книги из ГПНТБ / Сиротов, К. М. Морские волны
.pdfрывные наблюдения в течение нескольких лет достигли цели. В один из необычайно сильных северных штормов была из
мерена высота |
волн — 11— 13 м. |
Этого никто не |
ожидал! |
Прошло еще |
несколько лет. |
На. всех морях |
проделали |
большую работу: проанализировали тысячи наблюдений, про верили методы расчетов волнения, подняли многолетние
архивы -карт погоды. Систематизировали и «разложили по полочкам» все штормы, которые наблюдались на морях. На
конец |
убедились: |
на |
наших морях |
возможны |
волны |
высотой |
в 10 м |
и более. |
Но, |
разумеется, |
не на всех, |
а на |
больших |
и глубоких. Конечно, на Азовском море, где самая большая
глубина не достигает и |
15 |
м, волны более 3,5 м быть не |
могут. |
|
|
Итак, можно считать, |
что |
наше первое знакомство с вол |
нами состоялось. Сейчас |
мы |
представляем себе, какие волны |
могут быть при штормах на океанах и морях. Загадка волн решалась прежде всего на основе непосредственных наблю дений и измерений. Такие измерения человек научился де лать не сразу. И даже соответствующие единицы измерений,
например баллы, |
менялись |
не один раз. Баллы использу |
ются и сейчас, но |
об этом |
в следующем разделе. |
9 Б А Л Л О В -М Н О ГО ЭТО ИЛИ МАЛО?
Завыла буря, хлябь морская Клокочет и ревет, и черные валы Идут, до неба восставая, Бьют, гневно пеняся, в прибрежные
скалы.
И. А. П а р а т ы и с к и й. Буря
Из многих морских 'историй и рассказов нам невольно запо минаются выражения: «Шторм 11 баллов...» или «На море было 9 баллов». В газетных сообщениях об ураганах встреча ются цифры: «Скорость ветра 40 метров в секунду». А синоп
тики, предупреждая моряков о циклонах |
и |
тайфунах, |
указы |
|
вают: «Максимальный ветер 120 узлов...». |
|
|
|
|
Что это за цифры? |
|
|
|
|
Только моряки да специалисты свободно |
читают |
эту |
«азбу |
|
ку штормов», хотя для волн и ветра эти |
баллы различны. |
|||
Балл — это очень удобная, хотя и |
условная |
цифровая |
||
отметка. Баллом характеризуют успехи спортсменов на сорев
нованиях, |
знания учеников на экзаменах, силу землетрясений, |
||||
чистоту породы |
собак |
на выставках и т . |
д. А когда не было |
||
приборов |
для |
измерения скорости ветра и высоты волн, |
|||
тогда |
баллами |
оценивали и ветер, и |
волнение. Разумеется, |
||
в обоих |
этих случаях |
использовались различные системы бал |
|||
лов, |
или, |
как |
говорят, |
разные шкалы. |
|
21
Морякам всего мира известна тринадцатибалльная шкала
английского адмирала Бофорта, введенная в 1805 году и про существовавшая 141 год, А некоторые пользуются ею для
определения силы ветра и сейчас... Нулем оценивался полный
штиль, при котором, например, дым |
из |
трубы |
поднимается |
|||||
вертикально вверх без малейших отклонений. |
|
|
||||||
Легкий и слабый ветер по |
шкале |
Бофорта |
характеризо |
|||||
вался от 1 до 3 баллов. Для |
умеренного |
и сильного |
ветров |
|||||
были |
соответственно |
баллы |
4, |
5 и 6. |
Крепкий |
ветер |
оцени |
|
вался |
в 7 баллов, а |
ветер |
в 8 |
баллов |
назывался |
штормовым. |
||
По мере дальнейшего усиления шторма он именовался или
сильным — 9 |
баллов, |
или крепким — 10 баллов. А |
для еще |
||||
более сильного шторма в 11 |
баллов |
было |
особое |
название — |
|||
жестокий |
шторм. Наконец, 12 |
баллов — это |
ураганный шторм, |
||||
причиняющий |
катастрофические разрушения. |
|
|||||
Чтобы |
определить |
балл |
ветра, |
пользовались, |
например, |
||
такими признаками: если ветер сщущае-ся лицом как легкое дуновение, если он слегка колеблет флаги и вымпелы и ли стья на деревьях временами шелестят, то сила ветра 2 балла.
