Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Water wave )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Океанские волны
Большая волна
Видео больших волн от урагана Мари на побережье Ньюпорт-Бич , Калифорния

В динамике жидкости , ветровых волн или ветровых волн , водные поверхностные волны , возникающие на свободной поверхности в водоемах . Они возникают из-за ветра, дующего над жидкой поверхностью, где контактное расстояние в направлении ветра известно как опускание . Волны в океанах могут преодолевать тысячи миль, прежде чем достичь суши. Ветровые волны на Земле варьируются по размеру от небольшой ряби до волн высотой более 100 футов (30 м), которые ограничиваются скоростью ветра, продолжительностью, опусканием и глубиной воды. [1]

Система ветровых волн, создаваемая непосредственно местными водами и подвергаясь их воздействию, называется ветровым морем (или ветровыми волнами). Ветровые волны после создания будут двигаться по маршруту большого круга - слегка изгибаясь влево в южном полушарии и немного вправо в северном полушарии. После выхода из зоны выброса ветровые волны называются зыбью и могут преодолевать тысячи миль. Примечательным примером этого являются волны, генерируемые к югу от Тасмании во время сильных ветров, которые дойдут до южной Калифорнии, создав желательные условия для серфинга. Зыбь состоит из генерируемых ветром волн, на которые местный ветер в то время не оказывает значительного влияния. Они были созданы в другом месте и некоторое время назад. [2]Ветровые волны в океане также называют океанскими поверхностными волнами и в основном представляют собой гравитационные волны .

Ветровые волны имеют определенную степень случайности : последующие волны различаются по высоте, продолжительности и форме с ограниченной предсказуемостью. Их можно описать как стохастический процесс в сочетании с физикой, управляющей их возникновением, ростом, распространением и распадом, а также регулирующими взаимозависимость между величинами потока, такими как движения поверхности воды , скорости потока и давление воды . Ключевая статистика ветровых волн (как морей, так и волн) в меняющихся состояниях моря может быть предсказана с помощью моделей ветрового волнения .

Хотя волны обычно рассматриваются в водных морях Земли, углеводородные моря Титана также могут иметь ветровые волны. [3] [4]

Формирование [ править ]

Аспекты водной волны
Формирование волн
Движение частиц воды глубоководной волны
Фазы поверхностной волны океана: 1. Волновой гребень, когда водные массы поверхностного слоя движутся горизонтально в том же направлении, что и распространяющийся фронт волны. 2. Падающая волна. 3. Желоб, в котором водные массы поверхностного слоя движутся горизонтально в направлении, противоположном направлению фронта волны. 4. Восходящая волна.
NOAA отправляет Делавэр II в плохую погоду на берегу Джорджеса

Подавляющее большинство крупных бурунов, которые можно увидеть на пляже, - это результат далеких ветров. На формирование структур течения в ветровых волнах влияют пять факторов: [5]

  1. Скорость или сила ветра относительно скорости волны - ветер должен двигаться быстрее гребня волны для передачи энергии
  2. Непрерывная протяженность открытой воды, над которой дует ветер без значительного изменения направления (так называемый приток ).
  3. Ширина области, на которую действует выборка (под прямым углом к ​​расстоянию)
  4. Продолжительность ветра - время, в течение которого ветер дует над водой.
  5. Глубина воды

Все эти факторы работают вместе, чтобы определить размер водных волн и структуру потока внутри них.

Основные параметры, связанные с волнами:

  • Высота волны (расстояние по вертикали от впадины до гребня )
  • Длина волны (расстояние от гребня до гребня в направлении распространения)
  • Период волны (временной интервал между прибытием последовательных гребней в стационарную точку)
  • Направление распространения волны

Полностью развитое море имеет максимальный размер волны, теоретически возможный для ветра определенной силы, продолжительности и силы ветра. Дальнейшее воздействие этого специфического ветра могло вызвать только рассеяние энергии из-за разрушения вершин волн и образования «белых шапок». Волны в данной области обычно имеют разную высоту. Для сообщений о погоде и для научного анализа статистики ветровых волн их характерная высота за определенный период времени обычно выражается как значительная высота волн . Эта цифра представляет собой среднийвысота наивысшей одной трети волн в заданный период времени (обычно выбирается где-то в диапазоне от 20 минут до двенадцати часов) или в конкретной волновой или штормовой системе. Значительная высота волны также является величиной, которую «обученный наблюдатель» (например, из экипажа судна) мог бы оценить по визуальному наблюдению за состоянием моря. Учитывая изменчивость высоты волн, самые большие отдельные волны, вероятно, будут несколько меньше, чем в два раза превышающей зарегистрированную высоту значительной волны для конкретного дня или шторма. [6]

