Фото.3.5. Космический снимок хорошо демонстрирует, почему в Красном море, как в Черном и Каспийском, не может сформироваться развитое волнение.
Из-за их относительной узости в направлении действия преобладающих ветров, здесь не могут развиваться высокие штормовые волны. Даже при сильном ветре при столкновении ветровой и отраженной от берега волны в центрах этих морей формируется местное волнение - «толчея» (фото.3.6).
Фото.3.6. В «толчее» судно раскачивается не с борта на борт (бортовая качка) и не с носа на корму (килевая качка), а взлетает в вертикальном (вверх-вниз) направлении.
Волны, вышедшие из области действия ветра, именуют зыбью. На пути к берегу они не претерпевают особых изменений, пока глубина моря не станет уменьшаться. Перед мысом, выступающим в море, такое уменьшение глубины начинается, естественно, раньше, чем на остальном пространстве прибрежной зоны. В этой связи, волны здесь касаются дна и замедляют бег тоже раньше, чем на окружающей более глубокой акватории. Фронт волны, таким образом, разворачивается под углом к берегу. Происходит рефракция волны - изменение направления ее движения. При этом длина волны, а, следовательно, и площадь моря на которую направлена ее энергия, уменьшаются. Это и приводит к резкому увеличению высоты волны перед мысом. Когда высота волны начинает превышать 1/17 глубины моря - волна теряет устойчивость и разрушается. Вот поэтому опытные рыбаки и обходят в шторм такие близкие и, казалось бы, спасительные, а в действительности - коварные участки берега.
Не менее простым и любопытным оказывается и теоретическое объяснение шуточек сёрфенгистов. Дело здесь в том, что все глубоководные волны называют еще дисперсивными (лат. "dispersio" - рассеяние). Это значит, что их фазовая скорость (движение гребня по поверхности моря) зависит от частоты вертикальных колебаний частицы воды в волне. Если фазы двух волн совпадают - их амплитуды складываются, а высота волны растет, и наоборот. Для серии волн, движущихся с одинаковой фазовой скоростью, такие максимумы и минимумы высот на участках сложения фаз будут двигаться с этой же скоростью. Но такое явление в природе встречается очень редко. Чаще всего серии волн имеют разные фазовые скорости. Поэтому, при их встрече участки сложения фаз будут смещаться уже с групповой скоростью, что и создает иллюзию внезапного исчезновения волны. При выходе же волн на мелководье все эти штучки прекращаются. После соприкосновения с дном фазовая и групповая скорости волны выравниваются и ее поведение приходит в норму - у берега огромная стена воды с грохотом набрасывается на неграмотную растерявшуюся жертву.
3.5. Штормовые центры океана
Термин безбрежный океан, как бы ни был он популярным среди писателей и поэтов, с точки зрения геоморфолога не выдерживает никакой критики и нуждается в серьезной конкретизации. По сравнению с черноморскими, океанские просторы действительно могут показаться безграничными, но если заглянуть «внутрь» Мирового океана, то легко убедиться в том, что большинство его районов имеет вполне определенные пределы - рано или поздно ограничиваются берегами. Исключение в этом плане составляет лишь Южное полушарие Земли, в котором океаном занято почти 81% площади поверхности и только 19% досталось суше (рис.3.8).
Рис.3.8. Из-за преобладанием площади суши над площадью океана Северное полушарие Земли (слева) считается «континентальным». В Южном полушарии большую площадь занимает морская поверхность, поэтому его называют «океаническим».
Вот уж где ветерок может разгуляться и щедро поделиться своей энергией с поверхностью океана. Его силу тоже оценивают в баллах по шкале, разработанной в 1806 году Френсисом Бофортом (1774-1857) - английским адмиралом, руководившем более четверти века (1829-1855) гидрографической службой Великобритании. Высший балл шкалы Бофорта – 12, отражает ветер, превышающий по скорости 117 км/ч и характеризующийся словесно «Ураган». Баллами от 8 до11 отмечаются ветры со скоростями 68, 81, 95 и 110 км/ч. Они имеют словесные характеристики: «Очень крепкий ветер», «Шторм», «Сильный шторм» и «Жестокий шторм».
Серии циклонов, перемещающиеся в зоне устойчивого западного воздушного переноса, расположенной в Южном полушарии между 40 и 600 ю.ш., практически не встречают на своем пути препятствий, а сопутствующие им сильные ветры превращают приантарктическую область Мирового океана в огромную «колыбель» штормового волнения, включающую пять локальных центров (рис.3.9). Самый мощный из центров располагается в антарктическом секторе Индийского океана вблизи о. Кергелен. Во все сезоны года здесь можно встретить волны с высотой до 35 м. При этом, весной и осенью
Рис.3.9. Штормовые центры Мирового океана.
Повторяемость ветра силой 8 баллов (68 км/ч) и выше: 1 - 0÷5%; 2 - 5÷10%; 3 - 10÷20%; 4 - 20÷30%; 5 - >30%.
Южное полушарие: А – о. Кергелен; Б – о. Маккуори и о. Эмералда; В – пролив Дрейка; Г – Южные Сандвичевы о-ва; Д – антарктический сектор Тихого океана.
Северное полушарие: А – средние широты Тихого океана; Б – Северная Атлантика;
В – Аравийское море.
площадь центра увеличивается в несколько раз. Между Новой Зеландией и Антарктидой у островов Маккуори и Эмералда расположен второй по мощности центр ветрового волнения Мирового океана. Высота зарождающихся здесь волн может достигать 20-25 м.
Два мощных штормовых источника оказываются в проливе Дрейка и к северо-востоку от Южных Сандвичевых островов, а в антарктическом секторе Тихого океана между 100-м и 140-м меридианами лежит пятый штормовой центр, в котором максимальные высоты волн в летний сезон могут превышать 15 м. Волны зыби из этих районов Антарктики приходят в субтропические широты с юго-запада и обрушиваются на западные и юго-западные берега Южной Америки, Южной Африки и Австралии. Последние, в этой связи, пользуются огромной популярностью у любителей «адреналиновых уколов» - сёрфингистов (фото.3.7).
