Морские волны: природа возникновения. Интересные факты о черном море

Шторм – это буря на море. Отчего же возникает шторм? Его вызывает сильный разрушительный ветер. Английский адмирал Фрэнсис Бофорт ещё в 1806 году классифицировал силу ветра по 12 – балльной шкале. Её так и назвали – шкала Бофорта. Он разделял ветры в зависимости от скорости перемещения воздушных масс. Уже при силе 9 баллов скорость составляет от 20 до 24 метров в секунду, и ветер валит ветхие строения, срывает крыши с домов. При шторме сила ветра достигает 8 – 11 баллов. Штормы очень опасны на морских побережьях и в устьях больших рек. Шторм гонит большие волны, которые заливают берега и разрушают всё, что пощадил ветер. Морская буря гораздо страшнее сухопутной. Шторм топит большие и малые корабли, выкидывает их на берег, а всё, что попадается на берегу, кидает в море.

Самые свирепые – тропические штормы. Они рождаются и набирают силу под жарким солнцем на океанических просторах по обе стороны от экватора. У тропических бурь есть "излюбленные месяцы". На Ямайке до сих пор поют песенку: "Июнь – это рано, в июле поглядывай зорче, а в августе – на страже будь, в сентябре – не забывай, а октябрь – уже всё прошло ". В годы испанской колонизации Пуэрто-Рико молитву " Об отвращении бури " читали в августе и сентябре. На острове Куба – в сентябре и октябре. Служители церкви хорошо знали, где и когда ураганы Карибского моря представляют наибольшую опасность. В сентябре 1780 года тут пронёсся тропический циклон. Он оставил по себе долгую память. Тогда погибло немало парусных судов, застигнутых в открытом океане. С не меньшей жестокостью обошёлся он с теми, кто находился у берега. Здесь в тот день затонуло свыше 400 судов. Ветер с яростью обрушился на малые Антильские острова – Барбадос, Мартинику, Сен-Люсию. Огромные океанические волны хлынули на берег, несколько городов было разрушено до основания. Число погибших достигло почти сорока тысяч! Подобные трагедии время от времени разыгрываются и у побережий Индии и Пакистана.

Смотрите также

Азия. Республика Корея
Корея (корейское Чосон), страна в Восточной Азии, главным Площадь 220,8 тыс.км.кв. Hаселение свыше 60 млн. человек. 99% корейцы. Официальный язык - корейский. Большинство верующих - об...

Эволюция методов государственного регулирования экономики США
Взгляд в прошлое: бум 20-х годов Последние три десятилетия явились для США периодом значительных изменений в национальном, хозяйственном механизме. Использование традиционных методов государствен...

Архитектурные особенности северной столицы
Приступая, во второй главе реферата, к рассмотрению вопросов культурно исторического развития Санкт-Петербурга отметим, что Петровская эпоха явилась переломным периодом в истории русского градострои...

В районе Керченского пролива пострадали шесть российских судов, четыре из которых затонули. Помимо этого потерпел кораблекрушение и затонул недалеко от Севастополя грузинский сухогруз "Хаджи Измаил", у мыса Меганом в районе Судака выбросило на берег сухогруз "Вера Волошина", у северо-западного побережья Крыма сел на мель российский буксир "МБ 1224".

Шторм, начавшийся в Керченском проливе в субботу вечером и продолжавшийся в воскресенье, стал самым сильным за последние 30 лет. Скорость ветра в районе Керченского пролива, соединяющего Черное и Азовское моря, достигала 32 м/с, волнение моря - 6-7 баллов, высота волн - 4-5 метров.

Шторм привел к самому массовому в истории современной России кораблекрушению: затонули пять судов, в том числе три сухогруза с серой и танкер с мазутом. В море попало 1300 тонн мазута и около 6800 тонн технической серы, что может привести к масштабной экологической катастрофе.

Хроника

У берегов Севастополя в бухте Казачья в районе Херсонесского маяка в 9:25 утра воскресенья затонул сухогруз "Хаджи Измаил" под грузинским флагом, перевозивший металлолом из Мариуполя в Сирию. По данным на утро понедельника, остается неизвестно судьба 15 членов экипажа этого сухогруза. Двоих человек (19 и 25 лет) удалось спасти, они доставлены в первую горбольницу Севастополя.

