Волнение на море

Волнение на море

Английский адмирал Френсис Бофорт  в 1806 г. предложил 12- бальную шкалу ветров, названную по его имени шкалой Бофорта. Он подразделил ветры в зависимости от скорости перемещения воздушных масс. и вляния их на поверхность земли и моря.

Существуют два основных типа волнения, обусловленные действием ветра: ветровое и зыбь. Ветровое волнение создается только ветром, дующим в данное время в определенном районе.  Зыбь - волнение, продолжающееся после затихшего, ослабевшего или изменившего направление ветра или вызванное ветром в другом районе моря. Волны зыби обычно длиннее ветровых, более пологи,
При приближении к берегу волна взаимодействует с морским дном, при этом её скорость замедляется, а высота увеличивается (до 15–20 м, а в устьях рек — до 50 м).


Состояние моря характеризуется высотой волн, их периодом и силой.
Длина волны  , измеряемая в метрах, является расстоянием по горизонтали между соседними гребнями или подошвами волн;
высота волны — это расстояние от её самой нижней части (подошвы волны) до самой верхней (гребень волны).
Период волны — промежуток времени, за который последовательно проходят через одну и ту же точку два соседних гребня волн, измеряется в секундах.  При обычных штормах длина большой морской волны бывает от 60 до 150 м, высота от 6 до 8 м с периодом в 6-10 сек.  На морях, как правило, высота волны достигает 5-6 метров в высоту, и до 80 метров в длину.

В отличие от общепринятой двенадцати бальной системы оценки ветра- шкалы Бофорта,, оценок волнения на море несколько. Общепринятыми являются британская, американская и русская системы оценивания.
Все шкалы базируются на параметре, определяющем среднюю высоту значительных волн.
Этот параметр лназывается "Significance Wave Height" (SWH), в.переводе означает: "Значительная Высота Волны". 
Американцы значительными считают 30 процентов крупных волн. У англичан этот показатель-10 процентов, в российской системе- 3 процента значительных волн.  Следовательно, волнение моря одной и той же степени четырехбалльное у американцев, пятибалльное-по английской шкале, и шестибалльное-по русской..Для WH параметра для всех шкал берется именно часть волн (30%, 10%, 3%) потому, что величина волн неодинакова. На определенном временном отрезке присутствуют волны, например, 9 метров, а так же 5, 4 и т.д. Поэтому была принята для каждой шкалы своя величина SWH, где берется определенный процент самых высоких волн. Определение условно, так как приборов для измерения высоты волны не существует, поэтому и нет точного определения

   Шкала волнения моря
Баллы   Высота волн (SWH)   Степень волнения   Признаки волнения   Английская терминология
0  0 Совершенно спокойное море Зеркально-гладкое море- Calm glassy
1  0,1 m  Спокойное море Рябь, небольшие чешуеобразные волны без пены -Calm rippled
2  0,1-0,5 m  Слабое волнение Короткие волны, гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену-Smooth wavelets
3  0,5-1,25 m  Легкое волнение Волны удлиненные, местами барашки -Slight
4  1,25-2,5 m  Умеренное волнение Волны хорошо развиты, повсюду б-елые барашки -Moderate
5  2,5-5 m  Неспокойное море Крупные волны, белые пенящиеся гребни занимают значительные площади- Rough
6  4-6 m     Крупное волнение Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру -Very rough
7  6-9 m     Сильное волнение Высота и длина волн увеличены, полосы пены ложатся тесными рядами по направлению ветра -High
8  9 -14 m  Жестокое волнение Высокие, гороподобные волны с длинными ломающимися гребнями. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Поверхность моря от пены становится белой-Vert high
9  14 m      Исключительное волнение Высота волн настолько велика, что суда временами скрываются из виду. Море в направлении ветра покрыто пеной. Ветер, срывая гребни, несет водяную пыль, уменьшающую видимость- Phenomenal

При наложении местных ветровых волн, усиленных течением, на ветровую зыбь возникают гигантские крутые волны, превышающие обычные в этом   районе в 3-4 раза. Создается гигантская волновая стена, в которую врезается судно.
Нос судна зарывается в волну, на палубу обрушиваются большие массы воды (green water), которые вызывают дополнительные ударные нагрузки, сопрождающиеся общим перегибом корпуса. Суммирование таких нагрузок с нагрузками изгиба корпуса на вершине волны особенно опасно.
Характерным районом где встречаются эпизодические волны-кейпроллеры ("волны-убийцы"), является район у побережья Южной Африки.  Поэтому IFSMA поддержала предложение капитанов о применении в этом районе сезонной зимней марки.

 К факторам волнения, влияющим на состояние корпуса относятся:
1) Перегиб (hogging condition)-в средней части судна избыток сил поддержания, в оконечностях-избыток сил веса. Палуба- растянута, днище-сжато.
2) Прогиб (sagging condition)- силы веса преобладают в средней  части,  а силы поддержания -в оконечностях. Верхняя палуба сжата, днище растянуто.
3) Кручение корпуса- Крутящий момент (torsion)- особенно опасен для судов  с большим раскрытием палуб.(контейнеровозы, балкеры).
4) Днищевой слеминг
5) Бортовой слеминг
6) Заливаемость палубы (green water)
7.Волновая вибрация(springimg)-резонансные колебания корпуса.
8.Бортовая качка- roll; килевая качка-pith; рыскание-yow.

Слеминг: (от англ. slam — хлопать), это удар днищевой части носовой оконечности корпуса судна о воду,  ири его движении на встречных волнах, и продольной качке. Удар сопровождается содроганием корпуса вследствие внезапного нарастания нагрузки на днище и медленно затухающей вибрации.(выпинга) . Слеминг непременно предшествует оголение днища, возникающее чаще всего при встрече судна с волнами, имеющими длины порядка длины судна. Гидродинамические давления на днище при ударах и общая вибрация корпуса могут быть причинами нарушений местной и общей прочности судна.


Ураганы вызывают волны, совершенно не похожие на обычные ветровые волны. Это чрезвычайно длинные волны: они перемещаются иногда в виде одиночных гребней, а иногда идут последовательно 2—3 гребнями. Эти одинокие волны на отмелых берегах приводят к наводнениям, причем высота затопления иногда достигает 12 метров. Имеющиеся сведения об этих волнах говорят, что они обрушиваются на берег с такой силой и внезапностью, что спасение от них считается невозможным.

При приближении к берегу волна взаимодействует с морским дном, при этом её скорость замедляется, а высота увеличивается (до 15–20 м, а в устьях рек — до 50 м).

В 1900 году 8 сентября такая волна обрушилась на город Галвестон в США, в результате в море было унесено 6 тысяч человек. Были причинены колоссальные разрушения.

В 1935 году 9-метровая волна вкатилась на берег Флориды и унесла с собой 409 жизней.

В 1932 году с острова Куба было смыто 2500 человек.

В 1879 году в дельте реки Годавари от такой волны погибло 20 тысяч человек.

В 1864 году в устье реки Ганг погибло 50 тысяч человек и 100 тысяч голов скота.

Величайшую катастрофу, когда-либо наблюдавшуюся на побережье морей, также связывают с волной именно такого рода. Речь идет о катастрофе, происшедшей на берегах Бенгальского залива в 1737 году, когда волной, созданной ураганным ветром, было смыто почти 300 тысяч человек и уничтожено 20 тысяч судов.
.