Реклама

Чеботарев А.И. Учебник для специальности гидроинжинерия. Страница 198

Волны под действием ветра растут в высоту и в длину; одновре­менно изменяется период и скорость их распространения. Наи­большей изменчивостью отличается высота волны: она быстро воз­растает с усилением ветра и также быстро убывает, когда ветер стихает.

Волны имеют наибольшую крутизну в начале волнения, когда высота волны нарастает быстрее длины. Наивысшие значения кру­тизны 1 8 и даже 1 7; в среднем крутизна меньше и приближается к 1 15. Скорость распространения и период воли изменяются сра­внительно мало на разных стадиях развития ветрового волнения.

Если ветер держится постоянным в течение некоторого до­статочно продолжительного периода времени, на водоеме устанав­ливается определенная система волнения, соответствующая длине разгона и скорости ветра. Энергия ветра в стадии установивше­гося волнения расходуется на поддержание волн иа достигнутом уровне.

С того момента, когда приходные составляющие теплового ба­ланса начинают превышать расходные, увеличивается температура поверхностных слоев, которые, нагреваясь до 4° С, как более тяже лые опускаются вглубь, а на их место под влиянием конвекции под­нимаются более холодные массы воды.

Когда температура по всей толще воды озера достигнет 4° С, дальнейшее нагревание поверхностных слоев приведет к повыше­нию их температуры, но распространение тепла в глубину конвек­цией происходить уже не будет. Возникнет прямая термическая стратификация, характеризующаяся убыванием температуры воды от поверхности в глубину.

При охлаждении поверхности озера (например, осенью) верх­ние слои как более тяжелые под влиянием термической конвекции опускаются вниз, а более теплые из глубины поднимаются к по­верхности; происходит перемешивание слоев, прямая стратифика­ция нарушается, и при длительном охлаждении вся вода до дна примет одинаковую температуру наибольшей плотности. После этого дальнейшее охлаждение уже не вызовет опускания верхних слоев и прямая стратификация перейдет в обратную. Такой пере­ход начинается обычно в начале осени и заканчивается перед за­мерзанием озера. При нагревании озера в случае обратной стра­тификации (например, весной) происходит нарушение ее, далее температура по глубине выравнивается, достигая 4° С, а затем при дальнейшем нагревании устанавливается прямая стратификация. Следовательно, прямая стратификация устойчива при нагревании, обратная — при охлаждении. Явление постоянства температуры по глубине, устанавливающейся осенью после нарушения прямой стратификации и весной после нарушения обратной стратифика­ции, называют осенней и весенней гомотермией.