В Крыму у мыса Меганом в районе Судака в 9:30 утра 11 ноября выбросило на берег сухогруз с сельхозтехникой "Вера Волошина" (флаг России). Судно перевозило из Румынии в Новороссийск сельхозтехнику. Угрозы экипажу (18 человек) и судну нет.

Также во время шторма у северо-западного побережья Крыма сел на мель российский буксир "МБ 1224" с 13 членами экипажа, сообщает "РИА Новости". По информации МЧС Украины, буксир находится на расстоянии 15-20 метров от берега в районе бухты Узкая, недалеко от поселка Черноморское. Судно двигалось из города Азов к устью Дуная.

В воскресенье в Керченском проливе потерпели бедствие восемь судов под флагами России. Первой жертвой шторма стал танкер "Волгонефть-139", на борту которого находились 4800 тонн мазута. Судно разломилось на две части, топливо попало в море. 13 членов экипажа удалось эвакуировать.

Затем в 8:40 в южной части Керченского пролива затонул сухогруз "Вольногорск", на борту которого находилось более 2600 тонн серы. Его экипаж, состоящий из восьми человек, добрался до берега на спасательном плоту. Следующим стал сухогруз "Нахичевань", также перевозивший серу и затонувший в 11:00. Из его экипажа пока удалось спасти лишь трех человек, еще восемь числятся пропавшими без вести.

В воскресенье днем судно "Ковель" с 2100 тоннами серы на борту получило пробоину, столкнувшись с "Вольногорском", и также стало тонуть. Все 11 членов экипажа "Ковеля" были спасены судном "Меркурия". Утром в понедельник "Ковель" еще находится на плаву в полузатопленном состоянии и продолжал погружаться в воду.

Помимо этого, еще две российские баржи в Керченском проливе сели в воскресенье на мель. На них находились по два члена экипажа, их удалось эвакуировать. А в районе Новороссийска сели на мель два иностранных судна - греческий и турецкий сухогрузы.

В больницах, по состоянию на утро понедельника, находятся 27 членов экипажа судов, потерпевших крушение в Керченском проливе, сообщает РИА Новости со ссылкой на пресс-службу МЧС РФ. 13 человек с танкера "Волгонефть-139" и 11 - с сухогруза "Ковель" доставлены в больницу города Тамань в Краснодарском крае. Трое членов экипажа сухогруза "Нахичевань" находятся в реанимации в украинской больнице. Поиск пропавших моряков продолжались всю ночь и утром около острова Тузла были обнаружены тела трех погибших (на них были надеты спасательные жилеты). Еще пять человек из "Нахичевани" числятся пропавшими без вести. Украинских граждан среди пострадавших в Керченском проливе нет.

Шторм утих

К утру 12 ноября шторм в Керченском проливе стих. Сила ветра составляла 3-4 метров в секунду. В понедельник утром специализированное судно "Светломор-3" приступило к ликвидации пятна, образованного мазутом, вылившимся из потерпевшего бедствие танкера. В порт Керчи прибыли команды специалистов МЧС, военных, пожарных, а также специализированное подразделение, которое будет заниматься очисткой моря и береговой части, пояснили в штабе.

Говоря о причинах самого массового кораблекрушения, представитель оперативного штаба МЧС РФ подчеркнули, что капитаны пострадавших судов не приняли во внимание переданное еще в субботу предупреждение об ухудшении погоды. По его словам, более 30 судов, капитаны которых своевременно отреагировали на штормовое предупреждение, успели сняться с рейда и укрыться в Азовском море.

Области низкого давления - основная причина плохой погоды. Наряду с серьезными атмосферными отклонениями возможны возмущения малого масштаба, такие, как грозы, торнадо и ураганы. Хотя они непродолжительны по времени и охватывают небольшие районы, их интенсивность временами настолько велика, что вызывает проливные дожди и очень сильные разрушительные ветры.

Различают три основных условия формирования грозы. Во-первых, наличие мощного восходящего потока воздуха. Этим объясняется, почему грозы чаще всего бывают в жаркие влажные дни и во второй половине дня или ближе к вечеру. Особенно часты грозы над Северо-Германской низменностью, северной Францией и центральной Англией. Во-вторых, этот поток должен быть достаточно мощным, чтобы пробиться через слои атмосферы и достичь точки росы. В-третьих, поток должен обладать высоким влагосодержанием.