Волнообразование на изначально плоской водной поверхности ветром начинается случайным распределением нормального давления турбулентного ветрового потока над водой. Это колебание давления вызывает нормальные и касательные напряжения в поверхностных водах, которые создают волны. Предполагается, что: [7]

  1. Изначально вода находится в состоянии покоя.
  2. Вода не вязкая.
  3. Вода безвихревная .
  4. Наблюдается случайное распределение нормального давления на поверхность воды от турбулентного ветра.
  5. Корреляциями между движениями воздуха и воды пренебрегают.

Второй механизм связан с силами сдвига ветра на поверхности воды. Джон У. Майлз предложил механизм генерации поверхностных волн, который инициируется турбулентными сдвиговыми потоками ветра на основе невязкого уравнения Орра-Зоммерфельда в 1957 году. Он обнаружил, что передача энергии от ветра к поверхности воды пропорциональна кривизне профиля скорости движения воды. ветер в точке, где средняя скорость ветра равна скорости волны. Поскольку профиль скорости ветра логарифмичен по отношению к поверхности воды, кривизна в этой точке имеет отрицательный знак. Это соотношение показывает, как ветровой поток передает свою кинетическую энергию поверхности воды на их границе раздела.

Предположения:

  1. двумерный параллельный сдвиговый поток
  2. несжимаемая, невязкая вода и ветер
  3. иротационная вода
  4. уклон смещения водной поверхности небольшой [8]

Обычно эти механизмы формирования волн возникают вместе на поверхности воды и в конечном итоге создают полностью развитые волны.

Например, [9], если мы предполагаем, что поверхность моря плоская (состояние 0 по шкале Бофорта), и внезапный поток ветра постоянно дует через поверхность моря, процесс генерации физических волн следует последовательности:

  1. Турбулентный ветер формирует случайные колебания давления на поверхности моря. Волны с длинами волн порядка нескольких сантиметров порождаются колебаниями давления. (The Филлипс механизм [7] )
  2. Ветры продолжают воздействовать на первоначально волнистую морскую поверхность, заставляя волны становиться больше. По мере роста волн разница в давлении увеличивается, что приводит к увеличению скорости роста. Наконец, сдвиговая неустойчивость ускоряет рост волны экспоненциально. (Механизм Майлза [7] )
  3. Взаимодействие между волнами на поверхности порождает более длинные волны [10], и взаимодействие будет передавать волновую энергию от более коротких волн, генерируемых механизмом Майлза, к волнам, которые имеют несколько более низкие частоты, чем частота при пиковых величинах волны, а затем, наконец, волны будут быстрее, чем скорость поперечного ветра (Пирсон и Московиц [11] ).

Типы [ править ]

Серфинг по скалистому дну с неровной поверхностью. Порто-Кову , западное побережье Португалии

Со временем развиваются три разных типа ветровых волн:

  • Капиллярные волны или рябь, в которых преобладают эффекты поверхностного натяжения.
  • Гравитационные волны , в которых преобладают гравитационные и инерционные силы.
    • Море, поднятые местами ветром.
  • Волны , которые ушли от места, где они были подняты ветром, и в большей или меньшей степени рассеялись.

Волны появляются на гладкой воде, когда дует ветер, но быстро исчезнут, если ветер прекратится. Возвращающая сила, которая позволяет им распространяться, - это поверхностное натяжение . Морские волны представляют собой крупномасштабные, часто нерегулярные движения, возникающие при устойчивых ветрах. Эти волны, как правило, длятся намного дольше, даже после того, как ветер стих, а восстанавливающая сила, которая позволяет им распространяться, - это гравитация. По мере того, как волны распространяются от своей области происхождения, они естественным образом разделяются на группы с общим направлением и длиной волны. Наборы волн, сформированные таким образом, известны как зыби. Тихий океан является 19,800km от Индонезии до побережья Колумбии и, основываясь на средней длину волны 76.5m, будет иметь \ 258,824 набухает над этой шириной.

