П.А.Каплин, О. К. Леонтьев, С.А. Лукьянова, Л.Г Никифоров 1 страница

ПРИРОДА МИРА

П.А.Каплин, О. К. Леонтьев, С.А. Лукьянова, Л.Г Никифоров

БЕРЕГА

МОСКВА«МЫСЛЬ» 1991

ББК 26.823 Б48

Редакции

географической литературы

Рецензенты:

доктор технических наук В. Д. КОСТЮКОВ, кандидат географических наук А. С. ИОНИН

Художник серии Л. Ф. ШКАНОВ

Оформление тома

А. И. ОЛЬДЕНБУРГЕРА

Художник-картограф А. В. МАКАРОВА

П

67-90

1805040100-065 004(01)-91

ISBN 5-244-00449-2

© Издательство «Мысль». 1991

ПРЕДИСЛОВИЕ

Вопросы изучения природных явлений и одновременно проблема охраны окружа­ющей среды становятся все более актуальны­ми. Настало время выработать правильные критерии природопользования. Эта задача может решаться лишь при высоком уровне изучения природных явлений, в том числе и таких динамичных комплексов, как морские берега, развитие которых протекает при исключительно сложном взаимодействии раз­нообразных процессов.

Изучение морских берегов — задача весьма сложная. Морские берега развиваются в усло­виях тесного контакта твердой и жидкой обо­лочек Земли, атмосферы и биосферы, что определяет комплексность подхода к их изу­чению. Сложность эта еще более возрастает, если учесть, что морские берега подверга­ются все усиливающемуся «давлению» со сто­роны человека, все более интенсивному хо­зяйственному освоению. Не только прибреж­ная навигация и прибрежное рыболовство — традиционные отрасли экономики, связанные с береговой зоной, — определяют сейчас ее хозяйственное использование. Оказалось, что ряд полезных ископаемых, прежде всего строительные материалы, имеют самое непо­средственное отношение к морским берегам. В последние годы интерес к ним возрос также в связи с искусственным разведением различ­ных морских организмов. Развитие судоход­ства требует создания новых портов. Кроме того, весьма выгодно размещать различные промышленные предприятия на морских берегах, в непосредственной близости от мор­ских портов, поскольку перевозки по воде остаются наиболее дешевыми и массовыми. Огромное развитие «индустрии отдыха» также усиливает воздействие человека на природу береговой зоны.

В результате почти ста лет изучения мор­фологии и динамики берегов морей и океанов в СССР и за рубежом возникла самостоятель­ная научная отрасль — учение о морских берегах. Основы его были заложены еще американским ученым Д. Джонсоном (1919), но в разработке этого учения в его современ­ном виде основная заслуга принадлежит советским исследователям, и прежде всего лауреату Ленинской премии профессору В. П. Зенковичу, автору крупнейшей моно­графии по этой проблеме — «Основы учения о развитии морских берегов» [1962]. В после­дующие годы по общей морфологии и дина­мике морских берегов появился ряд других монографий [Леонтьев. 1961; Лонгинов. 1962; Сафьянов. 1978; Леонтьев и др. 1975; Bird. 1976; Shepard. 1977, и др.], посвящен­ных рассмотрению общих проблей, описанию процессов и форм, а также несколько спра­вочных изданий [Морская геоморфология. 1980; Encyclopedia of beaches and coastal envi­ronments. 1982; The World's Coast line. 1985].

Последняя коллективная работа представ­ляет собой современную сводку по региональ­ной геоморфологии берегов мира. Ей пред­шествовала монография X. Валентина (Valen­tin. 1952), рассматривающая берега Мирового океана глобально, но она была опубликована более 30 лет назад и содержала очень сжатый ]региональный материал, который привле­кался автором главным образом для обосно­вания предложенной им классификации мор­ских берегов. Еще в меньшей степени запол­няет этот пробел работа Дж. Мак-Гил л а [McGill. 1958].

