§ 3. Ветровые волны

Ветер, воздействуя на поверхность воды, создает касательные напряжения, влекущие усилия, колебания давления воздуха, что приводит к образованию волн в виде ряби с длиной несколько сантиметров и высотой несколько миллиметров. Их называют капиллярными, т.к. они связаны с поверхностным натяжением. Если ветер устойчив, волны интерферируя, увеличиваются по длине до нескольких метров и превращаются в гравитационные.

Существенным отличием ветровых волн от зыби состоит в том, что они, развиваются под действием не двух, а нескольких сил. К силе тяжести и центробежной силе орбитального движения частиц в случаях зыби, добавляются под влиянием ветра силы трения и давления. Это приводит к нарушению формы и симметрии волны. Частицы волны приобретают поступательную скорость и, закончив один оборот, возвращаются не в точку начала движения, а оказываются чуть впереди и орбита не замыкается. Асимметрия волнового профиля, увеличение крутизны переднего склона волны приводит к срыву гребня и образованию пенного барашка – беляка. Из-за неравномерной скорости ветра, становится неравномерной высота волны вдоль гребня, иначе говоря, волна оказывается не двухмерной, а трехмерной. И такие волны бывают чаще всего в океанах и морях. Размеры трехмерных волн тем больше, чем ветер сильнее и продолжительнее. Обширные площади сильного волнения расположены в средних широтах - «ревущих сороковых». Самые высокие волны - 34 м отмечаются в середине северной части Тихого океана во время штормов ураганной силы. Огромные более 20 м «волны-убийцы» отмечаются также у южных берегов Африки. Тропические ураганы наблюдаются также в экваториальной области Атлантики. Самые большие длины волн (до 800 м) наблюдаются у берегов Британских островов. Однако 66% обычных ветровых волн в океане имеют высоты менее 2 м и длины 130-170 м. Крутизна волн составляет 1/20 - 1/30.

Для качественной оценки размеров волн применяют девятибалльную шкалу (табл. 6).

Таблица 6

Девятибалльная шкала волнения (Жуков, 1976)

Балл степени волнения	Наибольшая высота волн, м	Волнение
0	0	Штиль
I	0,25	Слабое
II	0,75	Умеренное
III	1,25
IV	2	Значительное
V	3,5
VI	6	Сильное
VII	8,5
VIII	11	Очень сильное
IX	более 11	Исключительное
X	более 30	Чрезвычайное

Среди морей самым бурным является Баренцево, над которым часто проходят обширные циклоны. Красное море зимой является самым «тихим». В целом в морях, по сравнению с океанами, размеры волн меньше. Средняя высота их не более 9 м, а длина - менее 150 м.

§ 4. Волны цунами

Цунами - это единичные волны или малые серии волн (2-5), порождаемые землетрясениями, подводными извержениями вулканов и большими подводными оползнями. Высота волн у берегов достигает 5-10 м, редко до 35 м, длины волн от 20 до 600 км; период 2-40 мин., реже до 200 мин., скорость - до 400-800 км/час. Наиболее активные зоны зарождения цунами находятся в сейсмическом поясе Тихого океана. За последнее тысячелетие в Тихом океане произошло более 1000 цунами, а в Атлантическом и Индийском - всего несколько десятков. Не всякое цунами катастрофическое, в среднем сильные цунами случаются в Мировом океане один раз в год. Во время цунами 1703 г. в Японии погибло 100 тыс. человек. От цунами после взрыва вулкана Кракатау (Зондский залив) погибло почти 40 тыс. человек. Последние цунами у берегов Крыма были 26 июня и 12 сентября 1927 года, а у Кавказского побережья у Анапы 12 июня 1966 года.

Штормовые нагоны подобны цунами, наблюдаются у берегов тропических стран и островов в океане. Тайфуны, тропические циклоны с ласковыми женскими именами приносят ветры огромной силы, которые нагоняют воду на берег в виде гигантских волн.