Нагон и сгон воды. «Моряна»


Хорошо в тихий, ясный летний день на пологом песчаном берегу Финского залива. На пляже располагается много людей, приехавших к морю отдохнуть, загореть, покупаться, набраться сил и здоровья. Проходят часы. Но вот подул ветер с залива. По спокойной ранее глади моря побежали волны с белыми гребешками — «барашками», и вода стала угрожающе подбираться к разложенным по песку вещам. Их приходится переносить подальше, на более высокое место. Ветер поднял уровень воды, затопил берег, «нагнал» воду, возник так называемый нагон воды.

Если бы ветер подул с берега, то он «согнал» бы воду — произошел бы сгон.

В Финском заливе колебания уровня зависят преимущественно от ветра. Когда очень сильный ветер дует продолжительное время с запада, то он нагоняет воду в восточную часть залива. Вода поднимается и заливает низменные районы Ленинграда. В городе начинается наводнение. Самое катастрофическое из них было в ноябре 1824 г. Оно описано Пушкиным в поэме «Медный всадник». Вода поднялась на 4 м, и почти весь тогдашний Петербург оказался затопленным.

Так же, как на Финском заливе, в Черном и Азовском морях состояние уровня воды определяется, прежде всего, ветром. Дует ветер с моря — вода поднимается, наступает на берег; дует с суши — вода отходит, дно на очень мелких местах обнажается. Особенно большие нагоны бывают на Азовском море около Таганрога и в устье Дона. Ветер иногда поднимает там уровень воды на 2 м. Маловодные протоки становятся в это время судоходными, чем пользуются рыбаки. Но такого ветра с моря — моряны — иногда приходится ждать неделями.

 

ПРИЛИВ И ОТЛИВ

Предположим, что мы с вами идем по невысокому крутому обрывистому беломорскому берегу Канина п-ва около устья р.Чижи. Ветер дует с моря. Волны, крутясь, бьют о береговой уступ, иногда заплескивая на то место, где мы остановились. Широкая Чижа заполняет всю долину почти вровень с берегами.

Уйдемте от моря и вернемся к нему через шесть часов. Ветер по-прежнему дует с моря, но картина резко изменилась. Вода опустилась, отошла от обрыва, на котором мы с вами стояли, и на большом расстоянии обнажила дно с многочисленными камнями, разбросанными в беспорядке.

Чижа, теперь неширокая и мелководная, струится по дну довольно глубокой долины.

Что же случилось с морем? Почему его уровень упал на несколько метров, хотя направление ветра не менялось?

Прилив и отлив
Прилив и отлив

Мы стали свидетелями одного из замечательных явлений на земном шаре, свойственных Мировому океану,— явления прилива и отлива.

У берегов океанов и некоторых морей (например, Белого, Охотского и др.) наблюдаются периодические, не зависящие от ветра поднятия и опускания уровня воды. Это явление называется приливом и отливом.

Наибольшее поднятие воды во время прилива (максимальный уровень) называется полной водой, а наибольшее опускание во время отлива (минимальный уровень) — малой водой.

В случае так называемых правильных приливов за 24 часа 50 минут происходит два прилива и два отлива. Средняя продолжительность одного прилива или одного отлива равна 6 часам 12 ½ минутам.

Допустим, что полная вода, т. е. максимальное поднятие уровня во время прилива, была ровно в полночь. Тогда малая вода наступит в 6 часов 12 ½ минут; новая полная — в 12 часов 25 минут; следующая малая — в 18 часов 37 ½ минут, и снова полная вода — в 0 часов 50 минут.

Очевидно, что на следующие сутки ночная полная вода будет наблюдаться уже в 1 час 40 минут, а еще через сутки — в 2 часа 30 минут. Через семь суток от начала наблюдения опоздание достигнет 50 минут x 7 = 350 минут = 5 часов 50 минут. Полная вода из ночной и дневной превратится в утреннюю и вечернюю, а малая вода — из утренней и вечерней в дневную и ночную.

Еще древние греки заметили связь приливов и отливов с движением по небу Луны — спутника Земли. 

Наблюдения показали, что полная вода наступает несколько позднее прохождения Луны через меридиан того места, где ведется наблюдение, т. е. после момента верхней или нижней кульминации Луны. Величина этого запаздывания в разных местах различная, но для одного и того же места она почти неизменна. Ее можно определить из наблюдений. Если это сделано, то нетрудно заранее вычислить для каждого дня моменты полной воды, так как в астрономических календарях указано время прохождения Луны через меридиан для каждого дня.

Предположим, что полная вода в данном месте запаздывает по отношению к моменту кульминации Луны на 2 часа 10 минут. Допустим, что в интересующий нас день верхняя кульминация Луны должна быть в 7 часов 25 минут. Прибавив к этому времени величину опоздания — 2 часа 10 минут, мы узнаем, что полная вода наступит в 9 часов 35 минут.

Так как величину опоздания нужно добавлять, «прикладывать» к времени верхней или нижней кульминации Луны, то она называется прикладным часом.

Очевидно, что, зная момент наступления полной воды (а значит, и малой), можно выбрать время, когда всего безопаснее провести судно через мелкое место или каменную гряду, риф и т. п.

Наблюдения за приливами в одном и том же месте в течение нескольких недель показали, что высота приливов иногда значительно изменяется за этот период. Оказывается, что эти изменения связаны с фазами Луны: самые высокие приливы бывают через один-два дня после новолуния и полнолуния, а самые низкие — после первой и третьей четверти. Объясняется это тем, что, кроме Луны, на Мировой океан оказывает действие и Солнце. Солнечные приливные волны подобны лунным, но направлены они на Солнце. По сравнению с лунными приливами солнечные приливы примерно вдвое меньше, так как Солнце отстоит от Земли гораздо дальше, чем Луна.

Во время новолуния и полнолуния солнечные приливы складываются с лунными, и поэтому приливы оказываются высокими.

Во время первой и третьей четверти фазы Луны солнечные приливные волны вычитаются из лунных и приливы становятся менее высокими.

В течение суток два соседних прилива обычно не одинаковы по высоте. Это явление также связано с положением Луны.

Из всего сказанного нетрудно сделать вывод, что приливы и отливы на Земле возникают в результате воздействия Луны и Солнца на поверхность Мирового океана.