Грозы в открытом море сравнительно редки. Когда же они случаются, то проходят вдоль фронта давления (фронтальные грозы). Только над сушей грозы могут возникнуть внутри устойчивых масс воздуха. Гроза связана с увеличением мощных кучево-дождевых облаков. Первый сигнал опасности - растущее кучевое облако. Верхняя часть облака приобретает форму наковальни - носок. Наковальня указывает направление, в котором дует ветер, т. е. движется шквал. Вторая характерная черта - большое кучевое облако под наковальней, края которого похожи на цветную капусту. Оно расширяется и устремляется вверх в направлении вершины - наковальни. Третья характерная черта - облако в виде горизонтального валика, вращающегося у основания грозового облака. Последний признак -темная область осадков, простирающаяся от основания облака к земле. Именно здесь зарождается шквал.

Грозы обычно начинаются во второй половине дня или ранним вечером, чаще на суше. В океане яхтсмен может встретиться с грозой между полуночью и зарей. В тропических широтах грозы наиболее часты, в более высоких широтах они гораздо слабее и наблюдаются сравнительно редко.

Когда гроза приближается, ветер стихает и становится переменным. Если облако в виде валика оказывается прямо над яхтой, порывы ветра над поверхностью воды резко усиливаются. Сразу за этим облаком последует сильный дождь или град. Когда шквал пройдет, погода прояснится, а температура и влажность быстро понизятся.

В худших случаях скорость ветра может достигать 20-30 м/с, что чаще всего можно наблюдать в приземном слое. Действительно, над территорией США такая скорость ветра не является чем-то необычным. Чем выше наковальня, тем более жестоким будет шквал. В более высоких широтах осенью и зимой штормы менее суровы, чем летом.

Хотя шторм длится сравнительно недолго, при его приближении морякам следует принять меры предосторожности. Тем, кто плавает на швертботах, лучше всего подойти к берегу, на крейсерской же яхте надо зарифить паруса, а яхту положить на курс бейдевинд. Если курс яхты совпадает с направлением штормового ветра, ее экипаж будет длительное время испытывать дискомфорт. Молнии опасны, и на яхте необходимо установить громоотвод. На швертботе с металлической мачтой во время грозы рекомендуется свесить гик через борт в воду, держа его в то же время в контакте с мачтой.

Определить расстояние между яхтой и грозой очень просто. Если яхта находится в точке грозового разряда, вы, увидев молнию, одновременно услышите гром, если на каком-то расстоянии от нее - сначала будет молния, а затем гром. Этот промежуток времени в секундах надо умножить на 0,2 и полученный результат покажет вам приблизительное расстояние в милях между яхтой и грозой.

Торнадо

Торнадо - это исключительно интенсивный, но маломасштабный воздушный вихрь. Происхождение большинства гроз связано с холодным фронтом, и подобным же образом торнадо или смерчи возникают вдоль длинной узкой полосы. На переднем крае этой полосы холодные нисходящие потоки воздуха встречаются с теплым воздухом, что сопровождается грозами. Падение температуры и резкие порывы ветра характерны для этого наиболее разрушительного типа шторма. В некоторых странах штормов практически не бывает, а другие серьезно страдают от них. В частности, именно над территорией Северной Америки образуется торнадо. В Англии подобные штормы сравнительно редки и не особенно сильны. Наибольший круговорот ветра при смерче (на берегу) обычно имеет диаметр около 185 м, при этом скорость ветра достигает 75 м/с.

Ураганы

Ураган - это название, данное большому тропическому вращающемуся шторму. По шкале Бофорта любой ветер, сила которого превышает 12 баллов, классифицируется как ураган. Обычно в Северном полушарии ураганы движутся в северо-западном направлении, прежде чем повернуть на северо-восток; в Южном полушарии - в юго-западном направлении, а затем поворачивают на юго-восток. Этот обычный путь, конечно, подвержен изменениям. Вращающиеся штормы называют ураганами в Атлантике, в северо-восточной и юго-западной частях Тихого океана, тайфунами в юго-восточной Азии, циклонами в Арабском море и Бенгальском заливе. Существуют два пика времени их появления - в июне-июле и октябре. Тайфуны в Китайском море и ураганы в северо-восточной части Тихого океана обычно приходятся на сентябрь. В Южном полушарии пик сезона падает на январь.

