Что такое сейши


Всякому подъему уровня моря в одном районе отвечает его понижение в другом. Таким образом, ветер какого-либо направления для одного района моря оказывается нагонным, а для другого сгонным. Особенно отчетливо это прослеживается на Азовском море. На рис. 10 сплошными линиями показаны одинаковые возвышения уровня, а пунктиром — одинаковые понижения уровня по отношению к некоторому среднему положению уровня. Из рисунка видно, что поверхность моря несколько наклонена.

Если ветер, создавший наклон уровня, внезапно прекратится, легко себе представить, как в дальнейшем будет себя вести водная поверхность. Поверхность моря всегда стремится быть перпендикулярной к равнодействующей всех сил, действующих на воду. Поэтому под действием силы тяжести вода устремится из района, где наблюдался наибольший подъем уровня, в район, где был низкий уровень. Поверхность моря будет стремиться занять горизонтальное положение.

Однако по инерции в район, где был пониженный уровень, поступит воды больше, чем это необходимо для того, чтобы уровень принял горизонтальное положение. В результате там, где был низкий уровень, он окажется выше нормального. На месте же повышенного окажется пониженный уровень. Затем произойдет смена уровней. Так эти колебания уровня продолжались бы бесконечно долго, если бы вода не обладала трением. В действительности, каждый раз как повышения, так и понижения уровня будут становиться все меньше и меньше, пока, наконец, эти колебания не затухнут вовсе. Такие колебания уровня моря, которые происходят только под действием силы тяжести, называют свободными, стоячими колебаниями, или сейшами.

Сейши имеют свои особенности. В частности, в них, как и во всяких других стоячих колебаниях, различают узлы и пучности. Если нанести на карту отклонения уровня от положения равновесия и соединить линиями точки с одинаковыми отклонениями уровня так, как это сделано на рис. 10, то обнаружатся районы, где произошли наибольшие отклонения. При этом одна или несколько линий будут характеризовать нулевые отклонения. Наибольшие отклонения уровня от положения равновесия называют пучностями. Точки или линии, показывающие отсутствие отклонений уровня от положения равновесия, называют узловыми линиями, или точками.

В пучностях течения очень малы или вовсе отсутствуют. Наоборот, там, где отсутствуют отклонения уровня от положения равновесия, то есть в узлах, наблюдаются наибольшие скорости течений. Да это и понятно. Ведь для того чтобы наименьший уровень сменился на наибольший, необходимо, чтобы огромная масса воды из одной части моря переместилась в другую. Причем вся эта масса воды должна пройти через поперечное сечение моря, отмеченное узловой линией (схема распределения скоростей течений в сейшах показана на рис. 11).

На перемещение воды из района одной пучности к району другой необходимо время. Понятно, что это время должно быть тем больше, чем больше размеры моря, в котором эти колебания происходят. Вместе с тем время должно быть тем меньше, чем больше глубина моря. Время зависит от глубины моря, потому что при перемещении воды от пучности к пучности течения возникают во всей толще воды. Поэтому, чем больше будет глубина моря, тем скорее скопление воды из одной пучности переместится к другой, так как площадь поперечного сечения, через которую перемещается вода, возрастает с глубиной моря. Для характеристики времени, в течение которого происходят изменения уровня, пользуются понятием периода сейш. Периодом сейш называют время, которое проходит между двумя последовательными повышениями или понижениями уровня моря, наблюдаемыми в одной точке.

Период сейш для таких морей, как Азовское или Аральское, близок к одним суткам. На Азовском море в теплое время года при антициклональной погоде нередко наблюдаются бризовые ветры. Днем ветры дуют с моря на сушу (рис. 12), а ночью с суши на море (рис. 13). Так как период смены ветров равен периоду свободных колебаний уровня, то ветер поддерживает эти колебания и не дает им затухать. Поэтому такие колебания продолжаются так же долго, как действует бризовый ветер.

Бризы возникают вследствие разности температур воздуха над морем и над сушей, так как ночью поверхность суши охлаждается больше, чем поверхность воды. Днем же, наоборот, поверхность суши нагревается больше, чем вода, от солнечных лучей. Температура же воздуха в таких случаях изменяется вместе с изменением температуры той поверхности, над которой находится воздух.

На рис. 14, заимствованном из работы Г. С. Иванова, приведен ход. изменения уровня Азовского моря, наблюдавшийся одновременно в двух пунктах — в Таганроге и в Геническе, расположенных в районах двух пучностей. На этом же рисунке показан ход разностей температуры воды и воздуха в это же время. Из рисунка видно, как повышение уровня н одном пункте сопровождается понижением уровня в другом, затем повышения сменяются понижениями, и наоборот. Там же показано, как колебания уровня согласуются с колебаниями разности температуры воды и воздуха.