Если |
ветер свистит в ушах, |
полощет |
флаги |
и |
колеблет боль |
||||||||
шие деревья — 5 |
баллов. |
Восьмибалльный |
ветер |
раскачивает |
|||||||||
большие деревья, |
ломает |
ветви |
и |
сучья и |
затрудняет движе |
||||||||
ние против ветра. А в 9 |
баллов |
он |
ломает |
небольшие |
де |
||||||||
ревья, |
сдвигает |
|
с |
места |
|
легкие |
предметы |
и |
повреждает |
||||
кры ши. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На |
корабле |
балл |
ветра |
определялся |
в |
зависимости |
от |
||||||
того, |
сколько и |
каких парусов |
мог |
нести |
корабль, взяты |
ли |
|||||||
22
рифы, то есть уменьшена ли площадь парусов, какой ход имеет судно или как выглядит поверхность моря. Шкала
Бофорта включала даже такие, |
например, признаки: |
для |
||
ветра в 7 |
баллов — «одномачтовые |
рыболовные |
парусные |
су |
да в море |
не выходят, а суда, уже |
находящиеся |
в море, |
ло |
жатся в дрейф»; для ветра в 8 баллов указывалось, что «все суда, находящиеся в море, направляются в укрытие, если оно близко».
Понятно, что, пользуясь такими признаками, очень трудно
определить действительную силу ветра, |
тем |
более |
в 12 |
бал |
||||||
лов: |
в этом случае |
скорость ветра |
превышает |
29 |
м/сек, |
а мо |
||||
жет |
достигать 40— 50 |
м/сек. и выше. |
|
|
|
|
|
|||
Чтобы |
точнее |
характеризовать |
силу |
ветра |
в |
баллах, в |
||||
1946 году ввели новую шкалу с 18 баллами. |
|
|
|
|||||||
Однако |
правильнее |
и удобнее |
всего |
определять |
скорость |
|||||
ветра не в баллах, а в метрах в секунду или же в старой, по
нятной |
всем |
морякам |
мере |
скорости — узлах. Один |
узел есть |
|||
одна морская |
миля |
в |
час, |
или 1,852 км/час. |
|
|
||
Миля — единица |
не случайная. Это путевая мера |
длины, |
||||||
единая |
у моряков |
всех стран. Происхождение |
ее — чисто |
|||||
земное, |
ибо |
миля |
есть линейная протяженность такой дуги |
|||||
меридиана |
на |
поверхности |
Земли, угловая мера |
которой |
||||
равна одной |
минуте. |
Но сухопутные мили не отличаются по |
|
стоянством: |
в разных |
государствах длина одной мили |
раз |
лична. |
|
|
|
А теперь |
о баллах волнения. Эти баллы учитывали преи |
||
мущественно |
внешний |
вид поверхности моря, а главный |
для |
23
моряков |
показатель— размеры |
волн— для |
разных |
баллов |
|||||||||
характеризовался весьма неопределенно. Например, |
неболь |
||||||||||||
шие |
чешуеобразные волны — 1 |
балл, волны становятся длин |
|||||||||||
нее — 3 |
и |
4 |
балла, |
начинается |
образование |
гребней |
большой |
||||||
высоты — 5 |
баллов, |
высота |
и |
длина |
волн |
заметно |
увеличи |
||||||
ваются — 7 |
|
баллов. |
Только |
для |
8 |
баллов |
характеристика |
||||||
была |
весьма |
красочной — высокие |
гороподобные волны. |
Лю |
|||||||||
бопытно |
описание |
волнения |
в |
9 |
баллов: |
«Высота |
волн- |
на |
|||||
столько велика, что находящиеся а поле зрения корабли
временами |
скрываются |
за ними». |
|
|
Из-за недостаточной конкретности |
и |
определенности |
||
признаков |
для оценки |
балла появилось |
очень |
много различ |
ных шкал волнения. Почти в каждой стране действовали свои
баллы |
волнения, и даже в одной и той же стране |
существо |
вало |
одновременно по нескольку шкал. Однако во |
всех шка |
лах был один общий момент: самый большой балл волнения равнялся девяти.
