39. Приливы и отливы, причины возникновения, геологическая роль.
Приливы и отливы. В двойной системе Земля-Луна возникают приливные силы. На Землю воздействует Луна и Солнце. Но поскольку Луна ближе к Земле, несмотря на меньшую массу ее воздействие сильнее. Приливы достигают наибольшей величины в новолуние и полнолуние, т.е. когда Земля, Луна и Солнце находятся на одной прямой. Это положение называется сизигеем (“сизигма” - сопряжение, греч.) и при нем воздействие Солнца и Луны на Землю суммируются и возрастают. В тоже время, когда Луна находится в первой или последней четверти, т.е. линии Земля-Луна и Земля-Солнце образуют прямой угол, приливы минимальны.
Высота приливов в открытом океане крайне мала, около 1 м, но эти движения охватывают всю водную толщу. Вблизи побережий, в зоне мелководного шельфа или в узких заливах, эстуарий рек высота приливов увеличивается, достигая, 18 м на СВ Канады или в Пенжинской губе (эстуарии) северной части Охотского моря ∼ 13 м.
Образование приливов в океанах на Земле. I. При новой и полной Луне, солнечные и
лунные приливы суммируются. 1 – Солнце, 2 –Земля, 3 – новая Луна, 4 – полная Луна, 5 –солнечный прилив, 6 – лунный прилив, 7 –первая четверть Луны, 8 – третья четвертьЛуны. II. Положение приливных выступов при отсутствии (вверху) и наличии (внизу) трения
40. Закономерности волновых движений воды; волна и ее элементы, поведение волны на отмелом и приглубом берегу.
Океанские и морские волны характеризуются круговыми движениями частиц воды, причем верхняя часть круга движется по направлению движения волны, а нижняя - в противоположную (рис. 14.2.6).
Рис. 14.2.6. При движении волны частицы воды совершают круговые движения, оставаясь на месте. При накатывании волны на пляж, когда глубина становится меньше ½ длины волны, волна забурунивается и увеличивает свою высоту
Круговые движения частиц воды в волне быстро уменьшаются с глубиной и постепенно сходят на нет на уровне, соответствующем половине длины волны. Таким образом, волновыми движениями затрагивается только самая поверхностная часть водного слоя, хотя существуют плохо изученные внутренние волны в термоклине.
Поведение волн в прибрежных районах резко отличается от такового в открытом океане. Как только глубина воды становится меньше четверти длины волны, последняя касается дна и круговые движения частиц воды становятся эллипсоидальными, уплощаясь ко дну, а на самом дне движения осуществляются только назад-вперед и скорость волны у дна резко замедляется. Скорость гребня волны опережает скорость в ее подошве, длина волны уменьшается, но сразу увеличивается ее высота и крутизна склона, обращенного к берегу. Верхняя часть волны забурунивается и опрокидывается на ее передний склон, который всегда используют любители виндсёрфинга, скользя с него как с горы. Наконец, волна всей тяжестью гребня обрушивается на отмелый берег, таща за собой песок и гальку и формируя широкую полосу пляжа. Если волна подходит к приглубому берегу, то она всей своей массой ударяет в береговую кромку или обрыв, разрушая его.
Упомянем о таком явлении, как нагон воды при сильных и длительнодующих в сторону суши ветрах в районах низменных побережий. При таких процессах вода как бы сдувается с поверхностного слоя и перемещается, создавая подъем уровня. Так, с нагонами связаны наводнения в Санкт-Петербурге, когда ветер дует с запада на восток вдоль Финского залива. В Мексиканском заливе высота нагонных волн достигает 5м, в Бенгальском - 6, в Северном Каспии 2-3 м.
Периодом волны называется время, за которое волна проходит расстояние, равное длине волны, ее фронтом - линия, проходящая вдоль гребня волны. В открытом океане при нормальном ветре высота волн бывает от 0,3 до 5 м, а при сильном шторме до 15 м. Большинство океанских волн имеет длину в 50-450 м при скорости от 25 до 90 км/час на глубокой воде.
В северной части Тихого океана в 1933 г. была измерена высота волны в 34 м. Во время цунами - образования волн вследствие землетрясения, высота волны у берега может достигать 30-40 м, а в 1971 г. у островов Рюкю в Японии, высота волны цунами достигла величины в 85 м!