3. Внутренние волны

Действие внешних причин на море приводит в движение не только поверхностный, но и глубинный слои воды. Колебательное, волновое движение существует в толще воды в виде внутренних волн, как правило, на границе раздела вод с разной плотностью. Их существование было замечено еще Ф. Нансеном и Б. Хелланд- Хансеном в Норвежском море (1909) по изменению температуры в одной и той же точке в течение короткого времени. Ученые дали правильное объяснение таким колебаниям, предположив, что про­исходят вертикальные смещения слоев при горизонтальном распро­странении волны. Оказалось, что высота внутренней волны дости­гала 100 м. Внутренние волны огромной высоты имеют период в несколько часов и длину в десятки и сотни километров. Волны с периодами от 5—10 мин до 2—5 ч имеют длины в сотни метров и километры, а высоты — 10—20 м.

С корость распространения внутренней волны зависит от разно­сти плотностей соседних слоев воды:

(10.17)

где р₂ — плотность нижнего слоя воды, ар, — верхнего.

Особую разновидность внутренних волн представляют волны, вызванные приливообразующей силой, которая существует в воде на любой глубине. Эти волны выделяются по своему периоду, который равен или кратен суткам (точнее — лунным суткам).

Еще одна разновидность внутренних волн была также обнару­жена Ф. Нансеном по поведению судна «Фрам»: в некоторых ме­стах оно сильно замедляло ход без всяких видимых причин. Это явление было замечено в прибрежных водах Норвегии, Канады и названо «мертвой водой». Оно наблюдалось тогда, когда поверх соленой воды залегал слой пресной или сильно опресненной воды.

Движущееся судно создает систему внутренних волн на границе слоев, на что и тратится энергия его движения.

Внутренние волны имеют большое значение в развитии процес­сов перемешивания воды, в формировании ее тонкой структуры, сильной переслоенности, создаваемой разрушением гребней волн, они влияют и на распространение звука, преломление звуковых лучей, приводят к катастрофам подводных лодок, снижают надеж­ность определения океанологических характеристик, создавая нео­пределенность в причинах их изменений.

11. Приливы

Приливом называется движение вод океана, вызываемое силами взаимодействия в системе Земля — Луна — Солнце. Нагляднее все­го это явление наблюдается в виде периодических колебаний уров­ня воды у берегов, где происходит то повышение уровня — прилив, то понижение — отлив. Крайнее положение уровня в конце прили­ва называется полной водой, в конце отлива — малой водой, разность этих уровней — величиной прилива. Нередко в литературе величину прилива обозначают термином «амплитуда», которым пользовались прежде. Однако термин «амплитуда» имеет точное физическое определение — наибольшее отклонение от среднего положения при колебательном движении. В общем случае можно считать, что вели­чина прилива — это двойная амплитуда.

Некоторое неудобство состоит в том, что в русском языке од­ним и тем же термином «прилив» обозначаются и явление в целом, и его часть. Однако обычно легко понять, в каком именно смысле употреблено слово «прилив» — в частном или в общем. Отмеченно­го неудобства можно избежать, например, таким образом: подъем уровня (приливную фазу) именовать прилив — в единственном чис­ле, а совокупность приливных и отливных фаз — приливы — во множественном числе. Явление прилива в океане проявляется не только в виде колебаний уровня, но и в виде течений, и, как было упомянуто раньше (см. разд. 10.10.5), в виде внутренних волн.