Отдельные « волны- убийцы» (также называемые «волнами-убийцами», «волнами-чудовищами», «волнами-убийцами» и «волнами короля») могут возникать намного выше, чем другие волны в состоянии моря . В случае волны Драупнера ее высота 25 м (82 фута) была в 2,2 раза больше высоты значительной волны . Такие волны отличаются от приливов и отливов , вызванные Луны и Солнца «s гравитационного притяжения , цунами , вызванные подводными землетрясениями или оползнями , и волны , генерируемые подводных взрывов или падения метеоритов- все они имеют гораздо более длинные волны, чем ветровые волны.

Самые большие из когда-либо зарегистрированных ветровых волн - это не волны-убийцы, а стандартные волны в экстремальных морских условиях. Например, на RRS Discovery были зарегистрированы волны высотой 29,1 м (95 футов) в море со значительной высотой волны 18,5 м (61 фут), так что самая высокая волна была только в 1,6 раза больше высоты значительной волны. [12] Самый большой зафиксированный буй (по состоянию на 2011 год) был 32,3 м (106 футов) в высоту во время тайфуна Кроса в 2007 году недалеко от Тайваня. [13]

Спектр [ править ]

Классификация спектра океанских волн по периоду волн [14]

Океанские волны можно классифицировать на основе: возмущающей силы, которая их создает; степень, в которой возмущающая сила продолжает влиять на них после формирования; степень, до которой восстанавливающая сила ослабляет или сглаживает их; и их длина волны или период. Сейсмические морские волны имеют период около 20 минут и скорость 760 км / ч (470 миль в час). Ветровые волны (глубоководные волны) имеют период около 20 секунд.

Скорость всех океанских волн зависит от силы тяжести, длины волны и глубины воды. Большинство характеристик океанских волн зависит от соотношения между их длиной волны и глубиной воды. Длина волны определяет размер орбит молекул воды внутри волны, но глубина воды определяет форму орбит. Пути молекул воды в ветровой волне являются круговыми только тогда, когда волна распространяется на большой глубине. Волна не может «чувствовать» дно, когда она движется в воде глубже половины своей длины волны, потому что слишком мало энергии волны содержится в маленьких кружочках ниже этой глубины. Волны, движущиеся в воде глубже половины своей длины волны, известны как глубоководные волны. С другой стороны, орбиты молекул воды в волнах, движущихся по мелководью, сглаживаются близостью дна морской поверхности.Волны в воде глубже 1/20 их исходной длины известны как волны на мелководье. Переходные волны проходят через воду глубже 1/20 их исходной длины волны, но меньше половины их исходной длины волны.

Как правило, чем длиннее длина волны, тем быстрее энергия волны перемещается по воде. Связь между длиной волны, периодом и скоростью любой волны:

где C - скорость (скорость), L - длина волны, а T - время или период (в секундах). Таким образом, скорость волны определяется функциональной зависимостью длины волны от периода ( дисперсионное соотношение ).

Скорость глубоководной волны также можно приблизительно определить следующим образом:

где g - ускорение свободного падения, 9,8 метра (32 фута) в секунду в квадрате. Поскольку g и π (3.14) - константы, уравнение можно свести к следующему:

когда C измеряется в метрах в секунду, а L - в метрах. Обратите внимание, что в обеих формулах скорость волны пропорциональна квадратному корню из длины волны.

Скорость волн на мелководье описывается другим уравнением, которое можно записать как:

где C - скорость (в метрах в секунду), g - ускорение свободного падения, а d - глубина воды (в метрах). Период волны остается неизменным независимо от глубины воды, через которую она движется. Однако по мере того, как глубоководные волны входят на мелководье и ощущают дно, их скорость уменьшается, а гребни «сгущаются», поэтому длина волны укорачивается.

Обмеление и преломление [ править ]

Волны создают на пляжах следы ряби .

По мере того, как волны перемещаются от глубины к мелководью, их форма изменяется (высота волны увеличивается, скорость уменьшается, а длина уменьшается по мере того, как волновые орбиты становятся асимметричными). Этот процесс называется обмелением .

Преломление волн - это процесс, который происходит, когда волны взаимодействуют с морским дном, чтобы замедлить скорость распространения в зависимости от длины и периода волны. По мере того, как волны замедляются на мелководье, гребни имеют тенденцию перестраиваться под уменьшающимся углом к ​​контурам глубины. Различная глубина гребня волны заставляет гребень перемещаться с разной фазовой скоростью , причем те части волны на более глубокой воде движутся быстрее, чем на мелководье . Этот процесс продолжается, пока глубина уменьшается, и меняется на противоположную, если она снова увеличивается, но волна, покидающая мелководье, могла значительно изменить направление. Лучи - линии, перпендикулярные гребням волн, между которыми фиксированное количество энергии.поток сдерживается - сходятся на местных отмелях и отмелях. Следовательно, энергия волны между лучами концентрируется по мере того, как они сходятся, что приводит к увеличению высоты волны.

