Отлив (волны на воде)

Схема подводного течения (ниже впадин) и направленного к берегу волнового массопереноса (над впадинами) в вертикальном разрезе (части) зоны прибоя. Набросок из: Buhr Hansen & Svendsen (1984) ; MWS = средняя водная поверхность.

В физической океанографии , прибойный является под-ток , который движется от берега , когда волны приближаются к берегу. Подводный поток является естественным и универсальным явлением практически для любого крупного водоема: это возвратный поток, компенсирующий средний перенос воды, направленный на берег, волнами в зоне над впадинами волн . Скорость подводного течения обычно наиболее высока в зоне прибоя , где вода мелкая, а волны высокие из-за мелководья . ^[1]

В популярном использовании слово «откат» часто неправильно применяют к отрывным токам . ^[2] Подводный поток происходит повсюду под приближающимися к берегу волнами, тогда как отрывные течения - это локализованные узкие прибрежные течения, возникающие в определенных местах вдоль побережья. ^[3]

Океанография [ править ]

«Подводный поток» - это устойчивый, направленный на берег компенсационный поток, который возникает под волнами у берега. Физически, на берегу, индуцированный волной поток массы между гребнем волны и впадиной направлен на берег. Этот массоперенос локализован в верхней части водной толщи , то есть над впадинами волн . Чтобы компенсировать количество воды, переносимой к берегу, в нижней части водной толщи имеет место среднее течение второго порядка (т. Е. Пропорциональное квадрату высоты волны ), направленное от берега. Этот поток - подводный поток - влияет на прибрежные волны повсюду, в отличие от отрывных течений, локализованных в определенных местах вдоль берега.^[4]

Термин «отвод» используется в научных статьях по прибрежной океанографии. ^{[5] [6] [7]} Распределение скоростей потока в подводном потоке над водной толщей важно, поскольку оно сильно влияет на перенос наносов на берег или в море . Вне зоны серфинга есть почти кровать береговой-направленные наносы , индуцированные Стокс дрейф и перекос-асимметричная волна транспорт. В зоне прибоя сильный подводный поток порождает прибрежный перенос наносов. Эти антагонистические потоки могут привести к образованию песчаной косы, где потоки сходятся около точки обрушения волны или в зоне обрушения волны. ^{[5] [6][7] [8]}

Поток массы в сторону моря [ править ]

Точное соотношение для потока массы нелинейной периодической волны на невязком слое жидкости было установлено Леви-Чивита в 1924 году. ^[9] В системе отсчета, согласно первому определению скорости волны Стокса , поток массы волны связана с плотностью кинетической энергии волны (интегрированной по глубине и затем усредненной по длине волны ) и фазовой скоростью через:${\ displaystyle M_ {w}}$${\ displaystyle E_ {k}}$ ${\ displaystyle c}$

${\ displaystyle M_ {w} = {\ frac {2E_ {k}} {c}}.}$

Точно так же Лонге Хиггинс показал в 1975 году, что - для обычной ситуации нулевого потока массы к берегу (то есть второго определения скорости волны Стокса ) - периодические волны, падающие нормально, создают среднюю по глубине и времени скорость отката: ^[10]

${\ displaystyle {\ bar {u}} = - {\ frac {2E_ {k}} {\ rho ch}},}$

со средней глубиной воды и плотностью жидкости . Положительное направление потока соответствует направлению распространения волны.${\ displaystyle h}$${\ displaystyle \ rho}$${\ displaystyle {\ bar {u}}}$

Для волн малой амплитуды существует равнораспределение кинетической ( ) и потенциальной энергии ( ):${\ displaystyle E_ {k}}$${\ displaystyle E_ {p}}$

${\ Displaystyle E_ {w} = E_ {k} + E_ {p} \ приблизительно 2E_ {k} \ приблизительно 2E_ {p},}$

с полной плотностью энергии волны, интегрированной по глубине и усредненной по горизонтальному пространству. Так как в общем случае потенциальная энергия намного легче измерить , чем кинетическая энергия, энергия волны приблизительно (с на высоте волны ). Так${\ displaystyle E_ {w}}$${\ displaystyle E_ {p}}$${\ displaystyle {E_ {w} \ приблизительно {\ tfrac {1} {8}} \ rho gH ^ {2}}}$${\ displaystyle H}$

${\ displaystyle {\ bar {u}} \ приблизительно - {\ frac {1} {8}} {\ frac {gH ^ {2}} {ch}}.}$

Для нерегулярных волн требуемой высота волны является корневой среднеквадратичной высотой волн с в стандартном отклонении возвышения свободной поверхности. ^[11] Потенциальная энергия равна и${\ displaystyle H _ {\ text {rms}} \ приблизительно {\ sqrt {8}} \; \ sigma,}$${\ displaystyle \ sigma}$${\ Displaystyle E_ {p} = {\ tfrac {1} {2}} \ rho g \ sigma ^ {2}}$${\ displaystyle E_ {w} \ приблизительно \ rho g \ sigma ^ {2}.}$

Распределение скорости подводного течения по глубине воды является предметом текущих исследований. ^{[5] [6] [7]}

Путаница с отрывными токами [ править ]

В отличие от подводного течения, сильные течения являются причиной подавляющего большинства случаев утопления вблизи пляжей. Когда пловец попадает в обратное течение, он начинает уносить его за пределы берега. Пловец может выйти из обратного течения, проплыв под прямым углом к ​​течению, параллельно берегу, или просто ступая по воде или плывя. Однако утопление может произойти, когда пловцы изнуряют себя, безуспешно пытаясь плыть прямо против течения.

На веб-сайте Ассоциации спасателей США отмечается, что некоторые употребления слова «откат» неверны:

Отрывное течение - это горизонтальное течение. Риповые течения не утаскивают людей под воду - они утаскивают людей от берега. Смерть в результате утопления наступает, когда люди, выведенные на берег, не могут удержаться на плаву и доплыть до берега. Это может быть связано со страхом, паникой, истощением или отсутствием навыков плавания. В некоторых регионах обратные течения обозначаются другими неправильными терминами, такими как «приливы» и «отлив». Мы поощряем исключительное использование правильного термина - разрывные токи. Использование других терминов может сбить с толку людей и негативно повлиять на общественное образование. ^[2]

См. Также [ править ]

• Прибрежное течение  - течение, параллельное береговой линии, вызванное волнами, приближающимися под углом к ​​береговой линии.

Ссылки [ править ]

Заметки [ править ]

Другое [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Татьяна Моралес ( 27 мая 2004 г.), Остерегайтесь приливов , CBS News , получено 24 июня 2015 г.