Цитата:
Сообщение от lobzik
...
Когда проходит волна, за ней остаётся идеальнейший флет, даже если дует ветер. Почему она всё разглаживает, кто-нибудь может попытаться объяснить сие явление?
...
Волна в любом случае рождается от ветра, просто в океане этот ветер может дуть очень далеко и в другую сторону, и обдувать очень протяжённый участок воды. Поэтому океанская волна высокая и с большим периодом. Она приходит издалека, но далеко в океане (ну, то что я видел), где глубоко, она тоже с чопом поверх, как и в море. А вот стоит ей налететь на риф, или иное препятствие на дне, она вздыбливается, а когда рушится - разглаживает за собой чоп. Это было хорошо заметно на Маврикии в этот раз, когда в лагуну приходили редкие (реально раз в 2-3 минуты) сеты из нескольких мощных волн. Лагуна, успевшая покрыться чопом, после этих волн была совершенно гладкая какое-то время.
|
Представь гладкую воду, над ней дует ветер. Волны рождаются маленькой рябью, как следствие неравномерности (нормального) давления над поверхностью воды из-за завихрений воздуха: так где давануло посильней, возникает ямка, от неё в разные стороны расходятся колцевые волны, те их части, что идут против ветра быстро угасают от воздействия ветра, а те, что идут по ветру - ветром поддерживаются. Это механизм №1 - генерация малых ветровых волн.
Вслед за ним в работу вступает механизм №2 - взаимодействие малых волн: поскольку мелкие волны ряби имеют слегка разные фазы и скорости, то когда чуть более быстрая догоняет более медленную, они образуют одну волну с высотой, примерно равной сумме высот двух исходных волн, скорость и связанная с ней длина результирующей волны примерно равны скоростям и длинам исходных волн. Тут следует отметить ещё два факта:
а) высота волны почти не зависит (до определённых пределов) от длины волны, а вот длина, скорость, период и глубина воды - факторы тесно связанные друг с другом, и б) пока крутизна волны (или отношение высоты волны к её длине) мала, волны, у которых направление движения или длины заметно отличаются, почти не взаимодействуют.
Отсюда следует, что вследствие взаимодействия растут в высоту только близкие по размеру и направлению малые волны, постепенно это направление и становится доминирующим, определяющим направление ветрового волнения.
Далее вступают в силу уже нелинейные законы, связывающие высоту волны и её прочие характеристики: при большой крутизне волны вместе с высотой начинает расти и длина волны, увеличиваться её скорость. На сформировавшиеся уже достаточно высокие гребни воздействует ветровой поток, передавая часть своей энергии, в то же время волна, достигшая предельной крутизны, выпускает избыточную для своих размеров энергию через обрушение гребня, это уже механизмы №№ 3,4... Этот процесс продолжается во времени и пространстве, пока "ветер не сравняется с волной", после чего волнение, бывшее до этого "развивающимся", становится "развитым" и высота волны перестаёт расти. Поскольку и при развитом волнении идёт передача энергии от ветра воде, то новые волны продолжают генерироваться, и чоп по прежнему имеет место быть, даже в открытом океане, хотя и не такой интенсивный, как при развивающемся волнении. Наконец, третья стадия - ветер начинает слабеть, генерация новых волн затухает, а те, что ещё образуются быстро отдают свою энергию старшим сёстрам, исчезая, поверхность между волн разглаживается, волны становятся зыбью, или, по-иностранному, свеллом. Когда они приходят к пологому и ровному берегу, то с уменьшением глубины длина волны, её скорость и кинетическая энергия уменьшаются, а высота (и потенциальная энергия) растут, растёт и её крутизна. Растёт до тех пор, пока не достигает предельного значения, после чего гребень начинает обрушиваться. Естественно, что любой чоп, попавший на высокий гребень предельной крутизны пройти сквозь него уже не может, так как суммарная крутизна чопа с гребнем будет превышать предельную - чоп, куда бы он ни был направлен, рушится вместе с гребнем, стекая по переднему склону в виде пены - за гребнем остаётся гладкая вода. Что будет дальше - зависит только от неровностей берега, о который разбивается прибой: если береговая линия ровная, нет крупных камней, то и чопа не будет, если есть - то чоп будет не столько ветровым, сколько результатом отражения разрушившейся волны от препятствий. Как-то так.