Между тем потребность в такой обобща­ющей работе на русском языке, в сводке по региональной географии морских берегов, достаточно велика. Мы надеемся, что предла­гаемая вниманию читателя книга в какой-то степени заполнит этот пробел в географичес­кой литературе.

В книге дается освещение строения, осо­бенностей развития и хозяйственного ис­пользования только берегов континентов и континентальных островов, т. е. островов, расположенных на подводных материковых окраинах и имеющих общие с материками геологическое строение и особенности рель­ефа. Океанические острова, к которым мы (вслед за Г. М. Игнатьевым) относим как острова переходных зон от океана к матери­кам (главным образом это островные дуги), так и острова в пределах ложа океанов и сре- динно-океанических хребтов, здесь не рассма­триваются. Этот тип островов столь свое­образен и по ним в настоящее время имеется столь обширный материал, что они вполне заслуживают отдельного монографического описания.

Мы надеемся, что предлагаемое справоч­ное издание позволит ши]рокому кругу чита­телей использовать изложенный в нем мате­риал как для общего знакомства с берегами Мирового океана, так и для получения спра­вочных данных о природе, динамике, эволю­ции и хозяйственном использовании берего­вой зоны, окаймляющей континенты.

Структура книги требует некоторых пояс­нений. Довольно объемная на первый взгляд вводная глава в действительности представ­ляет собой очень сжатое изложение основ общего учения о морских берегах — без этих основ нельзя достаточно уверенно овладеть собственно региональным материалом. Он представлен как характеристика берегов Северного Ледовитого, Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Большой объем первых двух глав, посвященных бере­гам Северного Ледовитого и в особенности Атлантического океанов, определяется тем, что по берегам этих океанов отсутствуют какие-либо сводные работы, а материала, который требуется суммировать и обобщить, к настоящему времени накопилось много. Значительно меньший объем главы, посвя­щенной берегам Индийского океана, объяс­няется гораздо меньшей изученностью индо- океанских берегов. Относительно небольшой объем главы, в которой рассмотрены берега Тихого океана, в значительной мере объясня­ется тем, что по тихоокеанским берегам име­ется специальная и весьма солидная моногра­фия, изданная под редакцией В. П. Зенковича [Берега Тихого океана. 1967]. Краткое описа­ние берегов Антарктиды выделено в отдель­ную главу, поскольку благодаря особенно­стям природных условий их объединяет опре­деленная общность строения, и описание этих берегов по разным океанам, омывающим Антарктиду, неизбежно > сопровождалось бы значительными повторами уже сказанного ранее. Работа завершается кратким зак­лючением, в котором подводятся неко­торые общие итоги всего изложенного мате­риала.

Главы I и II написаны О. К. Леонтьевым, глава III — С. А. Лукьяновой, глава IV — Л. Г. Никифоровым, глава V и VI — П. А. Каплиным. Введение и Заключение напи­саны О. К. Леонтьевым.

Глава I

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИЗУЧЕНИЯ МОРСКИХ БЕРЕГОВ

Раздел 1

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ БЕРЕГОВ

Береговая линия, берег, береговая зона

Береговая линия. Мировой океан в противо­положность тому, что о нем иногда говорят поэты, отнюдь не бескрайний. Его единствен­ной границей — а вместе с тем границей омы­ваемых им материков и островов — является береговая линия.

Казалось бы, нет ничего проще' понятия «береговая линия», и даже можно сомневать­ся, является ли это понятие научным, нужда­ющимся в обосновании. Однако попробуем все же дать определение береговой линии — и тут же убедимся в том, что это не так-то про­сто. Логически рассуждая, береговая линия представляет собой линию пересечения поверхности суши с поверхностью океана (моря). Тут же встает вопрос: при каком состоянии уровня океана? Ведь известно, что уровень океана непостоянен. Он меняется год от года, но может неоднократно меняться и в течение суток. Известно, например, что уро­вень Мирового океана за последние 300 лет неоднократно испытывал многолетние повы­шения и понижения в пределах 3—4 см на общем фоне слабого неуклонного повышения примерно на 1 мм в год. В период между 1924 и 1948 гг. скорость повышения уровня дости­гала 3 мм в год, затем несколько снизилась [Клиге. 1980].