В настоящее время предупреждение об урагане получают через геостационарные спутники, траектория вращения которых проходит через определенные точки земной поверхности над экватором. О движении и интенсивности урагана регулярно предупреждают по радио. Наилучший способ уклониться от него - проложить курс яхты в стороне от тех районов, где часты сезонные ураганы. Если же яхта оказалась на пути одного из них, надо попытаться встать на якорь в закрытой гавани, которая для этой цели отмечена на картах, или покинуть район урагана. Если урагана не избежать, остается задраить люки и надеяться, что яхта выстоит. Однако если ураган застигнет яхту в порту, за исключением, пожалуй, наиболее закрытых гаваней, она будет подвергаться большей опасности, чем в открытом море. В Северном полушарии более безопасна для навигации северная область урагана, и, наоборот, в Южном полушарии - южная область. Яхтсмену следует знать, что в сентябре и октябре тропические штормы движутся через Атлантику к побережью Европы, сопровождаясь опасными ураганами.

Туман - это обычное облако, лежащее на поверхности земли или моря Оно состоит из водяных капелек, слишком малых, чтобы их можно было увидеть, но столь многочисленных, что объекты, находящиеся рядом, плохо различимы Туман образуется, когда воздух, насыщенный водяными парами, охлаждается до температуры, ниже точки росы (температура, до которой ненасыщенный воздух должен охладиться, чтобы находящийся в нем пар достиг насыщения и начал конденсироваться) Точка росы зависит от температуры и влажности воздуха Влажный воздух может стать насыщенным при охлаждении или при дополнительном испарении влаги Точку росы определяют с помощью психрометра.

Известны туманы четырех типов. Причиной туманов первых трех типов являются факторы, вызывающие охлаждение воздуха до температуры ниже точки росы Туман четвертого типа - туман испарения (испарение арктических морей) - возникает вследствие поглощения холодным воздухом большого количества влаги.

Радиационный туман

Образование радиационного тумана объясняется тем, что воздух отдает свое тепло, пока его температура не упадет ниже точки росы Обычно это происходит в ясные ночи, когда отсутствуют облака, задерживающие распространение тепла Радиационный туман возникает там, где быстро остывает поверхность земли, а влажный воздух, прошедший над водой при слабом ветре, не успевает нагреться, смешиваясь с верхними слоями воздуха Такое чаще всего можно наблюдать в областях высокого давления при слабом ветре и чистом небе, а также в долинах, где наименее вероятно смещение воздуха различных слоев В ранние утренние часы туман может распространиться над морем, но не далее, чем на 5 миль К полудню давление падает и туман рассеивается Обычно это происходит при антициклонах, когда солнечные лучи хорошо нагревают землю Радиационный туман наиболее часто формируется весной и осенью и может затруднить судоходство в оживленных водах.

Адвентивный туман

Адвективный туман - внутримассовый туман охлаждения - возникает тогда, когда воздушные массы перемещаются над поверхностью, температура которой ниже точки росы. Адвективный туман известен как морской туман. Весной и ранним летом теплые воздушные массы с суши перемещаются в сторону еще холодного моря. При испарении воды с поверхности моря точка росы повышается, воздух охлаждается и образуется туман Воздушные массы, движущиеся от теплого участка моря к холодному - еще одна причина морского тумана. Это часто происходит в районе Большой Ньюфаундлендской банки, где теплые воздушные массы, образовавшиеся над Гольфстримом проносятся над более холодным Лабрадорским течением Третья причина возникновения морского тумана - движение воздушных потоков над постепенно охлаждающимся морем Массы теплого влажного воздуха, перемещающиеся в направлении высоких широт, охлаждаются, насыщаются парами и образуется туман Морской туман может быть очень густым и продолжительным Часто только полное изменение характера погоды приводит к рассеиванию тумана.

Фронтальный туман

Туман третьего типа - фронтальный. Его название говорит, что возникает он на границе, где встречаются теплый влажный и более холодный полярный фронты Температура воздушных масс становится ниже точки росы и образуется туман Туман такого типа обычно наблюдают в виде низкого облака, которое иногда опускается до уровня моря. Главная опасность его заключается в том, что на некоторой высоте держится дымка, поэтому холмы на берегу, маяки и другие заметные ориентиры могут быть заслонены, а у поверхности воды вокруг яхты воздух абсолютно чист Природа подобного тумана такова, что он держится в виде тонкого пояса вдоль теплого фронта.

