Видозміни хвилювання із зменшенням глибини
При наближенні хвилі до берега глибина починає спадати, і нарешті розміри хвилі порівняно з глибиною стають вже помітними величинами. Внаслідок цього створюються зовсім інші умови в тому середовищі, де (поширюється хвиля, а отже, видозмінюється і форма хвилі, і залежно від місцевих умов виходить або прибій різного характеру, або бурун.
Тільки період хвилі залишається незмінним, і завдяки цьому завжди можна визначити ті розміри, які хвиля мала на глибокій воді. Зростання висоти хвилі з спадання глибини випливає з наступного міркування. На глибокій воді хвиля володіє деякою живою силою, для кожного, шару води шириною в 1 м і довжиною, що дорівнює довжині хвилі, пропорційної квадрату радіуса орбіти поверхневої частинки. При зменшенні глибини убуває знизу.
У міру того як хвилі наближаються до берега і глибина убуває, зменшується їх довжина і збільшується висота, тобто вони наближаються до циклоїдальний граничній формі, і в той же час в їх нижніх частинах внаслідок тертя об дно сповільнюється рух частинок, чому верхня частина хвилі починає перекидатися, що трапляється близько глибини, рівній висоті хвилі; при цьому верхівка хвилі розсипається пінистим гребенем.
Подібна зміна форми хвилі хоча і походить від однієї і тієї ж причини, але називається різна, дивлячись по тому, де воно трапляється. Якщо розбивання хвилі відбувається у самої берегової межі, то це буде прибій, якщо ж воно буває на деякому віддаленні від берега над смугою мілин або підводних рифів (іноді абсолютно у відкритому морі), то явище називається буруном.
Парубій, крім того, отримує різний характер залежно від того, мілин берег або приглубі.
Коли прибій трапляється у пріглубокого берега, круто піднімається з води, то розсипання хвилі відбувається тільки при ударі об берег. При цьому утворюється зворотна хвиля, яка трапляється з наступного за нею і зменшує її силу удару, а потім набігає нова хвиля і знову вдаряє в берег. Такі удари хвиль у випадку великої брижах або сильного хвилювання супроводжуються нерідко взбросамі хвиль на значну висоту.
При зльотів хвиль отримує величезну силу, яка виробляє нерідко величезні руйнування, особливо у випадку, якщо хвиля йде з великої глибини і не послаблюється поступово тертям об дно. Руйнівна сила прибою при цьому досягає дивовижних розмірів. На Шетландських островах, на північ від Шотландії, зустрічаються уламки гнейсових скель, що доходять до 6-13 т вагою, викинуті прибоєм на висоту до 20 м над рівнем моря. У Шотландії в гавані Вик при споруді хвилелому в грудні 1872 при східному штормі зрушило і перекинуло на інше місце прибоєм чотири бетонних масиву, пов’язаних в одне ціле. Внизу було три масиву від 80 до 100 т кожен, а на них був поміщений і пов’язаний з ними якорями масив у 800 т. Вся ця маса більш 1000 т вагою була прибоєм перекинута в гавань.
На маяку Белл – Рок в Шотландії прибій, трапляється, дає підкидання до 33 і висотою, а біля стінки хвилелому з Олдерні, в Англії, бувають взброси до 60 м заввишки.
У Більбао, в Іспанії, на березі океану штормовим прибоєм в 1894 р. був перевернутий і скинутий зі свого місця бетонний масив в 1700 т.
У маяка Тілламук в Сполучених Штатах, що стоїть на скелі того ж імені трохи південніше гирла р.. Колумбії в Тихому океані, в свіжу погоду часто бувають сильні взброси. Одним з таких взбросов, що трапилося в грудні 1894 р., уламок скелі вагою близько 60 кг підкинуло вище ліхтаря маяка, що має висоту 42 м; камінь впав на дах будинку сторожа, що стоїть на 25 м вище рівня води, пробив в даху отвір в 2 м2 і зруйнував все всередині будинку. Інший шматок скелі в півтонни вагою закинуло до підніжжя будинку сторожа.
У 1902 р. 11 лютого там же взбросов підняло стовп води, що покрив вежу маяка, тобто підкидання був до 45 м висоти.
У 1901 р. 29 грудня взбросов підняло воду вище ліхтаря маяка Тілламук, тобто на висоту в 48 м над рівнем моря.
У Генуї в 1898 р. штормовий прибій розламав хвилелом, причому були зрушені з місця 800 – тонні масиви.
Чудовий прибій буває в Коломбо на о. Цейлон при SW мусоні, який розводить в океані велике хвилювання, що приходить в Коломбо з великого простору і глибини.
У Ла – Манші, куди велика хвиля приходить з Атлантичного океану хоча і не так вільно, як у Коломбо, тому що вона пробігає тут досить великий простір по материковій обмілини, спостерігається все-таки сильний прибій, наприклад біля берегів о. Гернсі і в інших місцях.
Для визначення величини тиску, що розвивається прибоєм, англійський інженер Стевенсон побудував динамометр, що складається з майданчика певного розміру, утримуваної пружинами у висунутому положенні; переміщення майданчики у всередину під впливом удару хвилі відзначаються приладом. За допомогою динамометра Стевенсон вимірював удари хвиль при взбросов і отримав силу удару, що доходить до 38 т на 1 м2. Встановлюючи два динамометра, один там, де виходить підкидання,. а другий всього в 12 м морістее і майже на тій же висоті, Стевенсон визначив, що на більш висунутому в море приладі тиск був в два рази менше, очевидно тому, що маса хвилі не встигла ще придбати тієї швидкості, яку вона отримує при взбросов.