Поскольку эти эффекты связаны с пространственным изменением фазовой скорости, и поскольку фазовая скорость также изменяется с окружающим током - из-за доплеровского сдвига - те же эффекты рефракции и изменения высоты волны также возникают из-за изменений тока. В случае встречи с встречным течением волна становится круче , т. Е. Ее высота увеличивается, а длина волны уменьшается, аналогично обмелению при уменьшении глубины воды. [16]

Нарушение [ править ]

Обрушение больших волн
Гигантская океанская волна

Некоторые волны претерпевают явление под названием «нарушение». [17] разрыв волна одна база которого больше не может поддерживать свою вершину, заставляя его разрушиться. Волна разбивается, когда она выходит на мелководье или когда две волновые системы противостоят и объединяют силы. Когда наклон или крутизна волны слишком велика, разбивка неизбежна.

Индивидуальные волны в глубоком прорыва воды , когда волна крутизны соотношение по высоте волны H к длине волны λ -exceeds около 0,17, так что для H  > 0,17  λ . На мелководье, когда глубина воды мала по сравнению с длиной волны, отдельные волны разбиваются, когда их высота H волны больше 0,8 глубины воды h , то есть H  > 0,8  h . [18] Волны также могут ломаться, если ветер становится достаточно сильным, чтобы сдуть гребень с основания волны.

На мелководье основание волны замедляется за счет сопротивления морскому дну. В результате верхние части будут двигаться с большей скоростью, чем основание, и передняя поверхность гребня станет более крутой, а задняя поверхность более плоской. Это может быть преувеличено до такой степени, что передняя поверхность образует профиль ствола с гребнем, падающим вперед и вниз, когда он простирается по воздуху перед волной.

Серферы и спасатели серфинга выделяют три основных типа волн . Их различные характеристики делают их более или менее подходящими для серфинга и представляют различные опасности.

  1. Разлив или перекатывание: это самые безопасные волны для серфинга. Их можно найти в большинстве районов с относительно ровной береговой линией. Они являются наиболее распространенным типом берегозащиты. Замедление подошвы волны постепенное, и скорость верхних частей не сильно отличается с высотой. Разрушение происходит в основном, когда коэффициент крутизны превышает предел устойчивости.
  2. Погружение или опрокидывание: они внезапно ломаются и могут «сбрасывать» пловцов, толкая их ко дну с большой силой. Это предпочтительные волны для опытных серферов. Сильные морские ветры и длительные периоды волн могут стать причиной появления самосвалов. Их часто можно найти там, где морское дно резко поднимается, например, на рифе или отмели. Замедления основания волны достаточно, чтобы вызвать восходящее ускорение и значительное превышение скорости поступательного движения верхней части гребня. Пик поднимается и захватывает переднюю поверхность, образуя «бочку» или «трубку» при схлопывании.
  3. Пульсация: они могут никогда не сломаться по мере приближения к кромке воды, так как вода под ними очень глубокая. Они обычно образуются на крутых берегах. Эти волны могут сбить с ног пловцов и утащить их обратно в более глубокую воду.

Когда береговая линия близка к вертикали, волны не разбиваются, а отражаются. Большая часть энергии сохраняется в волне, когда она возвращается к морю. Интерференционные картины вызваны наложением падающих и отраженных волн, и это наложение может вызвать локализованную нестабильность при пересечении пиков, и эти пики могут сломаться из-за нестабильности. (см. также клапотические волны )

Физика волн [ править ]

Стокса дрейфуют на мелководных волнах ( Анимация )

Ветровые волны - это механические волны, которые распространяются вдоль границы раздела между водой и воздухом ; восстанавливающая сила обеспечивается силой тяжести, поэтому их часто называют поверхностными гравитационными волнами . Когда дует ветер , давление и трение нарушают равновесие водной поверхности и передают энергию от воздуха воде, образуя волны. Первоначальное образование волн ветром описано в теории Филлипса 1957 года, а последующий рост малых волн моделировался Майлзом также в 1957 году [19] [20].