Туман испарения (арктический морской дым)

Испарения арктических морей - четвертый (последний) тип тумана - наблюдают над арктическими морями у кромки льдов. Из названия тумана ясно, что он образуется за полярным кругом, когда холодный воздух поглощает испарения более теплой воды. Из-за низкой температуры воздуха, а следовательно, и точки росы любая влага, попадающая в воздух, почти немедленно превращается в туман. Однако одновременно с возникновением тумана воздушные массы нагреваются от поверхности моря, температура точки росы растет и туман над поверхностью моря немедленно рассеивается. Теплый воздух затем поднимается вверх, где охлаждается, и туман формируется опять, но несколько выше. Этот постоянный процесс образования тумана, рассеивания и переформирования создает странный эффект, по которому он -и получил свое название. Испарения арктических морей длятся краткое время, так как условия, приводящие к туману, быстро теряют равновесие, холодный воздух становится более теплым и сходство с туманом исчезает.

Моря без волн не бывает, его поверхность всегда колеблется. Иногда это лишь легкая рябь на воде, иногда ряды гребней с веселыми белыми барашками, иногда грозные валы, несущие тучи брызг. Даже самое спокойное море «дышит». Его поверхность кажется совершенно ровной и блестит как зеркало, но берег лижут тихие, едва заметные волны. Это океанская зыбь, вестник далеких штормов. Каковы же основные причины возникновения этого природного явления?

Для научных, а главное, для практических целей о волнах нужно знать все: их высоту и длину, скорость и дальность их передвижения, мощность отдельного вала и энергию волнующегося моря. Нужно знать глубину, на которой еще ощущается волновое движение воды, и высоту заброса волнами брызг.

Первые измерения волн Средиземного моря сделал в 1725 году итальянский ученый Луиджи Марсильи. На рубеже XVIII и XIX веков регулярные наблюдения за морскими волнами и их измерения проводились во время дальних плаваний по Мировому океану русскими капитанами И. Крузенштерном, О. Коцебу и В. Головиным. Этим мореплавателям и ученым приходилось довольствоваться ограниченными техническими возможностями того времени и самим разрабатывать и применять методику исследований.

В наши дни волны изучаются с помощью сложных и очень точных приборов, действующих автоматически и выдающих информацию в виде столбцов готовых цифровых данных.

Проще всего измерять волны вблизи берега на мелком месте. Для этого достаточно воткнуть в дно футшток. Имея в руках хронометр и записную книжку, легко узнать высоту волны и время между подходом двух волн. При помощи нескольких таких мерных линеек можно определить также длину волны и, таким образом, вычислить ее скорость. В открытом море дело значительно осложняется. Для этой цели приходится устраивать сложное сооружение, состоящее из большого поплавка, который затапливают на некоторую глубину и укрепляют на длинном тросе с помощью мертвого якоря. Затопленный поплавок служит местом прикрепления все той же мерной линейки.

Показания такой установки не отличаются высокой точностью, кроме того, она имеет еще один существенный недостаток: наблюдатель все время должен находиться вблизи от футштока, тогда как волны и ветер стремятся отнести его корабль в сторону. Во времена парусного флота держать судно на одном месте практически было невозможно, и потому высоту волн измеряли на ходу. С этой целью в мерную линейку превращали мачту одного из двух участвовавших в измерениях кораблей, которые на небольшом расстоянии следовали друг за другом. Наблюдатель, стоя на корме переднего корабля, следил, как гребень закрывает от него мачту второго судна, и таким образом оценивал высоту волны.

В начале ХХ века измерение высоты волн начали производить с помощью очень чувствительного барометра (альтиметра). Этот прибор точно регистрирует подъем и опускание судна на волнах, но он, к сожалению, ощущает также и всякие помехи, в частности перепады барометрического давления, которые быстро наступают и неоднократно повторяются при сильном ветре.

Гораздо точнее реагируют на волнение манометры, лежащие на дне. При прохождении волны давление над прибором меняется, а сигналы по проводам поступают на сушу или регистрируются прямо на дне самописцем. Правда, таким способом можно измерять высоту волн только на мелководье, где глубина сравнима с высотой волн. На больших глубинах в соответствии с законом Паскаля давление выравнивается и с увеличением глубины все меньше зависит от высоты волн.

Очень точные и разнообразные данные о волнах получаются в результате обработки стереоскопических фотоснимков поверхности океана. Для этого две синхронно работающие фотокамеры помещают на разных мачтах одного судна, на концах крыльев низко летящего над морем самолета или даже на двух самолетах, идущих параллельным курсом. Путем фотограммометрической обработки снимков восстанавливают рельеф моря в момент фотографирования. Получается как бы картина застывших волн. На этом парадоксальном макете волнующегося, но неподвижного моря производят любые нужные измерения.

