$ 26. Зарождение, развитие и затухание морского волнения

Впервые физическое обоснование роста ветровых волн за счет передачи энергии от ветра выдвинул советский ученый В. М. Мак­кавеев (1937 г.).

Для количественной оценки развития ветровых волн он пред­ложил использовать уравнение баланса волновой энергии:

Энергия волны определяется уравнением

где g— ускорение свободного падения, м/с².

Из (28) видно, что уравнение энергии определяет изменение элементов волны h и X в зависимости от энергии Е_и, передавае­мой ветром скоростью и, продолжительности его действия t на расстоянии х, на котором он воздействует на волны.

Так как уравнение (28) включает две неизвестные величины h и X, его решение не может быть осуществлено без дополнитель­ного соотношения, связывающего между собой эти неизвестные.

В качестве такого соотношения берут крутизну волны е = Л/Х, которую определяют эмпирическим путем. Например, Н. А. Лаб- зовский по данным аэрофотосъемки получил

где и — скорость ветра.

Количество энергии, передаваемой ветром волне, определя­ется соотношением

где А - эмпирический коэффициент; с — фазовая скорость волны.

Из формулы (30) можно сделать два важных вывода: количество энергии, передаваемой от ветра волнам, тем боль­

ше, чем значительнее разность скоростей ветра и волнения;

увеличение энергии, передаваемой от ветра волнам, приводит

(при неизменной скорости ветра) к росту высоты волны.

Потеря энергии на внутреннее трение может быть рассчитана:

гдец — коэффициент турбулентного трения;

- волновое число.