Кратковременные, в том числе суточные, колебания уровня еще более значительны. Они определяются прежде всего приливо- отливными и сгонно-нагонными явлениями. Каковы масштабы этих колебаний? Как известно, высота приливов (отливов) меня­ется в течение месяца. При этом максималь­ная высота приливов (так называемые сизи­гийные приливы) может достигать 18 м (за­лив Фанди) и на значительной части побе­режья Мирового океана составляет 1—2 м. При длительных ветрах с моря происходит перемещение к берегу огромных масс воды, а при противоположных ветрах — перемеще­ние воды от берега в море, и при этом уро­вень моря (океана) также может изменяться на несколько метров. Наконец, морское вол­нение, как это будет показано ниже, также создает нагон воды к берегу и, следователь­но, обусловливает изменение уровенной поверхности в море или океане.

Таким образом, при попытке определения понятия «береговая линия», которое является совершенно необходимым, поскольку это

Колебания уровня Мирового океана за послед­ние 100 лет [по Клиге. 1980]

уровень отсчета, к которому привязаны мно­гие другие важные понятия, мы сталкиваемся с заметными трудностями. Их можно избе­жать, если сначала дать определение «урез воды». Согласно справочнику [Морская гео­морфология... 1980] «урез воды — линия пересечения берегового подводного склона с поверхностью моря при отсутствии волне­ния». К этому надо было бы добавить — и приливов (отливов) и нагонов (сгонов) в дан­ный момент. В этом случае береговая линия, согласно тому же справочнику, получает определение как среднемноголетнее положе­ние уреза воды. Это и есть та линия, которая на мелкомасштабных географических картах отделяет океаны и моря от материков и островов.

Берег — это полоса земной поверхности, прилегающая к береговой линии со стороны суши и, если не учитывать прилив или нагон, ограниченная с этой стороны некоторой линией, отмечающей максимальное распро­странение потока воды, образующегося при разрушении морских волн, — прибойного потока. Приливы и нагоны, отодвигая эту границу в сторону суши, расширяют зоны берега, а отливы и сгоны сужают ее. В общем считают, что берег — это прилегающая к береговой линии полоса земной поверхности, периодически осушаемая или заливаемая и при данном уровне моря постоянно испыты­вающая воздействие волнения прибойного потока, приливов-отливов и сгонов-нагонов.

Разделение береговой зоны на основные элементы (верхний рисунок — аккумулятивный, нижний — абразионный) берега

Со стороны моря на неприливных морях к береговой линии примыкает полоса морского дна, которая при данном среднем уровне моря подвержена воздействию морского волнения, являющегося ведущим фактором динамики рельефа в пограничной полосе, располага­ющейся между сушей и открытым морем. Эта полоса морского дна называется подводным береговым склоном.

Совокупность берега и подводного берего­вого склона образует береговую зону [Зенко- вин. 1946, 1962; Леонтьев. 1961; Лонгинов. 1963; Леонтьев и др. 1975]. Это — зона совре­менного постоянного взаимодействия суши и моря, одна из важнейших и наиболее ярко выраженных «контактных» зон в океане. Она представляет собой основной объект геомор­фологии морских берегов — отрасли геомор­фологии, изучающей формы рельефа земной поверхности, динамические процессы и отло­жения береговой зоны.

Заметим, что в научной литературе не­редко для краткости вместо термина «берего­вая зона» употребляется термин «берег». Таким образом, термин «берег» имеет двой­ное значение: более узкое, обозначающее надводную и «земноводную» части береговой зоны, и более широкое, соответствующее понятию «береговая зона».