Главная сила, вызывающая волнения,— это ветер. В тихую погоду, особенно по утрам, поверхность моря кажется зеркальной. Но стоит подняться хотя бы самому слабому ветру, как за счет трения воздуха о поверхность воды в нем возникают завихрения. В результате образования вихрей над гладкой водной поверхностью давление становится неравномерным, что приводит к ее искажению — появляется рябь. За вершинами ряби процесс вихреобразования усиливается, и в конце концов это приводит к образованию волн, распространяющихся в направлении ветра.

Слабый ветер вызывает возмущение лишь тончайшего слоя воды; волновой процесс при этом определяется поверхностным натяжением. При усилении ветра, когда длина волнышек достигает примерно 17 миллиметров, сопротивление поверхностного натяжения оказывается преодоленным и волны становятся гравитационными. В этом случае ветру приходится вести борьбу с действием силы тяжести. Если ветер переходит в шторм, волны достигают гигантских размеров.

Еще долго, после того как ветер уляжется, море продолжает волноваться, образуя зыбь. В зыбь также превращаются ветровые волны, когда они выходят за пределы области, где свирепствует ураган. Низкие и длинные волны зыби незаметны в открытом море. Подойдя к отмели, они делаются выше и короче, образуя у берега мощный прибой. На обширной акватории океана то там, то здесь всегда бушует буря. Волны зыби разбегаются от нее во все стороны на огромное расстояние, и потому у океанских берегов накат никогда не прекращается.

При обтекании волновой поверхности потоками воздуха возникают инфразвуки, которые академик В. Шулейкин назвал «голосом моря». Инфразвуки, зарождаясь над волнами в результате срыва вихрей с гребней волн, распространяются в воздухе со скоростью звука, то есть быстрее волн. Из-за низкой частоты «голос моря» слабо поглощается атмосферой и на большом расстоянии может быть уловлен специальными приборами. Эти инфразвуковые сигналы служат предупреждением о приближающемся шторме.

Высота волн в открытом море может достигать значительной величины, и зависит она, как это было уже сказано, от скорости ветра. Самая высокая волна, которую удалось измерить в Атлантическом океане, оказалась равной 18,3 метра.

В 1956 году в юго-западной части Тихого океана на советском судне «Обь», совершающем регулярные научные рейсы в Антарктику, также были зарегистрированы волны высотой 18 метров. В тайфунах Тихого океана отмечены грандиозные волны тридцатиметровой высоты.

Человеку, стоящему на палубе судна в бушующем море, волны кажутся очень крутыми, нависающими подобно стенам. На самом деле они пологие. Обычно длина волны в 30—40 раз больше ее высоты, лишь в редких случаях соотношение высоты волны к ее длине равно 1:10. Таким образом, наибольшая крутизна волн в открытом море не бывает больше 18 градусов.

Длина штормовых волн не превышает 250 метров. В соответствии с этим скорость их распространения достигает 60 километров в час. Волны зыби, как более длинные (до 800 метров и более), катятся со скоростью около 100 километров в час, а иногда и еще быстрее.

Нужно иметь в виду, что с этой гигантской скоростью перемещается не водная масса, образующее волну, а лишь ее форма, более строго — энергия волны. Частица воды в волнующемся море совершает не поступательные, а колебательные движения. Причем колеблется она одновременно в двух направлениям. В вертикальной плоскости ее колебания объясняются различием в уровнях между гребнем волны и ее подошвой. Они возникают под воздействием гравитационных сил. Но так как при опускании гребня до уровня подошвы вода отжимается в стороны, а при его вздымании возвращается на прежнее место, то частице воды невольно совершает колебательные движения также и в горизонтальной плоскости. Сочетание того и другого движений приводит к тому, что фактически частицы воды движутся по круговым орбитам, диаметр которых у поверхности равен высоте волны. Точнее, они описывают спирали, поскольку под воздействием ветра вода получает также и поступательное движение, благодаря которому, как было сказано, возникают морские течения.

Только скорость движения частиц по орбитам значительно превышает скорость перемещения центров этих орбит в направлении ветра.

Колебательные движения частиц воды быстро убывают с глубиной. Когда высота волны равна 5 метрам (средняя высота волн при шторме), а длина 100 метрам, то уже не глубине 1 2 метров диаметр волновой орбиты водных частиц равен 2,5 метра, а на глубине 100 метров — всего 2 сантиметра.

