Файл: Контрольная работа по дисциплине Гидрометеорологическое обеспечение судоходства.docx

Волнение моря

Волнение представляет собой процесс колебания морской поверхности. Оно классифицируется по различным признакам.

В зависимости от причины, вызвавшей колебание морской поверхности, выделяют ветровое волнение, зыбь, приливы (отливы) и цунами. Реальное волнение обычно является смешанным и слагается главным образом из ветровых волн и одной-трех систем волн зыби. Считается, что направление перемещения ветровых волн совпадает с направлением действия ветра. Однако необходимо учитывать, что при изменении направления ветра волнение меняет свое направление медленнее и совпадает с направлением ветра примерно через 12 часов. Предельные высоты ветровых морских волн составляют 20-30 м..

Зыбь является следствием ранее прошедших или отдаленных штормов, при этом длина ее волн обычно существенно больше, чем у ветровых, а крутизна – меньше. Направление зыби в общем случае не совпадает с направлением ветра. Колебание морской поверхности, происходящие в условиях безветрия, называется мертвой зыбью. Иногда в одном районе могут наблюдаться две и даже три системы зыби, имеющие разные источники. В практическом судовождении смешанное волнение традиционно представляется только двумя волновыми системами: ветровыми волнами и основной (наиболее мощной) системой волн зыби.[3]



Рис. 8. Элементы волны

По форме волн различают регулярное и нерегулярное волнение.  Регулярным считается волнение моря, в котором форма профиля всех волн одинакова и близка к синусоиде, а длина гребней волн очень велика.

 Нерегулярным называют колебания поверхности моря, при которых следующие одна за другой волны различаются между собой по амплитуде, периоду, длине, форме, протяженности гребней, направлению распространения.

Волнение может быть двумерным и трехмерным. Двумерным волнением называется совокупность волн, профили которых во всех параллельных линии распространения вертикальных плоскостях одинаковы. Трехмерное волнение характеризуется ограниченной протяженностью гребней. Здесь профили волн в параллельных вертикальных плоскостях отличаются друг от друга. Реальное морское волнение нерегулярно и трехмерно. При развитом ветровом волнении гребни волн в среднем в два-три раза превышают их длину, а при зыби это отношение больше [5].

По степени развития различают развивающееся, установившееся (развитое) и затухающее волнение. Волнение моря, в котором средние характеристики волн не изменяются во времени, является установившимся (развитым). Если высота волн со временем растет, то волнение называют развивающимся (усиливающимся), а если уменьшается — затухающим.

---

Таблица 2. Шкала степени волнения ВМО

Баллы	Диапазон h 1/ 3 ,м		h	1/ 3 ,м	Словесная характеристика
0	0	0				Полный штиль
1	0 − 0,1	0,05				Штиль (рябь)
2	0,1 − 0,5	0,3				Очень слабое (спокойное)
3	0,5 − 1,25	0,875				Слабое
4	1,25 − 2,5	1,875				Умеренное
5	2,5 − 4,0	3,25				Значительное (бурное)
6	4,0 − 6,0	5,0				Очень бурное
7	6,0 − 9,0	7,5				Сильное
8	9,0 − 14,0	11,5				Очень сильное
9	>14,0	>14,0				Исключительное

В зависимости от интенсивности выделяют штиль, слабое, умеренное, значительное, сильное, исключительное волнение. Степень волнения обычно оценивают в зависимости от высоты волн по девятибалльной шкале. Существуют разные шкалы волнения. Шкала Главного управления гидрографической службы Военно-морского флота СССР (шкала ГУГС ВМФ, 1953 г.) составлена по градации высот волн 3%-ой обеспеченности [5].

Влияние волнения на мореплавание. Волнение – одно из самых грозных и распространенных природных явлений на море

---

, оказывающих большое влияние на практическую деятельность флота.

Волнение вызывает качку судов. При вертикальной качке средние и большие суда могут иметь вертикальные колебания до нескольких метров, что опасно для плавания в мелководных районах, так как при этом они могут ударяться днищем об грунт. Поэтому наличие волнения вызывает необходимость в дополнительном запасе глубины под килем.

Небольшие суда при значительном волнении должны укрываться в бухтах или портах, где волнение не может разыграться так сильно, как в открытом море.

Ветер и волнение оказывают большое влияние на скорость судна и вызывают его дрейф и рыскание. Опыт показывает, что при штормовых ветрах и волнении суда могут терять скорость до 50% и более, что в значительной мере увеличивает продолжительность рейса.

При волнении и качки происходит обнажение винтов, особенно, если судно идет в балласте. Это приводит к ненормальной работе машин, потери скорости и большой вибрации. Под влиянием волнения судно хуже слушается руля и может потерять управляемость. Массы воды обрушиваются на судно, заливают палубу и представляют большую угрозу для груза и экипажа [2].

