Морская поверхность редко бывает спокойной. Чаще всего она покрыта волнами.
Основными причинами, вызывающими возникновение волн, являются ветер,приливы и отливы, резкие изменения атмосферного давления, а также землетрясения и подводные вулканические извержения.
Волны характеризуются формой, размерами, периодом колебаний и скоростью распространения.
Состоят волны из чередующихся между собой валов и впадин.
Основными элементами волн являются:
гребень - верхняя точка волны;
подошва - основание впадины;
высота h - расстояние по вертикали от подошвы до гребня волны;
длина λ - расстояние по горизонтали между гребнями двух соседних волн;
крутизна - отношение высоты волны к ее длине;
скорость - расстояние, проходимое гребнем волны в единицу времени по направлению ее перемещения (м/с);
период - промежуток времени, выраженный в секундах, между прохождением двух последовательных гребней через одну и ту же точку пространства.
Волнение в каждом районе зависит от многих факторов: от силы ветра и его продолжительности,удаленности от берегов, глубины моря, характера волнения в соседних районах моря.
В северной части Атлантического океана отмечались волны высотой 15 метров. Наиболее высокие (21 м) волны наблюдались в северной части Тихого океана, наиболее длинные (до 340 м) - в южной части Индийского океана.
С увеличением скорости ветра, а также продолжительности действия ветра постоянного направления размеры волн возрастают. Но этот рост продолжается не бесконечно.
Даже при ветре силой 12 баллов волны достигают предельных размеров примерно через двое суток. Наибольших размеров волны могут достичь только в том случае, если размеры водного бассейна достаточно велики.
В случае изменения направления ветра более чем на 45° возникает новая система волн, которая накладывается на прежнюю волновую систему.
Рис. Волновой профиль
В океанах ветровые волны в среднем достигают 150 м длины, высотой 7 - 8 м и периодом 8 - 10 с.
Максимальные океанские волны достигают высоты 18 - 25 м при длине около 400 м. На морях высота ветровых волн в среднем 5 - 6 м длиной около 80 м.
Ветровые волны, вышедшие из района сильного ветра в район маловетрия,а также ветровые волны после прекращения сильного ветра превращаются в волны зыби. Последние отличаются от ветровых волн более правильной формой.
При ветровом волнении средняя скорость волн меньше средней скорости ветра, при зыби - наоборот. Смешанные волны возникают тогда, когда из одной штормовой области зыбь приходит в другую, где образовался другой вид волнения.
В этом случае обе волновые системы накладываются одна на другую.
На мелководье волнение имеет характерные особенности. Здесь волны быстрее достигают максимальных размеров и быстрее затухают после прекращения ветра.
Так, на мелководном Азовском море при скорости ветра 20 м/с волны достигают максимальных размеров примерно в течение часа. Даже при очень сильных ветрах размеры волн на мелководье меньше, чем в глубоководных районах, но зато они отличаются значительной крутизной.
В прибрежной мелководной зоне наблюдается частое изменение направления движения волн. Разнообразные местные условия могут существенно влиять на характер волнения в мелководных районах.
Так, например, на Ньюфаундлендской банке, где глубина составляет около 160 м при глубинах в прилегающих районах
Атлантического океана до 2000 м, отмечается резкое изменение характера волнения и толчея. Особенности волнения в различных районах отмечаются в лоциях.
Эти особенности судоводителям следует учитывать и при прокладке курсов избегать прохождения мелководных районов в штормовых условиях.
