Волны трения (ветровые волны)

это сложные трехмерные колебательные движения водной поверхности, вызываемые ветром. Для зарождения ветровых волн на невозмущенной поверхности необходимо, чтобы движущийся воздушный поток был турбулентным. Неоднородность его строения приводит к тому, что давление воздуха на различных участках первоначально невозмущенной поверхности будет отличаться, что в свою очередь приводит к возникновению неоднородной поверхности, увеличивающейся при определенных благоприятных условиях. Размер волны имеет прямую зависимость от скорости ветра. При скорости ветра 2,5 м/с появляются первые мелкие (капиллярные) волны рябь. Их высота несколько миллиметров, а длина несколько сантиметров (до 20см). С увеличением длины они превращаются в гравитационные волны. Размеры волн прямо зависят от скорости, продолжительности действия ветра и от длины его разгона, т.е. от расстояния, которое он пробегает над водой по одному направлению. С течением времени, скорость и энергия гравитационных волн растут, увеличивающиеся волны вносят еще большие возмущения в воздушный поток, а те в свою очередь приводят к еще большему росту волн. Большое нарастание мощности объясняется появлением крутых волн более высоких порядков на основных волнах, т.е. происходит накладывание одной волны на другую (интерференция). И этот рост будет продолжаться до тех пор, пока скорость волн будет меньше скорости ветра. Однако при определенной крутизне волна становится неустойчивой, что приводит и опрокидыванию вершины волны и возникновению пенистых белых барашков. Если опрокидывание происходит у самого берега, то возникает прибой, если на некотором удалении от берега, то бурун. У отвесного берега в момент похода набегающей волны образуется взброс (всплеск), высота которого примерно в 2 раза выше высоты волны. Прибой и взбросы производят большую разрушительную работу и формируют берега. По мере падения скорости ветра рост волн прекращается, и волнение переходит в зыбь. С глубиной колебательные движения волн затухают. Волны глубокого моря короткие. Глубина проникновения колебаний коротких волн очень мала, причем, чем выше частота колебаний, тем на меньшую глубину проникает волновой процесс. Волны мелкого моря называются длинными. В длинных волнах преобладают колебания в продольном направлении и колебаниями охвачена вся толща воды, не затухающими с глубиной. Вопрос о том, является волна длинной или короткой имеет практическое значение. При переходе волн к прибрежному мелководью они становятся длинными, размывают дно, перемещают огромные массы наносов, изменяя дно и берега.