Г. А. Сафьянов [1978] совершенно прав, предлагая расширить понятие «береговая зона» путем включения в нее и прибрежных вод, контактирующих с подводным берего­вым склоном и берегом. По Г. А. Сафьянову, береговая зона — это определенное трехмер­ное пространство, включающее в поверх­ность моря и водную толщу, и дно; это про­странство ограничено с одной стороны бере­говой линией, а с другой — створом, соответ­ствующим нижней границе зоны активного воздействия волнения на дно моря.

В последнее время в научной литературе появилась тенденция к замене термина «бере­говая зона» терминами «верхняя часть шель­фа», «прибрежно-шельфовая зона» и т. д. Не говоря уже о неудобстве таких терминов и полном отсутствии мотивировки отказа от вполне четких и установившихся понятий «бе­рег», «береговая зона», использование наз­ванных терминов неверно по существу. Шельф — это часть дна моря или океана, а речь идет о береговой зоне, которая, как мы видели выше, включает в себя и дно, и вод­ную толщу, и поверхность воды.

Волны и берег

Большинство динамических факторов, дей­ствующих в береговой зоне, — различные виды движения воды. Важнейшими среди них являются ветровое волнение и производные от него гидрологические явления: зыбь, при­бойный поток, волновые течения. Кроме того, большое значение имеют такие гидро­динамические факторы, как приливо-отлив­ные и сгонно-нагонные явления, включа­ющие в себя как кратковременные изменения уровня моря или океана, так и связанные с ними течения, стоковые течения, цунами, рассеивание энергии постоянных течений на мелководьях, стоковые течения рек, стоячие волны (сейши).

Расчеты общего потока волновой энергии к берегам Мирового океана, выполненные Г. А. Сафьяновым [1978], показали, что минимальная его величина составляет около 3,1 -10⁹ кВт. Расчеты потока приливной эне­ргии у океанских берегов дают величину 2,7-10⁹ кВт. Постоянные океанические тече­ния рассеивают на мелководьях около 0,2-10⁹ кВт. Приведенные ориентировочные цифры ярко свидетельствуют об огромных энергети­ческих ресурсах береговой зоны, которые используются пока в ничтожной мере.

Морское волнение. Ведущая роль морского волнения в динамике береговой зоны несом­ненна. Различают ветровое волнение и зыбь. Ветровое волнение возникает при воздей­ствии движущихся масс воздуха — ветра — на водную поверхность. При этом в поверхност­ном слое воды, толщина которого определя­ется скоростью и длительностью ветра, дли­ной его пути над водной поверхностью — «длине разгона», возникают колебательные движения. Сущность их заключается в том, что частицы воды приходят в движение по орбитам, располагающимся в вертикальной плоскости в направлении действия ветра. В идеальном случае эти орбиты имеют вид окружности, и, следовательно, скорости дви­жения частиц во всех точках орбиты должны быть одинаковы. При этом частицы воды располагаются рядами, вследствие чего нахо­дящаяся в волновом движении поверхность представляется наблюдателю в виде череду­ющихся и расположенных параллельно друг другу ложбин и валов.

Благодаря небольшой вязкости воды при прекращении фактора, вызвавшего волне­ние, — ветра поверхность моря еще долгое время остается неспокойной. Напротив, после того, как ветер стих, происходит упоря­дочивание волнения: волны интерферируют, малые волны поглощаются большими, они приобретают симметричный поперечный профиль, упорядочиваются их высоты, дли­ны, период, более или менее короткие и непа­раллельные ранее гребни волн выстраива­ются в гряды волн большой протяженности, параллельные друг другу. Это — волны зыби.

Для характеристики морских волн исполь­зуются следующие величины: высота волны h — превышение гребня волны над ложби­ной; длина волны L — расстояние между двумя соседними гребнями; период Т — вре­мя, в течение которого совершается полный путь частицы по орбите. В волне различают такие элементы, как гребень, склоны, лож­бина, фронт, луч волны.

Морская волна обладает потенциальной и кинетической энергией. Полная энергия волны описывается формулой

Е=± Qgh^L,

где q — плотность воды, g — ускорение силы тяжести. Из этой формулы видно, что важ­нейшее значение для характеристики энергии волны имеет ее высота.