Приливные явления в Мировом океане

Под приливными явлениями в Мировом океане понимают динамические и физико-химические процессы в водах морей и океанов вызванные приливообразующими силами. Приливами называют приливные колебания уровня моря – высоты поверхности моря, свободной от влияния ветровых волн и зыби и измеряемой относительно условного горизонта. Уровень моря в данный физический момент называют мгновенным (действующим) уровнем моря, а наивысший – максимальным уровнем моря, наинизший уровень моря наблюдавшийся в данном месте называют – минимальным.. Величина, полученная в результате осреднения наблюдаемых значений уровня за определенный интервал времени, называется средним уровнем моря (СУМ). Вероятность того, что уровень моря равен или превышает заданное значение, называется обеспеченностью уровня моря. Разность между наибольшим и наименьшим значениями уровня моря за определенный интервал времени называется величиной колебания уровня моря. Регулярные колебания уровня вызываются: приливообразующими силами Солнца и Луны; периодически изменяющимися ветрами; годовым ходом осадков; испарением; стоком континентальных вод и др. Наиболее важным для мореплавания является учет приливо-отливных течений [4].

Элементы прилива. При явлении прилива приходящая приливная волна поднимает уровень моря; отлив – это падение уровня моря при прохождении приливной волны. Момент перехода прилива в отлив (и наоборот) называют сменой вод. Приливы, наблюдающиеся в периоды полнолуния и новолуния, называются сизигийными, наблюдавшиеся в периоды, когда Луна и Солнце находятся под прямым углом относительно Земли (первая и последняя четверти Луны),- квадратурными. Приливы, имеющие в продолжение суток два минимума и два максимума, т.е. с периодом приблизительно в половину суток, называются полусуточными (П); имеющие в продолжение суток один максимум и один минимум – суточными (С).

---

Смешанные приливы – наиболее сложные по характеру приливы, у которых в течении половины лунного месяца период меняется с полусуточного на суточный и наоборот. Если преобладает полусуточный период, то такой смешанный прилив называют неправильным полусуточным, а если суточный – неправильным суточным.

Полной водой (ПВ) называется наивысшее положение уровня при приливе, а малой водой (МВ) – наинизшее при отливе .

Высотой прилива называется фактическое положение уровня в данный момент, отсчитываемое от принятого нуля глубин.

Разность уровней соседних полной и малой вод называют величиной прилива .

Лунный промежуток – промежуток времени между кульминации Луны на меридиане данного места и моментом наступления ближайшей полной луны [2].

Неравенство приливов. Неравенствами прилива называются отклонения времени наступления полных и малых вод и величин прилива от их средних значений для данного места. Причиной этого служит изменение во взаимном расположении Луны, Солнца и Земли и изменение расстояний между ними. Учитывая, что приливообразующая сила Луны сильнее приливообразующей силы Солнца, главные неравенства связаны с изменениями взаимного положения Луны и Земли.

Выделяются следующие основные виды неравенств в явлении приливов: суточные, полумесячные и параллактические.

Суточные неравенства характеризуются неравенством по высоте двух смежных полных и малых вод в течении суток и неравенством во времени их падения и роста.

Полумесячные неравенства приливов характеризуются тем, что амплитуды приливов в течении лунного месяца постепенно, изо дня в день, изменяются: два раза в месяц наблюдаются приливы с большими амплитудами и два раза в месяц – с малыми амплитудами, период этих изменений составляет 14,6 суток [2].



Рис. 9. Схема положения изменения взаимного положения Луны, Солнца и земли в течении лунного месяца.

Значение приливов для судовождения. Суда с большой осадкой могут заходить в некоторые порты только в полную воду. Приливы иногда сопровождаются сильными приливо-отливными течениями. В полярных районах они создают дополнительные сложности плавания во льдах, сильные ледовые сжатия и торошения льда, могущие быть опасными для судов. Однако приливы и разрежают льды, что может быть выгодно для судовождения. Приливы, усиленные сгонно-нагонными ветрами, могут привести к очень большому повышению или понижению уровня и вызвать огромные бедствия на берегу, аварии судов и т.д [2].

---

Список использованных источников

1. 
   Гордиенко А.И., Дремлюг В.В. Гидрометеорологическое обеспечение судовождения. – М.: Транспорт, 1989, 239 с.
   
2. 
   Стехновский Д.И., Зубков А.Е. Навигационная гидрометеорология. – Л.: Транспорт, 1977, 262 с.
   
3. 
   Хромов С.П. Метеорология и климатология для географических факультетов. Л.: Гидрометеоиздат, 1983, 455 с.
   
4. 
   Моргунов В.К. Основы метеорологии, климатологии. Метеорологические приборы и методы наблюдений: Учебник. – Ростов/Д: Феникс. – Новосибирск: Сибирское соглашение, 2005, 331 с.
   
5. 
   Семенченко Б.А. Физическая метеорология. Г.: Аспект Пресс, 2002, 415 с.
   
6. 
   Зверев А.С. Синоптическая метеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1977,711 с.
   

---