могут быт записаны в декартовой системе координат. Результаты расчетов приливов в Мировом океане представляются в форме специальных карт, на которых наносится положение гребня приливной волны в различные моменты времени (обычно лунного). Современные карты приливов строят на основе численных методов с учетом данных наблюдений [81].[ . ]

Влияние мелководья было первоначально исследовано применительно к чрезвычайно длинным (приливным) волнам. Из уравнений гидродинамики было выведено приближенное уравнение профиля приливной волны, первоначально обладавшей простой формой косинусоиды и искаженной под действием мелководья. Был найден приближенный закон нарастания второго гармонического колебания по мере распространения волн в мелководном районе моря.[ . ]

Физический смысл такого заключения чрезвычайно прост. Действительно, в своем движении на приливной волне частицы воды, как мы видели выше, проходят довольно большие расстояния в горизонтальном направлении и перемещаются в этом направлении с большими скоростями, образуя приливные течения. Но, как мы видели в гл.[ . ]

Но наблюдения над приливами, происходящими у берегов, показывают, что в действительности здесь волна, во-первых, входит на мелководье, а во-вторых, попадает во всевозможные заливы, проливы и бухты. Для того чтобы удобнее было проследить за поведением приливной волны в таких случаях, заменим снова море каналом, но только каналом переменного сечения, т. е. переменной глубины и ширины.[ . ]

Дальнейшее развитие теория приливов получила в работах Эри (1842 г.), который рассмотрел движение приливных волн в каналах, различно ориентированных по поверхности Земли. Он использовал уравнения движения Лапласа применительно к узким длинным каналам, простирающимся по экватору, параллелям и вдоль меридианов. По «каналовой» теории Эри, в каналах, ориентированных по параллелям, возникают поступательные волны, а в узких меридиональных каналах — стоячие. В природных условиях имеет место сочетание волн различного типа в зависимости от гидродинамических и физико-географических условий их возникновения, взаимодействия и деформации.[ . ]

Гидросферное оружие — изменение химических, физических и электрических свойств океана: создание приливных волн типа цунами; загрязнение, заражение внутренних вод; разрушение гидротехнических сооружений и создание наводнений; воздействие на тайфуны; инициирование склоновых процессов и др.[ . ]

Амфидромные точки в Северном море. Равноприливные линии (сплошные) соединяют точки, через которые приливная волна проходит одновременно (по лунному времени), линии одинаковой высоты приливов (пунктир) показывают среднюю высоту прилива [1058, 1160]. Амфидромные точки в Северном море. Равноприливные линии (сплошные) соединяют точки, через которые приливная волна проходит одновременно (по лунному времени), линии одинаковой высоты приливов (пунктир) показывают среднюю высоту прилива [1058, 1160].

Следовательно, в § 5 мы имели право применить «каналовую» теорию к исследованию скорости распространения приливной волны в море.[ . ]

Полумесячный и месячный приливы в океане выражены двумя глобальными, обширными для всего океана, стоячими приливными волнами. В высоких широтах Земли отмечены наибольшие размеры приливных колебаний уровня. В районе 35°оеверной и южной широты таких колебаний совсем нет. На экваторе приливные волны опять достигают наибольших величин.[ . ]

Как видим, это выражение скорости распространения звука в атмосфере совершенно подобно выражению скорости приливной волны, распространяющейся в море с глубиной Н.[ . ]

В Советском Союзе также есть районы с высокими приливами. Например, в Пенжинской губе Охотского моря высота приливных волн достигает 13,4 м, в Мезенской губе Белого моря на реке Семже — 9 м. Есть большие приливы и в других местах побережья нашей страны. По запасам приливной энергии Советский Союз стоит на одном из первых мест в мире.[ . ]

Умножив обе части этого равенства на период Г, получим известную формулу (16), по которой определяется скорость приливной волны. Итак, подобные волны также распространяются со скоростями, пропорциональными корню квадратному из глубины океана, подобно приливным и уединенным волнам. Косвенно это доказывает, что все три рассмотренных рода волн характеризуются охватом толщи океанских волн от поверхности до самого дна.[ . ]