Стокса дрейфуют в более глубокой водной волне ( Анимация )
Фотография орбиты частиц воды под - прогрессирующей и периодической - поверхностной гравитационной волной в волновом лотке . Волновые условия: средняя глубина воды d  = 2,50 фута (0,76 м), высота волны H  = 0,339 фута (0,103 м), длина волны λ = 6,42 фута (1,96 м), период T  = 1,12 с. [21]

В линейных плоских волнах одной длины волны на глубокой воде участки у поверхности движутся не просто вверх и вниз, а по круговым орбитам: вперед вверху и назад внизу (по сравнению с направлением распространения волны). В результате поверхность воды образует не точную синусоидальную волну , а скорее трохоиду с более острыми изгибами, направленными вверх - как моделируется в теории трохоидальных волн . Таким образом, ветровые волны представляют собой комбинацию поперечных и продольных волн.

Когда волны распространяются на мелководье (где глубина меньше половины длины волны), траектории частиц сжимаются в эллипсы . [22] [23]

В действительности при конечных значениях амплитуды (высоты) волны траектории частиц не образуют замкнутых орбит; скорее, после прохождения каждого гребня частицы немного смещаются от своих прежних положений, явление, известное как стоксов дрейф . [24] [25]

По мере увеличения глубины под свободной поверхностью радиус кругового движения уменьшается. На глубине, равной половине длины волны λ, орбитальное движение снизилось до менее 5% от его значения на поверхности. Скорость фазы (также называемая Celerity) поверхность гравитационной волны - для чистого периодического волнового движения малых амплитуд волн - хорошо аппроксимируется

где

c = фазовая скорость ;
λ = длина волны ;
d = глубина воды;
g = ускорение свободного падения на поверхности Земли .

В глубокой воде, где , так и гиперболический тангенс приближается , скорость аппроксимирует

В единицах СИ, в м / с , когда измеряется в метрах. Это выражение говорит нам, что волны разной длины распространяются с разной скоростью. Самые быстрые волны во время шторма - это волны с самой длинной волной. В результате после шторма первые волны, приходящие на берег, - это длинноволновые валы.

Для средней и мелкой воды применимы уравнения Буссинеска , сочетающие частотную дисперсию и нелинейные эффекты. А на очень мелководье можно использовать уравнения мелкой воды .

Если длина волны очень велика по сравнению с глубиной воды, фазовой скорости (беря предел в C , когда длина волны стремится к бесконечности) может быть аппроксимирована

С другой стороны, для очень коротких длин волн поверхностное натяжение играет важную роль, и фазовая скорость этих гравитационно-капиллярных волн может (на большой глубине) быть аппроксимирована выражением

где

S = поверхностное натяжение границы раздела воздух-вода;
= плотность воды. [26]

При наличии нескольких цугов волн, как это всегда бывает в природе, волны образуют группы. В глубокой воде группы движутся с групповой скоростью, которая составляет половину фазовой скорости . [27] После одной волны в группе можно увидеть, как волна появляется позади группы, растет и, наконец, исчезает в передней части группы.

По мере того, как глубина воды уменьшается по направлению к берегу , это будет иметь эффект: высота волн изменяется из-за мелководья и преломления волн . По мере увеличения высоты волна может стать нестабильной, когда гребень волны движется быстрее, чем впадина . Это вызывает прибой , разбиение волн.

Движение ветровых волн можно уловить с помощью устройств волновой энергии . Плотность энергии (на единицу площади) регулярных синусоидальных волн зависит от водной плотности , ускорение силы тяжести и высоты волны (который, для регулярных волн, равна удвоенной амплитуде , ):

Скорость распространения этой энергии и есть групповая скорость .

Модели [ править ]

На изображении показано глобальное распределение скорости ветра и высоты волн, наблюдаемых двухчастотным радиолокационным высотомером НАСА TOPEX / Poseidon с 3 по 12 октября 1992 года. Одновременные наблюдения скорости ветра и высоты волн помогают ученым предсказывать океанские волны. Скорость ветра определяется силой радиолокационного сигнала после того, как он отразился от поверхности океана и вернулся на спутник. Спокойное море служит хорошим отражателем и дает сильный сигнал; бурное море имеет тенденцию рассеивать сигналы и возвращает слабый импульс. Высота волны определяется формой отраженного радиолокационного импульса. Спокойное море с низкими волнами возвращает сжатый пульс, тогда как бурное море с высокими волнами возвращает растянутый пульс. Сравнение двух изображений выше показывает высокую степень корреляции между скоростью ветра и высотой волны.Сильнейшие ветры (33,6 миль / ч; 54,1 км / ч) и самые высокие волны встречаются в Южном океане. Самые слабые ветры - пурпурные и темно-синие - обычно встречаются в тропических океанах.