В теории морских волн доказывается, что размах волновых колебаний в толще воды при увеличении глубины в арифметической прогрессии уменьшается в геометрической прогрессии. Считается, что глубина, на кото­рой еще следует учитывать воздействие волн на морское дно, составляет не более V₂ длины волны.

Различают волны глубокого моря и волны мелководья. Все сказанное ранее относилось к волнам глубокого моря. Волны мелководья — это те волны, которые проходят над глуби­нами, меньшими, чем V₂ длины волны. Зна­чит, это такие волны, которые испытывают воздействие морского дна. Это воздействие, в частности, проявляется в том, что орбиты колеблющихся частиц воды деформируются и цриобретают вид неправильных, сплющен­ных снизу эллипсов (рис. 4). В результате воз­никает неравенство орбитальных скоростей, которое получило название асимметрии ско­ростей: скорости движения частиц воды по орбите в сторону берега становятся больше, чем скорости движения, направленного от берега. Неравенство прямой и обратной вол­новых скоростей при такой деформированной орбите можно объяснить неравенством угло­вых скоростей в ее верхней и низшей частях, что хорошо видно на соответствующем ри­сунке, тогда как при круговой орбите угло­вые скорости в любых ее точках одинаковы.

Асимметрия скоростей волновых движений имеет очень важное значение для динамики наносов в береговой зоне. Она определяет разный характер движения частиц наносов в береговой зоне, имеющих разную крупность. Более крупные частицы могут прийти в дви­жение лишь при болыыйх скоростях, но эти большие скорости направлены в сторону

Характер орбит частиц воды в волне мелко­водья [по Кондратьеву. 1953]

берега. Следовательно, крупные частицы наносов на дне в береговой зоне в общем слу­чае имеют тенденцию к движению вверх по склону, в сторону береговой линии. Мелкие частицы, напротив, в состоянии прийти в дви­жение при очень малых скоростях, а при больших могут оторваться от дна, перейти во взвешенное состояние и затем оказаться во власти течений, направленных от берега.

Основные элементы и йараметры волн

Разрушение волн и прибойный поток. Де­формация орбиты в волне сопровождается деформацией профиля волны. Передний склон волны по мере уменьшения глубины, т. е. по мере приближения к берегу, стано-

Волновой перенос в береговой зоне. Заштрихо­вана та часть водной толщи, в которой пере­нос происходит в сторону берега. Стрелки — направление переноса [по И. Леонтьеву и А. Сперанскому. 1979]

Прибойный поток и распределение скоро­стей в нем

вится все круче. Наконец, крутизна склона достигает критической величины, и гребень волны, нависая над ложбиной, обрушивается. Такое разрушение волны происходит обычно на глубине, близкой по своему значению к 0,5—1,Oh.

В силу неоднородности поля ветра волны даже при одном и том же волнении неодина­ковы. Поэтому разрушение волн происходит в пределах хотя и вполне определенной, но все же довольно широкой зоны. В этой зон», волновое движение воды переходит в турбу­лентное, т. е. гидродинамика ее одновре­менно характеризуется остаточным волно­вым и накладывающимся на него турбулент­ным движением воды [Шадрин. 1981].

А⁶

r^ Q.5 О CL

При разрушении волны ее гребень прео­бразуется в плоский поток воды, взбегающий на берег, — так называемый прибойный поток или накат. Движение его происходит по инерции, которой обладает масса воды, образовавшей этот поток в результате обру­шения гребня. Здесь уже колебательное дви­жение воды практически полностью прекра­щается и сменяется турбулентным. Если берег имеет вид обрыва или уступа, прибой­ный поток ударяется об этот обрыв и гидрав­лически воздействует на него, в результате чего может происходить разрушение уступа прибоем — абразия берега. Если берег имеет вид аккумулятивной наклонной поверхности — пляжа, то прибойный поток, взбегая вверх по этой поверхности, теряет скорость, и затем, когда она достйгает нулевого значе­ния, происходит сток воды под действием силы тяжести, т. е. в направлении наиболь­шего уклона этой поверхности {откат). При­бойный поток и является тем фактором, который обусловливает перемещение нано­сов и их аккумуляцию на берегу, т. е. в преде­лах зоны, лежащей выше положения сред­него уровня моря при спокойных условиях.

