Движение вод океана

 Почему на поверхности вод морей (озер, каналов и др.) образуются волны? Какие книги вы читали о шторме на море или в океане?

1. Волны. В хорошую погоду на поверхности моря очень спокойно и тихо, еле слышны его всплески, но как только начинает дуть слабый ветер, на поверхности моря сразу появляются волны.
Если посмотреть на волнующееся море, то кажется, как будто волны на его поверхности догоняют друг друга. Кроме того, можно увидеть, как предметы, находящиеся на волне, не меняя своего места, то поднимаются вверх, то опускаются вниз. В действительности часть воды в волнах раскачивается на одном месте.
По поперечному сечению волны можно увидеть ее форму (рис. 69). Часть волны от уровня поверхности воды до самой верхней части волны называется гребнем волны. Самая нижняя часть волны от уровня поверхности воды называется подошвой волны.

Рис. 69. Элементы волны.

Волна характеризуется своей длиной и высотой. Длиной волны называют расстояние между двумя соседними гребнями. Высотой волны называют расстояние от подошвы до гребня. В открытом Океане волны поднимаются очень высоко. При сильных штормах высота волны достигает 10-15 м.
Сила волны определяется по 9-балльной шкале (рис. 70). Волны размывают берега морей. Нижняя часть касается дна, от трения движение замедляется, а верхняя часть, наклоняясь вперед, опрокидывается на берег. Таким образом возникает прибойная волна. У пологого берега волны набегают на сушу, на крутых берегах пенистый водяной вал, поднявшись вверх, с большой силой ударяется о берег.

  
Рис. 70. Шкала волн.

2. Цунами. Гигантские волны, возникающие при сильном подводном землетрясении или извержении вулкана, называют цунами (по-японски цунами - большая вода, заливающая бухту). Как образуются цунами?
Если бросить камень в воду, то появляются кольца над поверхностью воды. Точно так же от центра землетрясения во все стороны отходят волны - цунами.
Так как скорость и длина волны очень большие, она имеет огромную разрушительную силу. В открытом Океане высота цунами не превышает 1-2 м, а при приближении к берегу высота их резко возрастает. Например, в 1896 г. на Японских островах высота волны цунами достигла 30 м. При этом цунами, разрушив 10 млн. зданий, унесли жизни нескольких тысяч людей. В 1821 г. на острове Сулавеси в Индонезии цунами высотой в 20 м смыли несколько населенных пунктов.
Скорость распространения цунами от центра землетрясения 800 км в час. Перед появлением цунами вода обычно за несколько минут отступает от берега на сотни метров, а иногда и до километра. Чем дальше отступает вода, тем выше поднимается волна цунами.
В 1960 г. цунами, образовавшиеся при землетрясении в Андах, охватили берега Чили, западный берег Северной Америки до Калифорнии, берега Новой Зеландии, Австралию, Гавайские острова, Японию, Курильские острова, Филиппины.
В районах, где возможны частые цунами, организованы специальные службы для их предварительного прогнозирования. Ученые, определив заранее скорость движения цунами, сообщают местному населению о грозящей опасности.
Летом и осенью в Тихом океане у берегов Юго-Восточной Азии возникает ветер разрушительной силы, который называют тайфуном (по-китайски тай фын - большой ветер). При этом поднимается высокая, как гора, волна, накрывающая берега, что приводит к большим разрушениям. Идет сильный ливневый дождь. От тайфунов сильно страдают Филиппинские и Японские острова. Иногда разрушительные штормы доходят до юга Дальнего Востока.

3. Приливы и отливы. На берегу моря в течение суток наблюдается изменение уровня воды. Обычно уровень моря в течение суток два раза поднимается и два раза опускается. Такое постоянное повторение подъема уровня воды и ее спада называют приливом и отливом (рис. 71).

Рис. 71. Приливы и отливы.

Причины приливов и отливов на море впервые описал английский ученый И. Ньютон. Он считал, что повторяемость этих явлений зависит от силы притяжения Луны.
На поверхности Земли, обращенной к Луне, сила притяжения больше, поэтому уровень воды в Океане на этой стороне поднимается - идет процесс прилива воды. На другой стороне Земли сила притяжения Луны меньше, поэтому сила ее воздействия в обратном направлении вызывает второй прилив. А между двумя приливами имеет место явление отлива.
На подъем и спад воды Океана, кроме Луны, оказывает влияние и сила притяжения Солнца. Однако расстояние между Землей и Солнцем больше, поэтому его влияние меньше, чем влияние Луны.
Прилив воды наблюдается на берегах морей. В Океане приливная волна поднимается не очень высоко. Поэтому на берегах островов уровень воды поднимается до 0,5-1 м. Высота прилива намного выше в расширяющихся к Океану устьях рек и узких заливах. Например, на Пенжинской губе в Охотском море, высота прилива достигает 13 м, в заливе Фанди и Фробишер у восточных берегов Северной Америки - 16 метров. В замкнутых внутренних морях приливная волна поднимается невысоко. В Средиземном море она не достигает даже 1 метра. В Черном море прилив вообще почти не наблюдается (при приливе уровень воды поднимается всего на 8 см).
Приливы имеют большое значение для судоходства. Так, проплыть на судах до Лондона, расположенного в 64 км от моря, можно лишь во время приливов.
Приливы и отливы уносят донные отложения рек и углубляют их устья.
Постоянная смена волн приливов и отливов дает возможность использования их энергии в работе электростанций. Эту энергию называют «зеленым углем».
В настоящее время в различных государствах началось строительство приливных электростанций (ПЭС). Такие экспериментальные станции работают уже во Франции, России, Англии. За счет задержки воды такими плотинами, во время подъема и спада уровня залива и моря, между ними возникает разница. При подъеме уровня вода вливается из моря в залив, а при возвращении вода выливается из залива в море, т.е. турбина, таким образом вращаясь, вырабатывает электрическую энергию. В России на побережье Мурманска в Кислой губе работает экспериментальная ПЭС. Такие ПЭС называют также гидроэлектростанциями с использованием паводковой мощности.

1. Каковы причины образования волн?

2*. Где волны поднимаются выше: во внутренних морях или в Океане? Докажите свое мнение примерами.

3. Используя текст учебника, нарисуйте схему волны. На схеме укажите гребень, подошву, длину и высоту волны.

4. Как образуются цунами?

5. Под влиянием чего возникают приливы и отливы воды?

6. По какой причине высота приливной волны в открытом Океане и заливе отличается?

7. Каково значение прилива и отлива воды для хозяйственной деятельности ?