Сгонно-нагонные колебания уровня. Сейши

Наибольшие непериодические колебания уровня наблюдаются у берегов океанов и морей. Это обусловлено тем, что у берегов наиболее сильно выражено явление сгона и нагона вод, которое и оказывает наибольшее влияние на положение уровня. Другие причины непериодических изменений уровня, обусловленные деятельностью атмосферы, играют значительно меньшую роль.

Сгонно-нагонные колебания уровня. При достаточно сильных ветрах соответствующих направлений сгонно-нагонные изменения уровня могут составлять несколько метров. В Ленинграде, например, во время наводнения 1824 г., уровень был выше среднего многолетнего почти на 4 м.

Величины средних отклонений уровня в сантиметрах от многолетнего при ветрах разной силы и направления в порту Вильгельмсхафен приведены в табл. 43.

Величина изменений уровня под действием сгонно-нагонных ветров зависит от силы, продолжительности и направления ветра, от характера береговой черты и рельефа дна. Теоретического решения задачи о связи сгонно-нагонных колебаний уровня с силами, их вызывающими, не существует.

Поэтому для каждого района моря, в котором наблюдаются заметные сгонно-нагонные явления, устанавливают эмпирические зависимости между силой и направлением ветра (или горизонтальными градиентами давления) и величиной колебаний уровня, которые и используются для прогноза уровня.

Сейши. После прекращения действия ветра уровень моря стремится занять среднее положение (положение равновесия). Однако массы воды под влиянием сил инерции переходят через положение равновесия. Возникают затухающие колебания по типу стоячих волн, называемых сейшами.

Сейши представляют собой периодические колебания уровня, характеризующиеся тем, что в одном или нескольких участках бассейна (моря) колебания уровня отсутствуют, а в других — имеют наибольшие значения. Точки (линии), в которых колебания отсутствуют, называют узловыми, а сейши в зависимости от числа узлов (узловых линий) называются одноузловыми, двухузловыми и т. д. Точки (линии), где наблюдаются наибольшие колебания уровня, называют пучностями. У берегов бассейна (моря) всегда образуются пучности, так как здесь невозможно горизонтальное перемещение частиц воды.

На рис. 47 показана двухузловая сейша в разрезе. Период сейш, т. е. промежуток времени, в течение которого совершается полное колебание уровня, зависит от числа узлов, размеров, формы бассейна, рельефа дна и некоторых других причин и может составлять от .нескольких секунд до нескольких часов.

Теоретические исследования и наблюдения над сейшами позволяют сделать ряд выводов о их характере. Отмечено, что в одном и том же бассейне могут возникать сейши с различным числом узлов. Чем больше число узлов, тем меньше период сейш. Расстояние между узлами тем больше, чем больше глубина бассейна. Как отмечено выше, в замкнутых бассейнах (морях) узловые точки (линии) располагаются в центре бассейна, а пучности у его берегов.

Если бассейн соединен с морем проливом, то в зависимости от длины пролива узлы располагаются либо на концах пролива (если пролив длинный), либо в середине пролива (если пролив короткий).

Колебания уровня сейшевого характера составляют от нескольких сантиметров до метра и более. Так, например, на Каспийском море наблюдаются сейши до 70 см, а на Азовском до 80 см. Период сейш в этих морях достигает 3—4 час. на Каспийском, 6—7 и 23 час. на Азовском.