Серфингистов очень интересуют прогнозы волн . Есть много веб-сайтов, которые предоставляют прогнозы качества серфинга на ближайшие дни и недели. Модели ветрового волнения основаны на более общих погодных моделях, которые предсказывают ветры и давление над океанами, морями и озерами.

Модели ветровых волн также являются важной частью изучения воздействия предложений по защите берега и питанию пляжей . Для многих пляжных зон имеется лишь отрывочная информация о волновом климате, поэтому оценка влияния ветровых волн важна для управления прибрежной средой.

Ветровую волну можно спрогнозировать на основе двух параметров: скорости ветра на высоте 10 м над уровнем моря и продолжительности ветра, который должен дуть в течение длительных периодов времени, чтобы считаться полностью сформировавшимся. Затем можно спрогнозировать значительную высоту волны и пиковую частоту для определенной длины выборки. [28]

Сейсмические сигналы [ править ]

Волны океанской воды генерируют наземные сейсмические волны, которые распространяются на сотни километров вглубь суши. [29] Эти сейсмические сигналы обычно имеют период 6 ± 2 секунды. О таких записях впервые сообщили примерно в 1900 году.

Есть два типа сейсмических «океанских волн». Первичные волны генерируются на мелководье в результате прямого взаимодействия водной волны с сушей и имеют тот же период, что и водные волны (от 10 до 16 секунд). Более мощные вторичные волны генерируются суперпозицией океанских волн равного периода, движущихся в противоположных направлениях, таким образом, генерируя стоячие гравитационные волны - с соответствующими колебаниями давления на половине периода, которые не уменьшаются с глубиной. Теория генерации микросейсм стоячими волнами была предложена Майклом Лонге-Хиггинсом в 1950 году, после того как в 1941 году Пьер Бернар предложил эту связь со стоячими волнами на основе наблюдений. [30] [31]

См. Также [ править ]

  • Теория волн Эйри  - линеаризованное описание распространения гравитационных волн на поверхности однородного слоя жидкости.
  • Волнорез (сооружение)  - сооружение, построенное на побережье как часть управления береговой линией или для защиты якорной стоянки.
  • Приближение Буссинеска (волны на воде)  - приближение, применимое для слабонелинейных и довольно длинных волн.
  • Clapotis  - Неразрывная модель стоячей волны
  • Кросс-море  - состояние моря с двумя волновыми системами, движущимися под косыми углами.
  • Гравитационная волна  - волна внутри или на границе раздела жидкостей, где гравитация является основной силой равновесия.
  • Внутренняя волна  - Гравитационные волны, которые колеблются в жидкой среде с изменением плотности с глубиной, а не на поверхности.
  • Вариационный принцип Люка  - математическое описание движения поверхностных волн по жидкости со свободной поверхностью под действием силы тяжести.
  • Уравнение с умеренным уклоном  - комбинированные эффекты дифракции и рефракции для волн на воде, распространяющихся на переменной глубине и с боковыми границами
  • Волна-убийца  - Неожиданно большая кратковременная поверхностная волна океана.
  • Уравнения мелкой воды  - система дифференциальных уравнений в частных производных, которые описывают течение в жидкости под поверхностью давления.
  • Цунами  - серия волн на воде, вызванная смещением большого объема воды.
  • Сила волн  - перенос энергии ветровыми волнами и захват этой энергии для выполнения полезной работы.
  • Волновой радар  - Технология измерения поверхностных волн на воде
  • Волны и мелководье  - влияние мелководья на поверхностную гравитационную волну.

