ветра, при переходе его через некоторую новую критическую скорость, вид поверхности воды вновь меняется: исчезают правильные ряды В., к-рые, по старым теориям (лорда Кельвина и Гельмгольца), должны были бы всегда образовываться на границе двух разнородных жидкостей (воздуха и воды), движущихся одна относительно другой. Теперь, при достаточно больших скоростях ветра, на поверхности воды не остается ни следа В., бежавших параллельными рядами: море покрывается беспорядочными В., имеющими форму отдельных холмов, покатых по всем направлениям — покрывается «трехмерными волнами», по терминологии Джефри. Вызывается это возникновением разности давления ветра на подветренную и наветренную стороны волны и связанным с этим появлением вихревого движения (см.) воздуха, к-рого совершенно не учитывали старые теории. Любопытно, что при самых больших скоростях ветра — во время сильного шторма — на поверхности моря вновь появляются волны, бегущие параллельными рядами. Но В. эти громадных размеров, они совершенно несоизмеримы с В., появляющимися в зачаточной стадии волнообразования. Когда ветер, вызвавший волнение, затихает, В. начинают постепенно уменьшаться в размерах: их энергия поглощается силами трения. Чем короче В., тем скорее они «затухают». Вот почему из целого комплекса В., покрывающих, обычно, поверхность моря и налагающихся одна на другую, раньше других исчезают мелкие В. Затем очередь доходит до все более крупных, и только самые большие, основные В., достигающие нередко сотен м в длину, надолго переживают все остальные и продолжают бежать по поверхности моря даже тогда, когда ветер давно затих. Эти В., длинные и пологие, долго существующие при абсолютном штиле, носят название мертвой зыби. Строго говоря, только к ним, да еще к самым первым, зачаточным волнам могут быть применяемы простые представления об эллиптических и круговых движениях частиц воды на В. На рис. 6 изображен
Рис. 6. Схема образования волны по трохоидальной теории. Буквами О, Оп О2, ... отмечено положение покоя частиц водной поверхности; Р, Р„ Р2, ... и р, р', р", ... их положения на круговых орбитах в два близких момента времени.
профиль такой простой В., возникающей при движении частиц воды по окружностям.
Профиль В. здесь с достаточной степенью точности выражается сплошной кривой на рисунке, т. н. трохоидой (см.).
Волнение охватывает не один только поверхностный слой воды: оно распространяется и в. глубину, при чем. только радиус орбиты непрерывно уменьшается. по закону:
здесь г0 — радиус орбиты поверхностной частицы, а г — радиус орбиты частицы, поло 756
жение равновесия к-рой находится на глубине z. Через Л здесь обозначена длина В.
Согласно этому соотношению, на глубине, равной длине волны, радиус орбиты частицы достигает только 0, 002 от радиуса орбиты поверхностной частицы. — Для того, чтобы сообщить волнообразное движение массам воды, необходима некоторая работа и необходим некоторый срок для развития того или иного волнения. Большую роль при этом должны играть размеры участка, на который действует ветер.
Все эти факторы пытались учесть авторы различных эмпирических формул. Так, согласно Бергену (Boergen), высота волны может быть выражена следующим образом:
тт _ ______ ________ Здесь через v обозначена скорость ветра, t — время, в течение к-рого он дует, D — длина участка, на к-ром может происходить волнообразование под действием этого ветра, а Нт — нек-рая предельная высота, к-рой могут достигнуть волны при данной скорости ветра. По данным Вогана Корниш (Vaughan Cornish), можно полагать, что Hm=lhv. Константа а, к сожалению, определена еще недостаточно надежно.
Наибольшие ветровые В. наблюдались в Юж. полушарии, в той области океана, где сплошное водное кольцо охватывает землю, и где суша находится далеко, не стесняя волнения. Другой причиной, в результате которой наибольшие В. наблюдаются именно здесь, является характер ветров. Здесь господствуют свежие северо-западные и западные ветры, дующие с большой правильностью и достигающие большой силы, сохраняя постоянное направление. В этой области наблюдались волны длиной до 400 м при высоте до 12—13 период их — 17—18 сек., а скорость распространения в сек. — 14—15 м (иногда до 22 л). В Атлантическом океане, вблизи о-ва Мадейры, наблюдались В. длиной до 185 л при высоте в 9 л; В. эти пробежали от места своего возникновения 1.800 морских миль в 48 часов.
Под влиянием различных причин форма и размер В-ны могут претерпевать значительные изменения. Так, под действием сильного ветра прежде всего искажается сам профиль В-ны: ветер давит на тыльную сторону В-ны и заставляет гребень ее смещаться вперед; благодаря этому передний скат ветровых В. всегда бывает значительно круче заднего.
Когда с глубокой части моря В. вступают на, мелководье, то энергия движения частиц толстого слоя жидкости должна, очевидно, передаться частицам более тонких слоев, благодаря чему на мелководьи должна возрасти амплитуда их колебаний, т. е. высота волны. Но одновременно на мелководьи уменьшается скорость распространения В., и, следовательно, должна уменьшиться-длина волны. Оба упомянутых фактора заставляют резко возрастать на мелководьи крутизну волны (отношение ее высоты к длине). Этот теоретич. вывод подтверждается наблюдениями над В. во внутренних морях, которые вообще меньше, чем В. океанские (в Средиземном море высота В. доходит до 5, 0—5, 5 л; в Немецком — В. редко бывают выше 4 л, и лишь в виде исключения наблюдались В. до 6 л; в Балтийском — высота В. не превосходит 5 ж). В то время как для