Подібного роду дію хвиль на береги виробляє руйнування їх, і так як тривалість часу, протягом якого берега піддаються такому руйнівній дії хвиль, може бути дуже велика, то й результати руйнування виходять величезні. Наприклад, руйнування хвилями берегів Англії за період часу з 1867 по 1900 р. знищило в сумі площа країни, рівну 4,6 км2. Береги Франції в Ла – Манші також безперервно піддаються руйнувань, і протягом останніх 40 років маяк Ла – Ев близько Гавра довелося переносити на нове місце внаслідок руйнування берега. У цих випадках, якщо існує біля берегів досить сильне приливо – отлівноє протягом, що може забирати матеріал, що дається руйнуванням берега хвилюванням, то руйнування буде йти швидко, якщо ж таких течій немає, то обрушилася частина берега створює деяку перешкоду, поки прибій її знищить.
Якщо хвиля розбивається не у самого берега, а в деякому віддаленні від нього, на мілині або на рифах, то подібне явище називається буруном.
На якій глибині повинні лежати мілини або підводні скелі, щоб на них утворилися буруни, залежить, звичайно, від розмірів хвилювання.
За наявними відомостями, при сильному хвилюванні спостерігалися буруни в різних місцях на наступних глибинах.
На о. Мартинюк в Малих Антильських островах спостерігається бурун на глибинах 10 м; близько Лісабона – на глибині 13 м; на о. Мадейра – на глибині 27 і 31 м; біля о. Терсейра (Азорські) – на глибині 48 м;, близько о. Роббен (близько Кейптауна, південна Африка) на глибині 45 – 55 м; біля північних берегів Іспанії близько м. Рабаналь – на глибині 46 – 57 м. У Середземному морі біля берегів Сирії іноді трапляється спостерігати буруни на глибинах до 84 м.
Хоча бурун буває при хвилюванні певного розміру, проте, у разі проходження навіть і менших хвиль над місцем, де змінюється глибина, завжди помітно буває збільшення висоти і укорочення довжини хвиль настільки, що для невеликих суден це представляє деяку небезпеку.
Так, наприклад, на околиці Ньюфаундлендської банки помічається зміна характеру хвилювання порівняно з тим, що спостерігається на глибокій воді. Навіть на таких великих глибинах, які є на підводному порозі Уайвілла – Томсона, між Фарерськими островами і Шотландією, тобто при глибинах 400-500 м, помічається укорочення хвиль.
Глибина, на якій хвилювання, мабуть, абсолютно не обурює навіть легких частинок мулу, в океані відповідає околиці материкової мілини (200 м).
Штовханина є результат інтерференції хвиль; в цьому випадку утворюються високі, круті хвилі, майже циклоїдальний характеру. Таке явище спостерігається завжди при відображенні хвилювання від берега, від стінки пристані або при зустрічі двох систем хвилювання, наприклад близько видатного в морі мису або в центрі циклону, куди вітри, які прагнуть в центральну область циклону, женуть хвилі з різних сторін, утворюючи там штовханину, що досягає особливо великих розмірів в середній області ураганів і тайфунів.
Вплив на хвилювання поширення на поверхні води масла або скупчень дрібних плаваючих предметів. Вплив масла на зміну характеру хвилювання було відомо ще в давнину, а вплив скупчень – яких плаваючих тіл було помічено ще Скоресби, який спостерігав у полярних країнах вплив скупчень крижаних кристаликів, що утворюються на поверхні води при початку замерзання.
Звичайно при вказівці описуваного явища говорять – масло заспокоює хвилювання; це невірно, хвилювання залишається без зміни, заспокоюються тільки гребені хвиль і другорядні, третьорядні і менших розмірів хвилі, існуючі завжди на поверхні головних хвиль; тобто вітрові хвилі звертаються майже в хвилі брижах з гладкою поверхнею і відсутністю гребенів, зриває вітром. Гребені при великій масі води, їх утворює, становлять небезпеку для судів, так ” ак удари гребенів володіють великою живою силою і не тільки можуть змити людей з палуби, але і зруйнувати стоять на ній або висять на шлюпбалках шлюпки, поламати палубні рубки і різні надбудови і т. п.
Масло всякого роду володіє майже в два рази меншим поверхневим натягом, ніж вода, і набагато більшою в’язкістю. Володіючи водночас властивістю дуже швидко поширюватися по поверхні води, плівка масла охоплює великий простір і тим успішніше заспокоює гребені і згладжує поверхні хвиль. Дійсно, внаслідок малого поверхневого натягу масла вітер тієї ж сили збуджує на його поверхні набагато менших розмірів капілярні хвилі, і вони не можуть легко наростати і давати хвилі великих розмірів, посилюючи поступово хвилювання. У той же час велика в’язкість масла не дозволяє вітрі оазорвать його шар, хоча він і дуже тонкий, не товще 0,0002 мм, і, отже, масляний шар не дає вітрі зривати гребені хвиль.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)