Прибойный поток представляет собой заплеск воды вверх по пляжу (накат) и сменя­ющий его обратный отток (откат). Прямой поток получает энергию при окончательном разрушении волны, а обратный — за счет силы тяжести. Максимум скорости прямого потока приходится на начало потока, вверх по пути его следования она уменьшается. Гра­диент скорости заплеска определяется одним параметром — уклоном поверхности, по которой взбегает заплеск.

По данным международного эксперимента «Любятовов-65», при волнении, характеризу­ющемся высотой волны на подходе к берего­вой зоне 1 м, максимальная скорость прибой­ного потока в нижнем двухметровом (по про­тяжению) его отрезке составляла 4 м/с. Далее на последующих двухметровых отрезках ско­рость составляла соответственно 2,5; 2,2; 0,8; 0,6; 0,4 м/с [Кирлис и др. 1978].

Обратный поток наращивает свою кинети­ческую энергию при движении вниз, тем самым максимум его скорости также прихо­дится на нижнюю часть зоны прибойного потока. Средние скорости обратного потока всегда меньше средних скоростей прямого.

По гидродинамическим условиям вся зона прибойного потока четко разделяется на три части: ту, которая в течение всего времени действия волнения находится под водой, на попеременно то осыхающую, то затопля­емую и затопляемую только при экстремаль­ных заплесках.

Прибойный поток у берегов Тасмании

Гидродинамическое разделение береговой зоны. Из вышесказанного следует, во-пер­вых, что по гидродинамическим условиям она весьма неоднородна, а во-вторых, что она может быть разделена на три неравных по ширине, площади и объему подзоны: подвод­ного берегового склона или, применительно к поверхности моря, подзону взморья; разруше­ния волн; прибойного потока. Такая диффе­ренциация береговой зоны точнее отражает ее гидродинамическую неоднородность.

Волновые течения в береговой зоне

Волновые процессы, создавая неоднород­ность гидродинамического поля, обусловли­вают образование в береговой зоне различ­ных течений, имеющих важнейшее значение прежде всего для литодинамических процес­сов, т. е. процессов перемещения осадочного материала. И. Ф. Шадрин [1981] различает энергетические (вдольбереговые), градиент­ные, разрывные течения, компенсационные противотечения. Кроме того, важную роль в динамике береговой зоны играют ветровые течения. При косом подходе волн к берегу возникает поток энергии, который состоит из вдольбереговой и нормальной к берегу составляющих.

Энергетическое (вдольбереговое) течение представляет собой перенос воды вдоль берега при косом подходе волн. Оно обуслов­лено вдольбереговой составляющей соответ­ствующего волнового потока энергии и может быть выражено в любой части берего­вой зоны, но наиболее эффективно в подзоне разрушения волн. Считают, что примерно 0,15 общей энергии волны переходит в йолно- вое энергетическое течение [Шадрин. 1981].

Градиентное течение возникает в случае наклона уровня моря вдоль берега, т. е. неод­нородности положения уровенной поверхно­сти. Такой наклон образуется вследствие неравномерности волнового нагона, неодно­родности поля рефракции волн (см. ниже) или рельефа подводного берегового склона. Естественно, что такое течение прослежи­вается от участков с превышением уровня к участкам с пониженным уровнем.

Компенсационные противотечения зани­мают особое место в обмене веществом между прибойной зоной и зоной разрушения волн, с одной стороны, и зоной подводного берегового склона (взморья) — с другой. Причиной их возникновения является волно­вой нагон масс воды, возникающий за счет нормальной к берегу составляющей волно­вого переноса. У прямолинейного берега с параллельными изобатами возникают ком­пенсационные потоки как отток излишков воды, направленные в море по нормали к изо­батам. У изрезанных берегов картина может быть более сложной, но и здесь для каждого малого отрезка берега, который можно упо­добить прямой линии, этот принцип выдержи­вается. В ряде случаев компенсационный от­ток осуществляется разрывными течениями.