Исключение составляет лишь одна пятибалльная шкалашутка, составленная советским океанографом В. А. Снежин-
ским |
по |
сказке А. Пушкина «Сказка о рыбаке |
и рыбке». |
||||
Тридцать |
лет |
-и три |
года рыбачил старик, несколько |
раз |
ходил |
||
на берег моря к золотой рыбке. |
|
|
|||||
Первый раз: Пошел |
он к синему морю, |
|
|
||||
|
|
|
Видит, море слегка разыгралось |
1 |
балл. |
||
Второй |
раз: |
помутилося |
синее море . . . . |
2 |
балла. |
||
Третий |
раз: |
не |
спокойно |
синее море . . . . |
3 |
балла. |
|
24
Четвертый |
раз: Старичок отправился к морю, |
|
|
|||||
|
|
|
почернело синее |
море . . . . |
4 балла. |
|||
Пятый |
раз: |
Идет он к синему морю, |
|
|
|
|||
|
|
|
Видит: на море черная буря; |
|
|
|||
|
|
|
Так |
и вздулись сердитые |
волны, |
|
|
|
|
|
|
Так и ходят, так |
воем и |
воют . |
. 5 |
баллов. |
|
Понятно, что разнобой шкал |
породил неопределенность |
|||||||
количественной |
характеристики |
волнения. Чтобы этого не |
||||||
было, |
в |
1951 |
году |
вместо всех |
существующих |
шкал |
ввели |
|
единую для всех акваторий: океанов, морей, озер и водохра нилищ. Она была названа шкалой степени волнения. Балл степени волнения определяется теперь строго и однозначно в зависимости от высоты волн: чем больше высота волн, тем
больше |
балл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы |
оценивать |
внешний |
вид поверхности |
моря, |
времен |
|||
но |
сохранили |
еще одну |
шкалу, |
которую так |
и |
назвали — шка |
|||
ла |
состояния |
моря. |
В |
настоящее время |
балловые |
оценки |
|||
волнения употребляются все реже: когда нужно охарактери зовать высоту волн, чаще пользуются просто метрами. Это
•просто, удобно и вполне определенно. Дело лишь за тем, чтобы правильно измерить высоту волн. Это можно сделать только с помощью приборов, о которых мы сейчас и по говорим.
|
|
|
Шкала степени |
волнения |
|
Высота волны, |
Балл степени Словесная |
характери |
|||
|
|
|
волнения |
стика |
волнения |
0 |
0 |
|
0 |
Волнение |
отсутствует |
—0,25 |
|
I |
Слабое |
|
|
0,25—0,75 |
|
11 |
Умеренное |
||
0,75—1,25 |
|
III |
Значительное |
||
1.25—2,0 |
|
IV |
|||
2,0 —3,5 |
|
V |
Сильное |
|
|
3,5 —6,0 |
|
VI |
|
||
6,0 —8,5 |
|
VII |
Очень сильное |
||
8,5 —11,0 |
|
VIII |
|||
1,0 |
и более |
IX |
Исключительное |
||
Шкала |
состояния поверхности |
моря, озера и крупного |
|||
|
|
|
водохранилища |
|
|
Характеристика |
|
|
|
||
состояния |
по |
Признаки для |
определения |
состояния |
|
верхности моря, |
|||||
озера |
и круп |
поверхности моря, озера и крупного |
|||
ного водохрани |
водохранилища |
|
|||
лища, баллы |
|
|
|
||
|
0 |
|
Зеркально-гладкая |
поверхность |
|
|
1 |
|
Рябь, появляются небольшие гребни волн |
||
|
2 |
|
Небольшие гребни волн начинают опрокиды |
||
|
|
|
ваться, но пена не белая, а стекловидная |
||
|
|
|
26 |
|
|
Характеристика состояния по верхности моря, озера и крупно го водохрани
лища, баллы
3
4
5
6
7
8
Признаки для определения состояния поверх ности моря, озера и крупного водохранилища
Хорошо заметны |
