Непериодические колебания уровня. Сгонно-нагонные колебания уровня. Цунами, страница 2

        Если после возникновения вынужденной барической волны она уходит из-под влияния циклона вследствие изменения его траектории относительно береговой полосы или изменения глуби­ны моря Н, то в дальнейшем она распространяется как волна свободная со скоростью c = корень из(gH).

          Аномально высокие подъемы уровня создаются совместным воздействием резких изменений- давления в передней или ти­повой частях циклонов, а также интенсивных ветров, которые сов­падают по направлению с движением барической волны (штор­мовые нагоны). В суживающихся заливах с уменьшающимися глубинами штормовые нагоны приводят к катастрофическим на­воднениям.

       В ряде портов на побережье различных континентов наблюдается периодическое движение масс воды, направленное то в одну, то в другую сторону, получившее название тягун. При этом явлении суда, стоящие на якорях и у причалов, совершают ритмические движения синхронно с потоками воды, за­частую срываются с якорей, обрывают швартовы, разрушают борта о стенки причалов, а иногда и сами причалы.

         Большинство ученых объясняют явление тягуна как следствие резонанса, вызывающего собственные колебания воды в гавани — сейши. Причиной, вызывающей резонансные явления в гавани, является долгопериодная зыбь с периодами, измеряемыми ми­нутами. Появление длиннопериодной зыби связывают с пе­ремещением над морем барических формаций, сопровождаемых атмосферными фронтами. Перепады давления во фронтальной зоне барических формаций при одновременном действий ветра вызывают появление спектра волн, в том числе и долгопе­риодной зыби.

       Нужно иметь в виду, что длиннопериодная зыбь является резонатором собственных колебаний в гавани и, если периоды собственных колебания бассейна не совпадают с периодами долгопериодной зыби, тягуна не будет.

Период собственных колебаний бассейна

                          Тб=(2L)/(корень из(gHср))   (55)

где  L—длина бассейна, км;

g —ускорение свободного падения, м/с2;

Hср — средняя глубина бассейна, м.

Следует также отметить, что при появлении тягуча в районе порта почти всегда существует обычная короткопериодная зыбь (5-20 с).                                                      I           

      Цунами. В зоне действия сейсмических факторов на огра­ниченной акватории океана образуются волны сжатия и раз­ряжения. От эпицентра со скоростью, достигающей 800 км/час, по направлению к берегам океана устремляются длинные вол­ны — от 50 до 300 км длиной и высотой 50—100 см. Такие волны  с   очень  малой   крутизной   практически   неощутимы   для В прибрежной зоне ввиду уменьшения глубин волны цунами уменьшают скорость и резко возрастают по высоте. Как установлено из наблюдений большинство крупных цунами у берега начинается с падения уровня, которое продолжается 10— 15 мин После этого наступает подъем уровня — подходит гре­бень длинной волны. Причем в зависимости от очертания бере­га и распределения глубин в прибрежной зоне волны цунами превращаются в пенистый отвесный вал, высотой более 10 м, с ревом и шумом накатывающийся на берег, либо во вне­запный и быстрый подъем уровня, высота которого измеряется десятками метров.

     К катастрофическим цунами относятся такие, которые создают средний подъем уровня 8 м и более на участке по­бережья длиной 400 км. Местами волны цунами могут иметь высоту 20—30. м.

Такие цунами разрушают все сооружения на берегу, увлекают на сушу или в океан суда любых размеров, стоящие у причалов или на якоре. Побережье при этом затапливается (особенно по долинам рек) на многие километры. Подобные цунами фиксиру­ются на побережье Мирового океана примерно один раз в 10 лет.

     Очень сильными цунами являются такие, при которых на участке протяженностью 200—400 км уровень воды повышается на 4—8 м,.а местами, до 11 м. Все строения, затронутые такими цунами, повреждаются, а некоторые разрушаются. Суда, кроме самых крупных, оказываются выброшенными на сушу или уне­сенными в океан. Такие цунами наблюдаются на значитель­ной части побережий Мирового океана и повторяются в сред­нем раз в 3 года.

    При умеренных цунами уровень воды повышается на по­бережье на 2—3 м, а зона затопления простирается на нес­колько десятков километров вдоль берега. Повреждаются, а иногда и разрушаются дома на побережье. Мелкие и сред­ние суда могут быть сорваны с якорей или оказаться на берегу. Такие цунами наблюдаются ежегодно в отдельных райо­нах океанов.

     Наибольшее количество цунами различной интенсивности на­блюдается у берегов Японии, Курильских островов, Камчатки, а также у побережья Северной и Южной Америки.