Разрывные течения представляют собой также один из механизмов оттока вод от берега в море. Ф. Шепард [1951] различает в разрывном течении «питающие потоки», «горловину» и «головную часть». И. Ф. Шадрин полагает, что образованию разрыв­ных течений способствует неоднородность рельефа или очертаний берега. Ниже будет показано, что неоднородность поля рефрак­ции волн также может обусловить образова­ние разрывных течений. Скорость разрыв­ного течения, по Ф. Шепарду, может превос­ходить 1 м/с, оно захватывает большой объем воды и способно привести во взвешенное состояние крупные массы наносов.

В «головной части» разрывного течения происходит расширение и распластывание струи потока, скорости на некотором рассто­янии затухают, и массы воды вновь вовлека­ются в движение, направленное к берегу.

Ветровые течения и ветровой нагон

Ветровые течения, по И. Ф. Шадрину [1981], следует рассматривать как течения откры­того моря, созданные полем ветра, заходящие в пределы прибрежного мелководья. Поскольку ветер действует обычно на боль­шей площади, чем площадь береговой зоны, здесь могут действовать только периферий­
ные области ветровых течений. Источником энергии ветрового течения в береговой зоне является, как и в открытом море, энергия ветра, а основным механизмом, передающим энергию воде, — касательное напряжение. По абсолютной величине скоростей ветровые течения уступают волновым в 3—5 раз.

Ветровой нагон. Если ветровое течение непараллельно берегу, то оно неизбежно вызывает изменение уровня моря в береговой зоне. Длительные и сильные ветры, направ­ленные с моря на сушу, обусловливают общее перемещение масс воды в сторону берега, причем при малых глубинах этим движением может быть охвачена вся толща воды.

Согласно расчетам скоростей нагонного ветрового течения, ураганный ветер скоро­стью 40 м/с создает градиентное течение со скоростью 4 см/с, способное вызвать повыше­ние уровня около 6 см/км. Очевидно, что, чем больше длина пути ветра над водной поверх­ностью, тем больше подъем уровня, и, если, например, ураган проходит над морем до берега 100 км, подъем уровня у наветренного берега составит 6 м. При этом надо иметь в виду, что обычно у отмелых берегов размах колебаний уровня, связанный со сгонами и нагонами, больше, чем у приглубых.

Известны средние и экстремальные вели­чины ветровых нагонов для различных регио­нов: так, для Белого моря средняя величина ветрового нагона 0,3 м, для Каспия — 0,5—0,7 м, для западного берега Желтого моря — 0,6 м. Но в году бывает немало штормов, вызы­вающих нагоны гораздо более высокие. В связи с этим ветровые нагоны создают боль­шие проблемы во многих пунктах побережий Балтийского, Каспийского и многих других морей. Известно, например, что в Галвестоне (Мексиканский залив) высота нагона одна­жды достигала 6 м. На побережье моря Лап­тевых нагоны могут достигать 6—7 м [Тара­канов. 1978]. В некоторых районах побе­режья Мирового океана высокие нагоны накладываются на сизигийные приливы, и в этих случаях возникают катастрофические наводнения, как, например, в Бангладеше, где уровень воды может подняться на 10— 11 м выше нулевой отметки.

Рефракция волн. Циркуляционные ячейки

Рефракция волн. При распространении волн в открытом море под некоторым углом к

ч * / ■ г ч^

^ ^^Головная часть^Ч \

^ / * 4 it ^

ЧчЧ vOvl; и

Зона^рибоя

/

Igj»

Рефракция волн у ровного (А) и бухтового (Б) берегов. Ширина заштрихованных полос, изоб­ражающих фронт волны, соответствует энер­гии волны

Питающим канал

Дата добавления: 2015-08-28