Файл: Океанография и морская метеорология учебник..pdf

Таким образом, путь частицы, расположенной на глу­ бине 1 0 0 0 0 м, всего на 1 м меньше пути частицы, нахо­ дящейся на поверхности; следовательно, и скорости дви­ жения этих частиц по орбитам остаются почти неизмен­ ными. В последнее время появилось много сообщений, подтверждающих вывод о неизменности скорости при­ ливо-отливных течений с глубиной.

Сведения о приливо-отливных течениях выбираются из атласов или таблиц приливо-отливных течений. В этих пособиях даются направление и скорость течения на каждый час водного или лунного времени, вычисленные как средние векториальные; следовательно, выбранные

учет течений часто приходится начинать в моменты, не совпадающие с целым водным часом, что затрудняет процесс выборки данных. В этом случае, чтобы прибли­ зить выбираемые данные к действительным, целесооб­ разно производить осреднение результатов, как пока­ зано в табл. 24.

Т а б л и ц а 24

Определение средних значений элементов течений на переход корабля

Вэтой таблице:

7’с — судовое время;

Тпв— время наступления полной воды в основном

порту, относительно которого составлена схе­ ма приливо-отливных течений;

Тв— водный час как промежуток времени между заданным моментом, на который рассчиты­ вается течение, и временем наступления пол­ ной воды в основном порту. ТВ= ТС— Тпв.

317

если направление течения в смежные водные часы отли­ чается на угол меньше 80°, и как среднее векторное, если угол равен или больше 80°. В последнем случае опреде­ ление среднего удобно производить на круге СМО.

При составлении прогноза течения эта составляющая предвычисляется на заданный час по пособиям в соот­ ветствии с водным часом, характером прилива и райо­ ном плавания.

3. Ветровые течения. Возникновение ветровых тече­ ний связано с наличием силы трения движущегося воз­ духа о поверхность воды. Теоретические основы форми­ рования ветровых течений изложены в § 27. Для практи­ ческих целей используются закономерности, вытекаю­ щие из теоретических положений, для установившихся течений. При этом будем считать течение установившим­ ся, если ветер сохраняется по направлению (не выходя за пределы четверти горизонта) больше 18 ч, а его ско­ рость меняется в пределах до 3—4 баллов.

В общем случае установившиеся ветровые течения характеризуются следующими особенностями.

Направление поверхностного течения отклоняется от линии действия ветра на угол а вправо в Северном по­ лушарии и влево — в Южном (рис. 60). Величина этого угла согласно выводам теории составляет 45° в удален­ ных от берегов районах океана и 15—20° — у берегов.

Скорость течения пропорциональна силе ветра. Зна­ чение коэффициента пропорциональности зависит от глубины места, степени устойчивости вод, разгона (под разгоном понимается путь ветра над водной поверхно­ стью в одном направлении) и главным образом от про­ должительности действия ветра. При плавании в уда­ ленных районах океанов значение коэффициента k реко­ мендуется брать:

вширотах больше 30° &= 0,12;

вширотах меньше 30° &= 0,15;

вморях и прибрежных районах А = 0 ,1 .

3 18

Эти значения найдены экспериментальным путем при анализе невязок счисления, полученных при плавании кораблей в Баренцевом и Норвежском морях.

Скорость ветрового течения определяется соотноше­ нием

где | zj<s| — скорость ветровой составляющей суммарного

течения, уз;

\U\ — сила ветра по 12-балльной шкале.

Этим соотношением можно пользоваться при силе ветра от 5 до 10 баллов.

Рис. 60. Определение направления ветрового течения

вСеверном и Южном полушариях:

/— вектор ветра; 2 — вектор течения

Ветровые течения с глубиной затухают и практиче­ ски на глубинах больше 50 м не обнаруживаются.

При неустановившемся течении скорость его опреде­ ляется по номограмме, приведенной в [1 1 ], которая по­ строена по эмпирическим данным (рис. 61). В номограм­ му вводят значение скорости ветра и затем с учетом принятой продолжительности его действия и разгона на­ ходят скорость течения. Из двух влияющих факторов (продолжительность и разгон) выбирают тот, который дает меньшее значение. Вертикальные участки изотах соответствуют скорости установившегося течения.

Пример. Ветер 14 м/с (7 баллов) дает скорость тече­ ния при продолжительности 6 ч 0,3 уз, после 12 ч дей-

3 19

ного течения представляет собой инерционное движение воды после прекращения действия сил. Благодаря от­ носительно большой вязкости вод Мирового океана остаточные течения сохраняются еще длительное время после действия первичных сил, вызвавших это движе­ ние. Для целей прогноза наибольший интерес представ-

Сиорость ветра, м/с

Рис. 61. Номограмма для вычисления скорости ветровых тече­ ний (по Р. Джеймсу)

ляют остаточные ветровые течения, которые могут вно­ сить существенный вклад в формирование суммарного течения, предопределяющего снос корабля.

Для определения закономерностей затухания ветро­ вого течения после прекращения ветра воспользуемся следующими рассуждениями. Предположим, что при прохождении через элементарный горизонтальный слой воды часть энергии ветра поглощается частицами воды, вследствие чего частицы приходят в движение. Очевид­ но, что это поглощение пропорционально входящей энергии за единицу времени dE, толщине поглощающего слоя Аz и коэффициенту поглощения с, который харак­ теризует долю энергии, пошедшей на поглощение. Тогда

щения ветра;

(vt )t_ 0— начальная скорость течения в момент / = О,

когда действие ветра прекратилось.

Из полученной формулы следует, что процесс затуха­ ния ветрового течения определяется значением коэффи­ циента с, который учитывает долю энергии, передавае­ мой в процессе перемешивания. Определение коэффи­ циента с производилось экспериментально-независимым подбором по наблюдениям, выполненным на кораблях погоды. В результате установлено, что значение его ме­

торой определяется скорость остаточного течения.

321