Суточная смена нагрева и охлаждения приводит к расширению и сжатию верхней атмосферы с суточным периодом, возбуждая приливные волны, которые вызывают движения среды в горизонтальном направлении со скоростями от 10-30 м/с на высоте 95 км до 100-150 м/с на высотах более 200 км. При суточных вариациях воздух растекается от подсолнечной точки и устремляется через полюсы к антиподсолнечной. В области высот 100-200 км преобладает полусуточная мода приливного ветра, обязанная своим происхождением распространению термического прилива из стратосферы и мезосферы, вызванного поглощением озоном УФ излучения Солнца. Особую роль в динамике термосферы играют столкновения нейтральных частиц с ионами, движение которых поперек магнитных силовых линий геомагнитного поля затруднено. Трение нейтральных частиц с ионами, «привязанными» к магнитным силовым линиям, определяет одну из главных гидродинамических сил верхней атмосферы — ионное трение.[ . ]

Под влиянием приливов на низких побережьях формируются специфические земноводные ландшафты — мангровые леса в тропиках, марши и ватты в Западной Европе, лайды на северном побережье СССР. Приливная волна — бор — наблюдается также в устьях некоторых крупных рек. На р. Амазонке поророко — приливная волна высотой до 5 м — с большой скоростью и гулом несется на 300 км вверх по реке.[ . ]

Это упрощение является примером метода, который может быть использован для широкого класса задач механики, описывающих малые осцилляции. Действительно, Лэмб (1932) [429] в курсе гидродинамики отводит первый раздел главы о приливных волнах изложению общей теории этого приема из-за его широкой применимости. Для настоящей задачи существуют два значения се и поэтому два значения х, которые удовлетворяют полученному уравнению. Движения, соответствующие этим частным значениям, называются нормальными модами колебаний. В системе, состоящей из п слоев различной плотности, существует п таких мод, соответствующих п степеням свободы. Непрерывно стратифицированной жидкости соответствует бесконечное число слоев, и поэтому существует бесконечное множество мод. То, что каждая из этих мод ведет себя независимо, очень удобно, и это свойство будет неоднократно использоваться. Независимость каждой моды можно видеть из того, что если к и удовлетворяли (6.2.11) в некоторый начальный момент, то они будут удовлетворять (6.2.11) и для всех последующих времен, поэтому будут происходить колебания только с одной модой, С другой стороны, любое данное начальное состояние можно представить как сумму мод, изменение каждой из которых во времени и пространстве происходит независимо от другой.[ . ]

Так, например, если ширина канала при неизменной глубине уменьшается в 10 раз, то величина прилива возрастает почти в 3 раза, а при постоянной ширине канала, но при уменьшении глубины также в 10 раз величина прилива возрастает почти в 2 раза. При дальнейшем распространении приливной волны в заливе она достигает берегов, отражается от них и из поступательной волны преобразовывается в стоячую с величиной, в 2 раза большей величины падающей волны. Если при этом период возможных свободных колебаний совпадает или становится кратным периоду приливной волны, пришедшей в залив, то происходит гидравлический резонанс и сложение волн приводит к значительному росту величины прилива.[ . ]

Для всех метеорологических элементов, кроме атмосферного давления, первооснова суточного хода — С. X. радиационного баланса земной поверхности; поэтому С. X. и является простым (с одним максимумом и одним минимумом в течение суток), а с высотой амплитуда его убывает. При некоторых обстоятельствах он может быть и двойным, напр. С. X. абсолютной влажности в континентальном климате. •С. X. атмосферного давления определяется приливными волнами в атмосфере, усиливаемыми резонансом с ее собственными упругими колебаниями. Поэтому его можно разложить на суточное и полусуточное колебания, причем последнее является преобладающим. Есть еще и малозначительное восьмичасовое колебание.[ . ]

Источник

Adblock
detector