Прибой


Прибоем называют волны, набегающие на берег и разрушающиеся у берега. Прибой хорошо виден у морского берега и мало заметен у берегов рек и небольших озер. Прибой постоянно воздействует на берег. Особенно сильно он проявляет свою разрушительную и созидательную деятельность на больших озерах: Каспийском море, Байкале и других — и на больших водохранилищах, таких, как Рыбинское, Московское, Цимлянское.

ПрибойПоэтому особенно важно знать влияние прибоя на берега новых водохранилищ: будут ли они нарастать, или, наоборот, разрушаться под действием набегающих волн. С прибоем приходится считаться при постройке портов и заселении берегов.

Если смотреть на волнующееся море, то кажется, что вода все время перемещается. Но это далеко не так. При волнообразном движении вода остается на одном место.

Первым, кто обратил на это внимание, был великий итальянский художник и ученый Леонардо да Винчи (1452—1519). Он очень удачно сравнил волнующееся море с нивой. «Посмотри, как ветер в поле гонит волны ржи, как они бегут одна за другой, а стебли, склоняясь, остаются неподвижными. Так волны бегут по неподвияшой воде. Эту рябь от брошенного камня или ветра должно назвать скорее дрожью воды, чем движением, в чем можешь убедиться, бросив соломинку на расходящиеся круги волн»,— писал Леонардо да Винчи.

Если одна среда, например воздух, движется относительно другой, например воды, то на поверхности их раздела всегда возникают волны. Так образуются волны на море под действием ветра. Так возникает песчаная рябь на дне реки, в пустыне — песчаные волны, волны — на снежной поверхности, волнистые облака — на небе.

Чем сильнее ветер и чем глубже море, тем крупнее ветровые волны. Большое значение имеет длина разгона волн.

Волны возникают вдали от берега.

Если удаляться от берега в открытое море, то будут увеличиваться и длина разгона волн и размеры волн, будут расти длина волны (расстояние между соседними гребнями) и высота ее (расстояние по вертикали от гребня до подошвы) .

 

МОРСКАЯ ЗЫБЬ

Ветровые волны имеют «растрепанный» вид, гребни их разбиваются в пену. Волны сохраняются еще долгое время после того, как затих ветер, но постепенно они как бы выстраиваются правильными рядами, и пена с их поверхности исчезает; такие волны называют зыбью.

Схема показывает различные типы волн
Схема показывает различные типы волн

Особенно большую зыбь на море вызывают штормовые циклоны умеренных широт (40— 50° с.ш. и ю.ш.) и тропические циклоны — ураганы или тайфуны (см. стр. 137). Они захватывают ограниченную площадь и передвигаются с меньшей скоростью, чем скорость волны. «Быстрый» тайфун делает обычно около 90 км/час, а скорость волн зыби достигает иногда 130 км!час. Волнение, вызванное циклоническим вихрем, распространяется во все стороны, подобно кольцевым волнам от брошенного в пруд камня. Вскоре оно освобождается от власти ветра и превращается в зыбь, которая распространяется на огромные расстояния от места своего зарождения. За двое-трое суток зыбь успевает пересечь океан. Она плавно раскачивает корабль даже в экваториальной штилевой полосе океанов, где никогда не бывает ветров, способных вызвать такое большое волнение.

Запас энергии волн зыби очень велик. Только при встрече с берегами окончательно расходуется остаток их энергии, и тогда зыбь становится прибоем.

Длинные, низкие, правильные волны зыби могут пройти тысячи километров, не испытывая заметных изменений. Но стоит им попасть в районы, где глубина меньше половины длины волны, как они начинают «чувствовать» дно: скорость и длина волн уменьшаются, они становятся более крутыми, а их разрушительная сила, как правило, при этом увеличивается.

 

РАЗРУШЕНИЕ ВОЛН

На небольшой глубине у самого берега или на отмели гребни волн резко поднимаются над поверхностью воды, делаются заостренными. Эти изменения особенно заметны у зыби, пришедшей издалека.

Почему же растет высота волн на мелководье? Энергия волн, запасенная на глубокой воде, по мере уменьшения глубины у берега передается все более тонкому слою воды, что и приводит к увеличению высоты гребней волн. Но этому увеличению есть предел. Когда мелководье обширно, или, как говорят моряки, берег отмел, волны, длительное время проходя над мелководьем, затрачивают большое количество энергии на трение о дно и приходят к берегу ослабленными. Высота их в несколько раз меньше, чем в открытом море.

Почему опрокидываются гребни волн? Трение о дно тормозит движение частиц воды в нижней части волны, поэтому верхняя ее часть, обгоняя нижнюю, сдвигается вперед. Передний склон волны становится все круче и приближается к отвесному положению. В то же время гребень продолжает продвигаться вперед п, наконец, потеряв под собой опору, опрокидывается, образуя пену.

Волны, начинающие изменять форму в результате трения о дно, не похояот на волны глубокого моря. Они перемещают к берегу значительные массы воды. Убедиться в этом очень легко: достаточно бросить в воду щепочку. Ее обязательно прибьет к берегу.

Это свойство прибойной волны уже давно оценено потерпевшими кораблекрушение и жителями островов.