Короткие крутые волны меньше возмущают глубинные воды, чем волны длинные и пологие. Чем длиннее волна, тем глубже ощущается ее движение. Иногда рыбаки, ставившие свои ловушки для омаров в Ла-Манше на глубине 50—60 метров, после шторма находили я них полукилограммовые камни. Ясно, что это не были шутки омаров: камни в ловушку закатывают глубинные волны. На некоторых подводных фотографиях дне вплоть до глубины 180 метров можно видеть песчаную рябь, образовавшуюся в результате колебательных движений придонных слоев воды. Значит, и на такой глубине еще ощущается волнение поверхности океана.

Под влиянием ветра в поверхностных слоях моря накапливается огромное количество энергии, которая пока никак не утилизируется.

Штормовые волны высотой 5 метров и длиной 100 метров на каждом метре своего гребня развивают мощность свыше трех тысяч киловатт, а энергия квадратного километра бушующего моря измеряется миллиардами киловатт в секунду. Если будет найден способ использования энергии волнового движения океана, человечество навсегда избавится от угрозы энергетического кризиса. А пока эта грозная сила приносит людям одни неприятности. Речь идет совсем не о таких пустяках, как морская болезнь, хотя многие испытавшие ее не разделяют это мнение. Штормовые волны, даже очень пологие, представляют собой грозную опасность для современных океанских судов, крен которых во время качки достигает такой величины, что судно может перевернуться.

Примеров тому несчетное множество. Л. Титов в своей книге «Ветровые волны на океанах и морях» приводит данные о жертвах, поглощенных морем 5—8 декабря 1929 года.

В течение четырех дней 10—12-балльный шторм бушевал у берегов Европы. В первые же сутки громадная волна перевернула у берегов Англии пароход «Дункан» водоизмещением 2400 тонн. Затем был залит волнами и затонул у берегов Голландии плавучий док водоизмещением 11 тысяч тонн. В волнах Ла-Манша затонули со всем экипажем два парохода водоизмещением 5 и 8 тысяч тонн, погиб со всем экипажем английский пароход «Волумниа» водоизмещением 6600 тонн, а также еще несколько десятков маленьких судов. Даже огромные трансатлантические лайнеры были сильно потрепаны.

В такую погоду иногда не выдерживают даже привычные к морским невзгодам матросы, можно представить себе, каково же приходится простым пассажирам, о переживаниях которых очень хорошо сказал Редьярд Киплинг: «Если в стеклах каюты зеленая тьма, и брызги взлетают до труб, и встают поминутно то нос, то корма, а слуга, разливающий суп, неожиданно валится в куб, если мальчик с утра не одет, не умыт и мешком на полу его няня лежит, а у мамы от боли трещит голова, и никто не смеется, не пьет и не ест,— вот тогда нам понятно, что значат слова: сорок Норд, пятьдесят Вест!»

Теперь многие океанские суда оборудованы успокоителями качки. В случае необходимости из подводной части корпуса выдвигаются четыре крыла, похожие на плавники рыбы. В нескольких местах на судне установлены измерители крена, и их показания по проводам поступают в специальное счетно-решающее устройство, которое и управляет движением подводных крыльев. Стоит судну чуть накрениться на борт, как крылья приходят в движение. Повинуясь сигналам, каждое из них поворачивается на определенный угол, и их совместные действия выравнивают положение корпуса.

Работа успокоителей несколько замедляет скорость хода, но не дает судну валиться с борта на борт, хотя от килевой качки они, к сожалению, не избавляют.

В практике судовождения для успокоения разбушевавшегося моря с древних времен использовался довольно простой, но очень верный прием. Известно, что вылитая за борт маслянистая жидкость мгновенно растекается по поверхности и сглаживает волны, а также снижает их высоту. Наилучшие результаты дает животный жир, например китовая ворвань. Менее вязкие растительные и минеральные масла действуют значительно слабее.

Механизм воздействия маслянистых жидкостей на волны был разгадан академиком В. Шулейкиным. Он установил, что даже тонкий слой масляной пленки поглощает значительную часть энергии колебательных движений воды.

По этой же причине волнение уменьшается во время сильного ливня или града, а также в зоне плавучих льдов. Лед, град и дождевые капли задерживают орбитальные движения водных частиц и «гасят» волнение. В настоящее время в связи с необходимостью заботиться о чистоте океана выливание за борт бочек с маслом уже не практикуется.

