Опасные явления у побережья. Ветровые воздействия

1.Типизация морских ОПП. Сильные волнения на море.

2. Цунами. Генезис. Прогноз. Поражающие факторы.

3. Ветровой нагон и волновая абразия берегов. Характеристика. Негативные следствия.

Морские ОПП:

тропические циклоны,

сильное волнение,

сильное колебание уровня моря,

сильный тягун в портах,

ранний ледяной покров и припай,

напор льдов,

непроходимый (труднопроходимый) лёд,

обледенение судов и портовых сооружений,

отрыв прибрежных льдов.

Сильные волнения на море

Волны на море образуются

- под действием ветра;

- под действием приливных сил Луны и Солнца (приливные);

- при резких изменениях атмосферного давления (барические или сейши);

- в результате землетрясения или извержения вулканов (сесмические);

При движении судна (корабельные).

Ветровым волнением называется процесс формирования, развития и распространения вызванных ветром волн на поверхности моря. Ветровому волнению присущи две основные черты. Первая черта — нерегулярность: неупорядоченность размеров и форм волн. Одна волна не повторяет другую, за большой может следовать малая, а может и еще большая; каждая отдельная волна непрерывно меняет свою форму. Гребни волн перемещаются не только в направлении ветра, но и в других направлениях. Такая сложная структура возмущенной поверхности моря объясняется вихревым, турбулентным характером ветра, образующего волны. Вторая черта волнения заключается в быстрой изменчивости его элементов во времени и пространстве и связана также с ветром. Однако размеры волн зависят не только от скорости ветра, существенное значение имеет продолжительность его действия, площадь и конфигурация водной поверхности. С точки зрения практики нет необходимости знать элементы каждой отдельно взятой волны или каждого волнового колебания. Поэтому изучение волнения сводится в конечном итоге к выявлению статистических закономерностей, которые численно выражаются зависимостями между элементами волн и определяющими их факторами.

Ветровое волнение — один из основных гидрометеорологических факторов, определяющих безопасность и экономическую эффективность мореплавания, так как волна, набегая на судно, обрушивается на него, раскачивает, бьет в борт, заливает палубы и надстройки, уменьшает скорость хода. Качка создает опасные крены, затрудняет определение места судна и сильно изнуряет команду. Кроме потери скорости, волнение вызывает рыскание и уклонение судна с заданного курса, и для удержания его требуется постоянная перекладка руля.

Направления распространения ветровых волн и ветра на глубокой воде обычно совпадают или же различаются не более чем на четыре румба (45°). Ветровые волны характерны тем, что подветренный склон их круче, чем наветренный, поэтому верхушки гребней обычно заваливаются, образуя пену, или даже срываются сильным ветром. При выходе волн на мелководье и подходе их к берегу направления распространения волн и ветра могут различаться более чем на 45°.

Зыбь — вызванные ветром волны, распространяющиеся в области волнообразования после ослабления ветра и/или изменения его направления, или вызванные ветром волны, пришедшие из области волнообразования в другую область, где дует ветер с другой скоростью и/или другим направлением. Смешанные — волнение, образующееся в результате взаимодействия ветровых волн и зыби.

По своему внешнему виду ветровые волны характеризуются следующими формами.

Рябь — начальная форма развития ветрового волнения, возникающая под действием слабого ветра; гребни волн при ряби напоминают чешую.

Трехмерное волнение — совокупность волн, средняя длина гребня которых в несколько раз превышает среднюю длину волны.

Регулярное волнение — волнение, в котором форма и элементы всех волн одинаковы.

Толчея — беспорядочное волнение, возникающее вследствие взаимодействия волн, бегущих в разных направлениях.

Волны, разбивающиеся над рифами или камнями, носят название бурунов.

Волны, обрушивающиеся в прибрежной зоне, называются прибоем. У крутых берегов и у портовых сооружений прибой имеет форму взброса.

Волны на поверхности моря подразделяются на свободные, когда сила, вызвавшая их, прекращает действовать и волны свободно перемещаются, и вынужденные, когда действие силы, вызвавшей образование волн, не прекращается.

В зависимости от отношения длины волны к глубине моря волны подразделяются на

- короткие, длина, которых значительно меньше глубины моря,

- длинные, длина, которых больше глубины моря.

При обычных штормах длина большой морской волны бывает от 60 до 150 м, высота от 6 до 8 м с периодом в 6—10 сек. Высота волны может достигать 14-25 метров. Наибольшая длина около 250 м, крайне редко встречаются волны до 500 м.

На морях, озерах и водохранилищах максимальная высота волн разная:

- в Северном море 9 м,

- в Средиземном море 8 м,

- в Охотском 7 м,

- на озерах Байкал и Ладожском 6 м,

- в Черном море 6 м,

- в Каспийском море 10 м,

- на Братском водохранилище 5 м (в местах, где глубины 100 м),

- в Рыбинском водохранилище 2,7 м,

- в Цимлянском водохранилище 4,5 м,

- в Белом море и Финском заливе 2,5 м,

- в низовьях Волги в шторм волны достигают высоты 1,2 м.

Наиболее благоприятные условия для образования огромных ветровых волн создаются в субантарктических водах Индийского, Атлантического и Тихого океанов, где в течение всего года действуют штормовые западные ветры (так называемые "ревущие сороковые" широты). Здесь в 1956 г. была зафиксирована волна высотой 24,9 м при скорости ветра 35 м/с. У южных берегов Африки моряки неоднократно отмечали также одиночные волны высотой до 30 м ("волны-убийцы"), причины которых не вполне ясны. Согласно некоторым гипотезам, появление таких волн объясняется обрывистым склоном дна, сильными течениями, резкими усилениями ветра и крупной зыбью, идущей из районов Антарктики.

Северная Атлантика также является одной из наиболее бурных областей Мирового океана. Здесь отмечается два максимума высот волн. В первом из них, по данным судовых наблюдений, могут наблюдаться высоты волн до 16 м, а во втором - более 18 м.

В северной части Тихого океана также отмечаются две зоны значительного волнения: одна к востоку от Японии, а вторая к западу от Канады. В первой из них высота волн во время зимних штормов может достигать 18 м, а во втором - более 22,5 м.

В северной части Индийского океана и в Аравийском море волнение тесно связано с действием муссонных ветров. Поэтому наибольшие волны здесь наблюдаются в июле-августе в период действия юго-западного муссона.