20. Сгонно-нагонные явления на водоемах, экологическая роль апвеллинга и даунвеллинга.

Сгонно-нагонные явления - изменения уровня воды у берегов водоёма, вызванные действием ветра. Изменение уровня при сгонно-нагонных явлениях может достигать нескольких метров. Сгонно-нагонные явления особенно заметны в условиях мелководья у берегов и плоского побережья. Ветер со стороны берега вызывает осушение прибрежной части дна (сгон). Ветер со стороны водоема вызывает затопление прибрежной части суши (нагон).

Воздух, движущийся над водной поверхностью, вследствие трения увлекает за собой частицы воды. Движение частиц поверхности передаётся в глубину. В результате приходит в движение слой воды толщиной в несколько десятков м. У берега, к которому устремляется поток воды, уровень повышается, а у противоположного - понижается. Наибольшие колебания уровня воды происходят на участках у берегов с пологим подводным склоном, в длинных, постепенно сужающихся в вершине заливах, узких проливах и устьях рек (пролив Ла-Манш, заливы Таганрогский, Финский, Обская губа и др.). В таких местах изменения уровня вследствие С.-н. я. достигают 2-3 м и даже 5 м и сопровождаются: при сгонах - обнажением дна и обмелением фарватеров, при нагонах - затоплением островов, берегов, разрушением портовых и других сооружений.

В зависимости от условий в которых происходят сгоны и нагоны и от особенностей движения воды и колебаний уровней при их возникновении и развитии определяются основные типы нагонов и сгонов:

1) неустановившийся нагон – при изменениях скорости ветра во времени в связи с которыми меняются скорости дрейфового и компенсационного течений. Наиболее распространен.

2) установившийся нагон – наклон водной поверхности неизменен в течение всего периода действия ветра. Постоянство дрейфовых и градиентных течений. Частный случай такого вида нагона – стационарный нагон, возникающий в водоеме при отсутствии каких либо течений и связанных с ними уклонов водной поверхности, кроме сгонно нагонных.

В начальной стадии нагон всегда неустановившийся.

Подъем к поверхности водоема холодных глубинных вод называется апвеллингом. Обратный процесс -опускание поверхностных вод на глубину, называется даунвеллингом. Апвеллинг в прибрежных районах почти всегда связан с выносом в поверхностные горизонты биогенных элементов, обеспечивающих высокую биологическую продуктивность. Глубинные воды содержат большое количество питательных веществ, способствующих развитию плавающих растений. Районы апвеллинга являются местами интенсивного лова рыбы, питающейся плавающими растениями.

21. Сейши, их разновидности и причины возникновения.

(от франц. - дышать)

Франсуа Форель стал изучать Женевское озеро. Заметил, что при штиле урез то продвигается на сушу, то уходит - тоесть дыхание озера.

Сейша можеть быть в любом водоеме!

Причины сейши:

1) перепад давления

dp = 1 мба -> h повышается на 1 см

Байкал (на одном конце Ц(dp=20мб), на другом А/Ц) + в случае А/Ц и Ц образуется ветер -> нагон, тогда колебания dh увелич. до 10 см.

2) В крупных тропических районах, где характерны сильные ливни. Т.о. уровень повышается в том месте, где интенсивно прошел дождь. * даже возникает инерционная сейша.

3) сейсмические толчки

У берега где нагон, возникает горизонтальная составляющая гидростатич. давления (градиент силы) (далее рисунок чаши, где по краям находится пучность сейши, а внутри чаши нарисованы стрелочки из одной части котловины в другую по всей котловине, а на верху чуть чуть под кривым углом к пов-ти водоема (10*) нарисована линия.Посередине водоема к дну проведена узловая линия.)

Таким образом начинает двигаться к др. берегу.

Как только водная поверхность выравнялася - силы гидравл. давления пропадают , по по инерции(Eкин->Eпот) вода продолжает притекать - происходит подъем уровня!

Узловая линия - уровень в них не меняется

Сейши - свободные колебания всей массы воды в водоеме под действием градиентной и инерционной силы.

Чем сложнее форма озера, тем больше декремент - более быстрое затухание.

T=2l/c (T-период волны,l- длина водоема, с - скорость волны)

с=корень(gH) (H - ср. глубина водоема)

Чем глубже водоем, тем больше распред.

При одноузловой сейше - T=2l/корень(gH) (Формула мериана.)

На фоне 1-узловых сейш наблюдается 2,4,5...16, n узловых сейш.

Возникают из-за направления ветра.

если 2-узла, то Tn=2l/nкорень(gH) (n - число узлов)

Проявление сейши в различных водоемах+периоды

Аральское море (L-423 км, Hcp - 15м) - T= 22ч45мин)

Каспийское море (L-636 км, Hcp - 683м) - T= 4ч38мин)

Эри (L-400 км, Hcp - 21м) - T= 13ч06мин)

Пруд (L-112 м, Hcp - 0,5м) - T= 1мин4сек)

Дополнительные сведения Судольского (исл-л Балхаш)

На Балхаше в без лёдный период:

- 60% можно наблюдать сейшу (40% <сильные волны)

- V сейши перемещ воды - 6мм - 4 м/с

- Vmax (в узлах) 1-7см/с

Отличительные черты сейши - премещение всей водной массы от одного берега к др. - долгопериодные колебания.