Карпенко H.I.
Рельєф морських берегів

Вітровий нагін. Нагінні процеси

2.4. Вітровий нагін і вітрові течії

Поряд з вітровим хвилюванням, хвильовими течіями і прибоєм у береговій зоні за певних умов суттєвого значення набувають коливання рівня моря і течії, що безпосередньо пов’язані з дією вітру на водну товщу мілководдя.

Рис. 2.8. Схема течій, що виникають при нагоні: (доступно при скачуванні повної версії книжки)
АБВГ – горизонтальний рівень; A1Б1B1Г1 – рівень, встановлений при нагоні води вітром

Тривалі і сильні вітри, спрямовані з моря на сушу, не тільки спричинюють вітрове хвилювання, але й обумовлюють загальне переміщення мас води в бік берега. За малих глибин, притаманних здебільшого береговій зоні, цими рухами може бути охоплена вся товща води до самого дна. Внаслідок цього виникає нагін води до берега і підняття рівня моря (рис. 2.8). Переважно такий вітровий нагін поєднується з хвильовим нагоном, який ми вже розглядали. При вітрах з суші, навпаки, простежується згін (відтік) води і супроводжуюче його пониження рівня моря. Крім того, нагін після припинення вітру також змінюється компенсаційним відтоком води, подібно до того, як це відбувається за хвильового нагону. Внаслідок згону також здійснюється компенсація завдяки водам, що надходять з моря до місця пониження рівня. Біля глибоких берегів згін обумовлює підйом глибинних вод, які немовби замінюють зігнані прибережні води. Залежність між швидкістю вітру і нагінною течією виведено В.В. Шулейкіним:

Формула (доступно при скачуванні повної версії книжки)

С – швидкість течії, ? – швидкість вітру, ?1 – густина повітря, ?0 – густина води, ? – кут між напрямом вітру і береговою лінією.

За цією формулою, ураганний вітер зі швидкістю у 40 м/с створюватиме градієнтну течію зі швидкістю 4 м/с. За такої величини швидкість підвищення рівня моря, спричиненого нагоном, становитиме 6 см/км. Чим більша довжина шляху вітру над водною поверхнею, тим більший підйом рівня, і якщо ураган такої сили захопить смугу моря шириною 100 км, то підйом рівня біля навітреного берега становитиме 6 м. Окрім того, біля мілких берегів розмах коливань рівня, пов’язаний зі згінно-нагінними явищами, більший, ніж у глибоких. Щодо цього на мілких берегах осушується широка (інколи до декількох кілометрів) смуга підводного берегового схилу – згінна вітрова осушка – аналог припливній.
Наприклад, середні величини підйому рівня моря при нагоні біля берегів Білого моря становлять 0,3 м, для Каспійського – 0,5-0,7 м, для західного берега Жовтого моря – 0,6 м. Проте під час шторму ці величини можуть зростати в 2-4 рази. В Балтійському морі при швидкості нагінного вітру 21 м/с зареєстровано підйоми рівня води в м. Клайпеді на 2 м, а в протоці Каттегат – 1,9 м. Катастрофічні нагони в Мексиканській затоці спостерігались висотою 6 м, в Балтійському морі – 3-4 м, а максимальні амплітуди згінно-нагінних явищ у Таганрозькій затоці Азовського моря становили близько 4 м.
На берегах припливних морів за поєднання високого припливу з нагоном можуть виникати катастрофічні підняття рівня, які спричиняють великі повені. Наприклад, на західному узбережжі Жовтого моря за висоти сизигійного припливу 4 м нагін може спричинити підйом рівня на 5-6 м, а на деяких ділянках Атлантичного узбережжя рівень моря може підніматися на 11 м вище позначки абсолютного нуля за сильних нагінних хвиль у сизигії. Найнебезпечніші такі припливи і нагони в гирлах рік.
Аналогами згінно-нагінних явищ можна вважати зміни рівня води в лагунах унаслідок надходження морської води під час шторму і відтоку води по вузьких протоках, що з’єднують лагуни з морем, які перетворюються у бурхливі потоки, що інтенсивно розмивають береги і дно проток. Катастрофічні повені у лагунах підсилюються ще й тим, що під час сильних штормів нерідко відбувається занесення проток відкладами. У цьому випадку трапляються прориви стікаючих вод у нових місцях і зміщення каналів стоку лагунних вод. Геоморфологічна роль таких стокових течій досить велика. їхня дія при цьому посилюється дією хвиль і хвильових течій. Наприклад, на Віргінських островах упродовж останніх 530-ти років біля 30-ти проток утворилися і засипалися наносами, а за той час утворилося шість інших проток, які залишаються відкритими і сьогодні.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом