Характер хвилювання у відкритому океані
Трохоідальная теорія хвилювання розбирає так зване усталене хвилювання – брижі, в океані само і в морях набагато частіше спостерігаються звичайні вітрові хвилі, далеко не мають правильності, відповідної теоретичним уявленням. При теоретичному розгляді питання не береться зовсім до уваги внутрішнє тертя в рідині (в’язкість), а також тривалу дію вітру на поверхню схвильованої води і тертя його про воду, збудливу поступальний рух верхніх шарів, все це разом надзвичайно ускладнює явище хвилювання у відкритому морі. Поблизу ж від берегів і в недостатньо глибоких морях, де глибина порівняно з розмірами хвиль невелика і,, отже, не відповідає теоретичному уявленню про те трохоідальной теорії, характер хвилювання також змінюється.
Нехай на поверхню води в спокійному стані подіяв вітер; рух повітря вздовж водної поверхні змусить поверхневий шар почати рухатися по тому ж напрямку. Внаслідок існування внутрішнього тертя і нижні шари води почнуть залучатися в поступальний рух, і, нарешті, мало б встановитися рівномірний поступальний рух деякого шару рідини зі швидкістю, спадної зверху вниз. Такий рух, звичайно, має вивести поверхню рідини з горизонтального положення, тому що до сили тяжіння приєдналася ще сила вітру.
Очевидно, подібна похила поверхня на скільки-небудь значному протязі океану або моря не може існувати, так як вітер ніколи не зберігає однаковій швидкості і напрямку; постійні ж зміни в русі повітря приведуть до утворення у верхньому шарі води незліченної безлічі таких похилих поверхонь, з’єднаних один з одним різними кривими поверхнями. Новоутворена таким шляхом нерівна водна поверхня під впливом постійних невеликих змін в силу й напрямку вітру швидко перетвориться в хвилеподібну з коливальним рухом частинок води, в якому останні будуть описувати орбіти такого роду, щоб на поверхні рух частинок задовольняло сукупній дії на них сили тяжіння, вітру, в’язкості та інерції. Очевидно, за цих умов коливальний рух частинок буде інше, ніж при сталому хвилюванні.
Як тільки утворилися перші (капілярні) хвилі, вітер негайно починає сильніше діяти на гребені, прискорюючи в цьому місці рух частинок на орбітах і сповільнюючи його біля підошов; при подальшому посиленні вітру будуть збільшуватися і коливальні рухи частинок. При цьому внутрішнє тертя (в’язкість) рідини буде швидше знищувати коливання частинок меншого періоду, ніж більшого, чому з хаосу різноманітних хвиль, утворених зусиллями того ж вітру, поступово виділяються більш значні хвилі, які і утворюють деяку, більш-менш правильну, систему хвилювання.
Певній силі вітру повинні відповідати і певні розміри хвилювання, і тому, якщо вітер тримається деякий час досить постійним над даною частиною океану, то встановлюється і хвилювання. Однак при цьому ніколи поверхню хвиль не буває гладка, правильна, як при брижах; хоча б вітер і хвилювання і встановилися, але все ж вітер завжди справляє на поверхні головних хвиль ряд другорядних, а на поверхні останніх – ряд дрібніших – третьорядних і т. д. другорядні хвилі, наростаючи, зливаються з головними, третьорядні переходять у другорядні і т. д., чому і виходить різноманітність характеру серед головних хвиль, які бувають то більше, то менше. Кілька хвиль поспіль, три – чотири, мають майже однакові періоди і розміри, потім з’являється хвиля, тільки що злилася з наросшего на ній же другорядної і тому більшого розміру, а далі кілька абсолютно неправильних хвиль і знову дві – три однакові.
Варто вітрі стихнути, і всі порушені ним системи хвиль спершу перетворюються в правильної форми брижі різних розмірів, а потім внутрішнє тертя скоро заспокоює хвилі менших розмірів, і залишається брижі, що перетворилися з головних хвиль, поки і вона, повільно убуваючи, поступово не перейде в стан спокою.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)