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Tolman, HL (23 июня 2010 г.). Махмуд, М.Ф. (ред.). CBMS Conference Proceedings on Water Waves: Theory and Experiment (PDF) . Университет Ховарда, США, 13–18 мая 2008 г .: Мировые научные публикации. ISBN 978-981-4304-23-8.CS1 maint: location (link)
  2. ^ Holthuijsen (2007), стр 5.
  3. ^ Лоренц, RD; Хейс, AG (2012). «Рост ветровых волн в углеводородных морях Титана». Икар . 219 (1): 468–475. Bibcode : 2012Icar..219..468L . DOI : 10.1016 / j.icarus.2012.03.002 .
  4. ^ Барнс, Джейсон У .; Сотин, Кристоф; Содерблом, Джейсон М .; Браун, Роберт Х .; Hayes, Александр G .; Донелан, Марк; Родригес, Себастьен; Муэлик, Стефан Ле; Бейнс, Кевин Х .; МакКорд, Томас Б. (21 августа 2014 г.). «Cassini / VIMS наблюдает за шероховатыми поверхностями Punga Mare Титана в зеркальном отражении» . Планетарная наука . 3 (1): 3. Bibcode : 2014PlSci ... 3 .... 3B . DOI : 10,1186 / s13535-014-0003-4 . ISSN 2191-2521 . PMC 4959132 . PMID 27512619 .   
  5. Перейти ↑ Young, IR (1999). Ветер генерировал океанские волны . Эльзевир. п. 83. ISBN 978-0-08-043317-2.
  6. ^ Weisse, Ральф; фон Шторх, Ганс (2008). Изменение морского климата: океанские волны, штормы и нагоны в перспективе изменения климата . Springer. п. 51. ISBN 978-3-540-25316-7.
  7. ^ a b c Филлипс, ОМ (2006). «О генерации волн турбулентным ветром». Журнал гидромеханики . 2 (5): 417. Полномочный код : 1957JFM ..... 2..417P . DOI : 10.1017 / S0022112057000233 .
  8. ^ Майлз, Джон В. (2006). «О генерации поверхностных волн сдвиговыми потоками». Журнал гидромеханики . 3 (2): 185. Полномочный код : 1957JFM ..... 3..185M . DOI : 10.1017 / S0022112057000567 .
  9. Глава 16, Океанские волны
  10. ^ Hasselmann, K .; и другие. (1973). «Измерения роста ветрового волнения и затухания зыби в рамках Совместного проекта по волнам в Северном море (JONSWAP)» . Ergnzungsheft цур Deutschen Hydrographischen Zeitschrift Райе . 8 (12): 95. hdl : 10013 / epic.20654 .
  11. ^ Пирсон, Уиллард Дж .; Московиц, Лайонел (15 декабря 1964). «Предлагаемая форма спектра для полностью развитого ветрового моря на основе теории подобия С.А. Китайгородского». Журнал геофизических исследований . 69 (24): 5181–5190. Bibcode : 1964JGR .... 69.5181P . DOI : 10.1029 / JZ069i024p05181 .
  12. ^ Холлидей, Наоми П .; Йелланд, Маргарет Дж .; Паскаль, Робин; Swail, Val R .; Тейлор, Питер К .; Гриффитс, Колин Р .; Кент, Элизабет (2006). «Были ли экстремальные волны в желобе Роколла самыми большими из когда-либо зарегистрированных?» . Письма о геофизических исследованиях . 33 (L05613). Bibcode : 2006GeoRL..3305613H . DOI : 10.1029 / 2005GL025238 .
  13. ^ PC Лю; HS Chen; Д.-Дж. Дунг; CC Kao; Y.-JG Hsu (11 июня 2008 г.). «Чудовищные океанские волны во время тайфуна Кроса» . Annales Geophysicae . 26 (6): 1327–1329. Bibcode : 2008AnGeo..26.1327L . DOI : 10,5194 / angeo-26-1327-2008 .
  14. ^ Мунк, Уолтер Х. (1950). «Труды 1-й Международной конференции по прибрежной инженерии» . Лонг-Бич, Калифорния: ASCE : 1–4. Cite journal requires |journal= (help)
  15. ^ Том Гаррисон (2009). Океанография: приглашение к морской науке (7-е изд.). Иоланда Коссио. ISBN 978-0495391937.
  16. ^ Лонге-Хиггинс, MS ; Стюарт, RW (1964). «Радиационные напряжения в водных волнах; физическое обсуждение с приложениями». Глубоководные исследования . 11 (4): 529–562. Bibcode : 1964DSROA..11..529L . DOI : 10.1016 / 0011-7471 (64) 90001-4 .
  17. ^ Gulrez, Tauseef; Хассаниен, Абул Элла (13 ноября 2011 г.). Достижения робототехники и виртуальной реальности . Springer Science & Business Media. ISBN 9783642233630.
  18. Перейти ↑ RJ Dean и RA Dalrymple (2002). Прибрежные процессы с инженерными приложениями . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-60275-4.п. 96–97.
  19. Перейти ↑ Phillips, OM (1957). «О генерации волн турбулентным ветром». Журнал гидромеханики . 2 (5): 417–445. Bibcode : 1957JFM ..... 2..417P . DOI : 10.1017 / S0022112057000233 .
  20. ^ Майлз, JW (1957). «О генерации поверхностных волн сдвиговыми потоками». Журнал гидромеханики . 3 (2): 185–204. Bibcode : 1957JFM ..... 3..185M . DOI : 10.1017 / S0022112057000567 .
  21. ^ Рисунок 6 из: Wiegel, RL; Джонсон, JW (1950). «Труды 1-й Международной конференции по прибрежной инженерии» . Лонг-Бич, Калифорния: ASCE : 5–21. Cite journal requires |journal= (help)
  22. ^ О траекториях частиц в рамках теории линейных волн см., Например:
    Филлипс (1977) , стр. 44. Лэмб, Х. (1994). Гидродинамика (6-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN
     978-0-521-45868-9.Первоначально опубликованное в 1879 году, 6-е расширенное издание впервые появилось в 1932 году. См. § 229, стр. 367. Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц (1986). Гидравлическая механика . Курс теоретической физики. 6 (Второе исправленное изд.). Pergamon Press. ISBN
     978-0-08-033932-0. См. Страницу 33.
  23. ^ Хорошая иллюстрация волнового движения согласно линейной теории дается Java-апплетом профессора Роберта Далримпла .
  24. ^ Для нелинейных волн пути частиц не замкнуты, как обнаружил Джордж Габриэль Стокс в 1847 году, см. Оригинальную статью Стокса . Или у Филлипса (1977) , стр. 44: «В этом порядке очевидно, что траектории частиц не совсем замкнуты ... на это указал Стокс (1847 г.) в его классическом исследовании» .
  25. ^ Решения траекторий частиц в полностью нелинейных периодических волнах и лагранжевых волн, которые они испытывают, можно найти, например, в: JM Williams (1981). «Ограничение гравитационных волн в воде конечной глубины». Философские труды Королевского общества А . 302 (1466): 139–188. Bibcode : 1981RSPTA.302..139W . DOI : 10,1098 / rsta.1981.0159 . S2CID 122673867 .
     
