3. Розвиток та затухання вітрових хвиль.

Зародження та розвиток вітрових хвиль в глибокому морі при спокійній поверхні моря

відбувається наступним чином .

При швидкості вітру в 0,7 м/с зароджуються капілярні хвилі, їх викликають повітряні віхряні потоки , які утворюють пульсацію тиску над поверхнею моря. Подальша дія вітру сприяє переходу цих хвиль в гравітаційні. Їх висота та довжина ростуть із збільшенням сили вітру. Елементи хвилі залежать не тільки від сили вітру, а і від тривалості дії вітру та довжини розгону.

В.В. Шулейкін на основі тривалих досліджень установив, що енергія, яку передає хвилям вітер визначається за формулою:

W = A^. H (v – c)² (6.1.1.)

h – висота хвилі; v- швидкість вітру; с – швидкість хвилі; А – емпіричний коефіцієнт.

Одна частина енергії іде на збільшення довжини та висоти хвилі, інша – на подолання сил турбулентного тертя, величина якої залежить від висоти хвилі.

Довжина хвилі зростає швидше висоти, тому крутизна хвилі зменшується. На основі практичних досліджень виявлено, що середня висота хвилі особливо інтенсивно збільшується, доки , а потім рост висоти хвилі майже припиняється. При висота хвилі починає зменшуватися. Вітер ніколи не буває зовсім рівним, він завжди дме поривами, змінює своє направлення . Тому вітер не виробляє однакових хвиль.

Одночасно з великими хвилями на морі можуть спостерігатися невеликі хвилі – повторні хвилі. Це хвилі викликані зміною швидкості та направленням вітру. Тому хвилі можуть володіти різною швидкістю і накладатися одна на одну.

Коли вітер починає зменшуватись, ріст хвилі припиняється і хвилі набувають характер зиби.

Зустрічні вітри швидко заспокоюють штормові хвилі, тільки не зиби, та не “мертві зиби”.

Затухання хвиль відбувається з двох причин.

1. витрати енергії на подолання сил внутрішнього тертя;

2. гальмуюча дія повітря.

Висота зиби при відсутності вітру за добу зменшується вдвоє. Дуже довгі і похилі зиби переміщуються на значні відстані. Так, зиб висотою 2 м з періодом 16 сек. за три доби проходять відстань більше 2500 км.

При затуханні хвиль з поверхні моря спочатку зникають мілкі повторні хвилі. Довгі повторні (вторинні )хвилі дуже стійкі, вони раніше інших приходять в будь-який пункт від області шторму. Їх називають провісниками шторму, вони дозволяють за одну – дві доби провіщувати наближення шторму.

6.1.4. Розподіл вітрових хвиль в Світовому океані.

Розподіл вітрових хвиль в Світовому океані визначається особливостями вітрового режиму. Велике значення має рельєф дна, ступінь розділеності моря , льодовий режим.

Найбільш сприятливі умови в субантарктичних водах Індійського, Атлантичного, Тихого океанів, де на протязі року діють штормові західні вітри. (їх називають «ревучі сорокові широти»). Тут висота хвиль сягає 30 м і більше. У південних берегів Африки моряки зустрічали одинокі хвилі висотою до 30 м («хвилі - вбивці»), причина яких не зовсім зрозуміла. За гіпотезою, поява хвиль пояснюється крутим нахилом дна, сильною течією, різким посиленням вітру та значною зибою , яка йде від Антарктиди.

До бурхливих областей Світового океану відносяться Північна Атлантика (північніше 40^опн.ш.). Судноводії спостерігали хвилі більше 20 м біля південно – західної частини Ірландії.

В північній частині Тихого океану існують дві зони значного хвилювання. Одна зі сходу від Японії, інша – з заходу від Канади. В південній частині Світового океану існує максимальна висота хвиль з заходу від протоки Дрейка, висота хвиль більше 27 м.

В північній частині Індійського океану і в Аравійському морі під впливом мусонів максимальні хвилювання спостерігалися в липні – серпні.

Великі хвилі формуються в тих районах Світового океану, де виникають тропічні циклони. В результаті перепаду тиску швидкість вітру складає 60-100 м/с, а іноді й більше. Тропічні циклони існують в середньому 5-7 діб, встигаючи пройти за цей час декілька тисяч кілометрів.

В морях хвилі значно менші, так в Середньоземному, Чорному морях висота хвиль складає 7-9 м, а довжина 100-120 м.