Не существует морей и океанов, где не было бы волн и приливов. А вместе с ветрами они порой приносят большие разрушения. Так, в январе 1953 г. высокий прилив, штормовые волны и ветер, скорость которого достигала 185 км/ч, подняли уровень Северного моря на 3 м выше обычного. В Великобритании это вызвало сильное наводнение, в Нидерландах оказалось затоплено 4,3% всей площади страны, было разрушено и повреждено водой 30 тыс. домов, погибло 1800 человек.
Волны и их движение
Иногда волновое движение зарождается на большой глубине, на границе двух противоположных течений. Но в основном волны возникают под действием ветра на большом пространстве открытой воды. Такие участки океана известны как разгоны. Зарождающиеся здесь ветровые, или морские, волны беспорядочны и лишены правильной формы. Но по выходе из области разгона они приобретают вид аккуратной зыби, которая зачастую перемещается на огромные расстояния. Движение волн носит колебательный характер – волна перемещается по поверхности воды как форма, а частицы воды при этом вращаются по кругу лишь с очень незначительным перемещением по горизонтали. Вот почему закупоренная бутылка при отсутствии ветра или течения качается на волнах вверх и вниз почти на одном месте.
Морские волны имеют два основных параметра – высоту и длину. Высоту волны составляет расстояние от ее гребня до ложбины между двумя волнами; длина исчисляется расстоянием между двумя соседними гребнями. В море волны иногда достигают высоты 12 м, а в 1933 г. в Тихом океане наблюдали волну высотой 34 м. Для образования такого гиганта нужен разгон в несколько тысяч миль и большая скорость ветра.
Волнение распространяется и вниз, под поверхность океана, но там круговое движение ослабевает, и на глубине, равной примерно длине волны, оно практически затухает. Этот уровень известен как базис волны.
Волны, которые у наших ног разбиваются о берег, вызваны либо штормом в океане, либо местным ветром. На мелководье, при глубине воды вдвое меньшей, чем длина волны, характер волны меняется. Как только волна «чувствует» дно, ее движение постепенно замедляется, а гребни набегают друг на друга. Если перед фронтом волны воды для образования полной волны недостаточно, круговая орбита нарушается и волна гаснет. Существуют два вида гашения волны: на пологом берегу гребни разбиваются, образуя бурун, а на крутом берегу происходит как бы ныряние волны.
Приливные волны и цунами
Цунами называют иногда приливными волнами, но к приливам они никакого отношения не имеют. Причиной образования цунами служат главным образом землетрясения, а также подводные оползни и вулканические извержения. В море высота цунами редко превышает 60-90 см. Но длина такой волны достигает порой сотен километров. Движутся цунами тоже со скоростью несколько сот километров в час. В 1946 г. цунами, вызванное землетрясением на самом севере Тихого океана (в Алеутском желобе), достигло города Гонолулу на Гавайских островах за 4 ч 34 мин, преодолев расстояние 3220 км. Таким образом, скорость движения волны составила около 700 км/ч. На Гонолулу обрушилась волна высотой более 15 м. Хотя в открытом океане высота цунами невелика, эти волны обладают колоссальной энергией, которая на мелководье идет на увеличение высоты гребня. При подходе к берегу высота волны может достигать 40 м.
Самые разрушительные цунами образуются в Тихом океане, но наблюдаются они и в Атлантике. Так, после землетрясения 1755 г. огромная волна обрушилась на Лиссабон. В виде разрушительного вала высотой 4-6 м она достигла Вест-Индии.
Иногда наблюдаются приливные волны, связанные с резким подъемом воды при очень низком атмосферном давлении, как это бывает во время урагана.
Приливы и их причины
Приливы и отливы – это чередование подъемов и понижений уровня моря, вызванное главным образом притяжением Луны и Солнца. Правда, сила притяжения Солнца составляет лишь 46,6% от силы лунного притяжения. На приливы оказывают влияние также очертания материков и океанов. Лунная гравитация заставляет воду земного шара собираться к тому меридиану, над которым находится спутник нашей планеты. То же самое явление наблюдается на противоположной стороне земного шара. А поскольку Луна огибает Землю за 24 ч 50 мин, то на нашей планете за это время происходят два прилива и два отлива.
В моменты, когда Луна и Солнце расположены на одной линии, наблюдаются особенно высокие, сизигийные, приливы, так как при совместном притяжении значительно увеличиваются колебания приливно-отливного уровня. В тех случаях, когда Солнце, Луна и Земля располагаются под прямым углом, приливы, наоборот, гораздо ниже.
В открытом море колебания приливно-отливного уровня не превышают метра; в закрытых бассейнах они тоже невелики, например в Средиземном море они составляют не более 30 см. Однако в мелководных морях высота прилива превышает иногда 6 м, а в устьях рек – 12-15 м. Самый высокий прилив на земном шаре отмечается у берегов восточной Канады в заливе Фанди, он достигает 16 м. В эстуариях некоторых рек, в том числе в заливе Ханчжоувань в Китае и в устье реки Северн в Великобритании, образуются приливные волны-боры. Бор – это масса воды, стеной устремляющаяся в реку. Такая волна образуется во время прилива при резком подъеме уровня воды в сужающемся эстуарии.