    Дж. М. Уильямс (1985). Таблицы прогрессирующих гравитационных волн . Питман. ISBN 978-0-273-08733-5.
  26. ^ Карл Нордлинг, Джонни Остермальм (2006). Справочник по физике для науки и техники (восемь изд.). Studentliteratur. п. 263. ISBN. 978-91-44-04453-8.
  27. ^ В глубокой воде групповая скорость составляет половину фазовой скорости , как показано здесь . Другая ссылка - [1] .
  28. Wood, AMM & Fleming, CA 1981, прибрежная гидравлика, John Wiley & Sons, Нью-Йорк.
  29. ^ Питер Борман. Сейсмические сигналы и шум
  30. Перейти ↑ Bernard, P. (1941). "Sur surees proprietes de la boule etudiees a l'aide des enregistrements seismographiques". Bulletin de l'Institut Océanographique de Monaco . 800 : 1–19.
  31. Перейти ↑ Longuet-Higgins, MS (1950). «Теория происхождения микросейсм». Философские труды Королевского общества А . 243 (857): 1–35. Bibcode : 1950RSPTA.243 .... 1л . DOI : 10.1098 / rsta.1950.0012 . S2CID 31828394 . 

Научный [ править ]

  • Г. Г. Стокс (1880). Математический и физический Papers, Том I . Издательство Кембриджского университета. стр.  197 -229.
  • Филлипс, О.М. (1977). Динамика верхнего слоя океана (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-29801-8.
  • Холтуйсен, Лео Х. (2007). Волны в океанических и прибрежных водах . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-86028-4.
  • Янссен, Питер (2004). Взаимодействие океанских волн и ветра . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-46540-3.

Другое [ править ]

  • Русманьер, Джон (1989). Книга Морского дела Аннаполиса (2-е исправленное издание). Саймон и Шустер. ISBN 978-0-671-67447-2.
  • Карр, Майкл (октябрь 1998 г.). «Понимание волн». Парус . С. 38–45.

Внешние ссылки [ править ]

  • Текущая глобальная карта значительных высот волн
  • "Анатомия волны" Холбен, Джей Boatsafe.com снял 23 мая 2006 г.
  • Национальная метеорологическая служба NOAA
  • Пресс-релиз ЕКА об отслеживании волн с помощью ASAR на борту ENVISAT
  • Вводная глава 10 океанографии - Океанские волны
  • Гиперфизика - океанские волны