Массу неприятностей, иногда переходящих в настоящие бедствия, волны приносят берегу. Даже молы, дамбы и волноломы не всегда оберегают гавани. Они надежно закрывают вход относительно коротким штормовым волнам, но пологие зыбины высотой всего 30—40 сантиметров проникают в гавань беспрепятственно, и тогда вся вода в ней приходит в движение. Суда, стоящие на якоре, начинают беспорядочно дергаться, поворачиваться корпусом то поперек, то против ветра, сталкиваются между собой. А те, что стоят у причала, рвут швартовы.

При приближении к берегу волна изменяет свою форму и высоту, так как начинает «чувствовать» дно. С этого момента ее передний склон становится все круче и круче, делается совершенно отвесным, наконец гребень начинает нависать вперед и обрушивается на отмель каскадом брызг и пены.

На больших глубинах в волновой процесс вовлекаются значительные массы воды даже при не очень высокой волне. Когда такая волна выходит на мелководье, масса воды уменьшается, энергия же, если пренебречь потерями на трение, остается прежней, при этом амплитуда волны должна увеличиться. Частицы воды, образующие волну, при подходе к берегу изменяют орбиту своего движения: из круговой она постепенно становится эллипсообразной с большой горизонтальной осью. У самого дна эти эллипсы настолько вытягиваются, что частицы воды начинают двигаться горизонтально взад и вперед, неся с собой песок и камни. Каждый, кто купался во время прибоя, знает, как больно эти камни бьют по ногам. Если прибой достаточно силен, он несет с собой валуны, способные сбить человека с ног.

В беду могут попасть даже люди, находящиеся на суше. В 1938 году ураганные волны навсегда унесли с берега Англии около 600 человек. В 1953 году при аналогичных обстоятельствах в Голландии погибло 1500 человек.

Не менее трагичные последствия вызывают так называемые одиночные барические волны, возникающие в результате резкого перепада атмосферного давления. Пройдя несколько сотен, а то и тысяч километров от места зарождения, такая волна неожиданно обрушивается на берег, все смывая на своем пути. В 1 900 году одиночная волна, обрушившаяся на побережье североамериканского штата Техас, в одном только городе Гальвестоне унесла в море 6 тысяч человек. От такой же волны в 1932 году погибло 2500 человек —более половины жителей маленького кубинского городка Санта-Крус-дель-Сур. В сентябре 1935 года барическая одиночная волна высотой 9 метров накатилась на берег Флориды, унеся с собой 400 человеческих жизней.

Давно известно, что даже самые грозные силы природы человек может использовать с выгодой для себя. Так, жители Гавайских островов, разгадав характер накатных волн прибоя, сумели «оседлать» их. Возвращаясь с рыбной ловли, они приближаются к зоне бурунов, ловко ставят лодку на гребень волны, которая в считанные минуты выносит их на берег.

Катание на прибойных волнах — это также и старинный национальный спорт островитян. Из широкой, двухметровой длины доски с закругленными краями изготовляется водная лыжа. Пловец ложится на нее и гребет руками в сторону моря. Преодолеть таким способом накат очень трудно, но местные жители хорошо знают места так называемых разрывных течений и умело ими пользуются.

Разрывные течения представляют собой побочный результат прибоя, благодаря которому уровень воды у самого берега несколько повышается. Скопившаяся вода стремится уйти обратно в море, но ее оттоку препятствуют новые набегающие волны. До бесконечности это продолжаться не может, рано или поздно нагонные воды разрывают в отдельных местах волны прибоя и быстрым узким потоком устремляются навстречу им в открытое море.

Неопытный пловец, попав в разрывное течение и видя, что его уносит от берега, старается плыть навстречу, но вскоре устает и тогда легко становится жертвой моря. Между тем спастись очень легко, для этого достаточно проплыть несколько метров не к берегу, а вдоль него и выйти из опасной зоны.

Спортсмены на досках по разрывным течениям за несколько минут уходят за пределы бурунов и там поворачивают обратно. Уловив момент, когда гребень разрушающейся волны начинает расти, покрываясь белой пеной, отважный пловец устремляется на него и встает на доске в полный рост. Ловко управляя своим спортивным снарядом, он стремительно несется на гребне волны, окруженный потоками клокочущей пены. Этот вид спорта привился также и в Австралии, где пловцы на досках не только развлекаются — ими спасено много людей, которые подверглись которые подверглись нападениям акул или начали тонуть.