небольшие волны; |
гребни |
некоторых из |
них опрокидываются, |
обра- |
. зуя местами |
белую клубящуюся |
пену — |
барашки Волны принимают хорошо выраженную фор-
му, повсюду образуются барашки Появляются гребни большой высоты, их пе
нящиеся вершины занимают большие пло щади, ветер начинает срывать пену с греб ней волн
Гребни очерчивают длинные валы ветровых волн; пена, срываемая с гребней ветром, начинает вытягиваться полосами по склонам волн
Длинные полосы пены, срываемой ветром, покрывают склоны волн и местами, еливаясь, достигают их подошв
Пена широкими плотными сливающимися полосами покрывает склоны волн, отчего поверхность становится белой; только ме стами, во впадинах воли, видны свободные от пены участки
4 К. Саритол |
27 |
' |
Характеристика |
|
|
|
|
|
|
|
состояния по |
Признаки для определения |
состояния |
поверх |
||||
верхности моря, |
|||||||
озера и крупно |
ности |
моря, озера и крупного водохранилища |
|||||
го 'водохрани |
|
|
|
|
|
|
|
лища, баллы |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Вся |
поверхность |
моря |
покрыта |
плотным |
||
|
слоем пены, воздух наполнен |
водяной, |
|||||
|
пылью и брызгами, видимость значительно |
||||||
|
уменьшена. |
|
|
|
|
|
|
П Р И М Е Ч А Н И Е . Определение |
состояния |
поверхности |
моря |
||||
|
производится только при ветре. При шти |
||||||
|
ле, независимо от наличия мертвой зыби, |
||||||
|
балл состояния поверхности |
моря, |
озера |
||||
|
и |
крупного водохранилища |
равен |
нулю. |
|||
О ДЕВЯТОМ ВАЛЕ
О, море, море!.. Как прекрасны В блестящий день и день ненастный Его и рев и тишина!
Покрыта белыми кудрями, Как серебром и жемчугами, Несется гордая волна, Толпою слуг окружена...
М. Ю. Л е р м о н т о в . |
Демон (1833 г.) |
|
Эти вдохновенные стихи написаны как |
будто |
под впечатле |
нием знаменитого девятого вала. |
|
|
Обратим внимание на последнюю |
строчку — на «толпу |
|
слуг», которой окружен вал.
Важнейшая особенность морских ветровых волн— их раз нообразие по форме и размерам. Сейчас мы уже знаем основные закономерности этого явления. Разобраться в них
оказалось |
возможным |
только |
тогда, |
когда |
для |
исследования |
|||||||||
во-ч человек стал применять |
различные |
волномерные |
прибо |
||||||||||||
ры. А |
появились они не очень давно. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Первые |
приборы |
для измерения |
волн были весьма про |
|||||||||||
стыми: |
у |
берега |
это |
|
была |
|
рейка, |
вертикально |
воткнутая |
в |
|||||
грунт и разделенная на дециметры, |
а |
в |
открытом |
море — |
|||||||||||
веха с |
делениями, плавающая |
в |
море |
и |
удерживаемая |
грузом |
|||||||||
в |
вертикальном |
положении |
{рис. |
4). |
Чтобы |
определить высо |
|||||||||
ту |
волны |
с помощью |
рейки |
или вехи, достаточно |
заметить |
по |
|||||||||
4' |
|
|
|
|
|
|
29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4. Профиль штормовой волны по направлению АВС. Вер тикальный масштаб выбран для наглядности в 20 раз крупнее, нем горизонтальный