Отлив (волны на воде)

редактировать

Обратный поток под (прибрежными) водными волнами.

Набросок подводного течения (под впадинами волн) и направленный на берег волновой поток массоперенос (над впадинами) в вертикальном поперечном сечении (части) прибойной зоны. Набросок из: Buhr Hansen Svendsen (1984) ; MWS = средняя водная поверхность.

В физической океанографии, подводный вынос - это противоток, который перемещается 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 потока подводного потока обычно наиболее высока в зоне прибоя, где вода мелкая, а волны высокие из-за мелководья.

В популярном употреблении слово " откат »часто неправильно применяется к отрывным токам. Отвод происходит повсюду под приближающимися к берегу волнами, тогда как отрывные течения - это локализованные узкие прибрежные течения, возникающие в определенных местах вдоль побережья.

Содержание

1 Океанография
- 1.1 Поток массы в сторону моря
2 Путаница с отрывными течениями
3 См. Также
4 Ссылки
- 4.1 Примечания
- 4.2 Прочее
5 Внешние ссылки

Океанография

«Отвод» - это устойчивый, направленный на море компенсационный поток., который возникает под волнами у берега. Физически, на берегу, индуцированный волной поток массы между гребнем 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 имеет место направленное к берегу среднее течение второго порядка (т.е. пропорциональное высоте волны в квадрате ). водяного столба. Этот поток - отлив - влияет на прибрежные волны повсюду, в отличие от отрывных течений, локализованных в определенных местах вдоль берега.

Термин «отлив» используется в научных статьях по прибрежной океанографии. Распределение скоростей потока в отливе над водной толщей важно, поскольку оно сильно влияет на перенос наносов на суше или на море. За пределами прибойной зоны существует прибрежно-ориентированный перенос наносов у пласта, вызванный стоксовым дрейфом и косо-асимметричным волновым переносом. 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.

Средний поток- векторы скорости в отливе при погружающих волнах, измеренные в лабораторном волновом желобе - Okayasu, Shibayama Mimura (1986). Ниже впадины волны средние скорости направлены в сторону от берега. Уклон пляжа 1:20; обратите внимание, что вертикальный масштаб искажен относительно горизонтального.

Поток массы в сторону моря

Точное соотношение для потока массы нелинейной периодической волны на невязкий слой жидкости был установлен Леви-Чивита в 1924 году. В системе отсчета согласно первому определению скорости волны Стокса поток массы $M w {\ displaystyle M_ {w}}$ $M_ {w}$ волны связан с кинетической энергией волны плотностью $E k {\ displaystyle E_ {k}}$ $E_ { k}$ (интегрировано по глубине, а затем усреднено по длине волны ) и фазовой скорости $c {\ displaystyle c}$ $c$ через:

M w = 2 E kc. {\ displaystyle M_ {w} = {\ frac {2E_ {k}} {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 берега (т.е. второе определение скорости волны Стокса ) - периодические волны, падающие нормально, создают среднюю по глубине и времени скорость отката:

u ¯ = - 2 E k ρ ch, {\ displaystyle {\ bar {u}} = - {\ frac {2E_ {k}} {\ rho ch}},}

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

с $h {\ displaystyle h}$ $h$ средней глубиной воды и $ρ {\ displaystyle \ rho}$ $\ rho$ жидкость плотность. Положительное направление потока $u ¯ {\ displaystyle {\ bar {u}}}$ ${\ bar {u}}$ находится в направлении распространения волны.

Для волн малой - амплитуды существует равнораспределение кинетики ( $E k {\ displaystyle E_ {k}}$ $E_ { k}$ ) и потенциальная энергия ( $E p {\ displaystyle E_ {p}}$ $E_ {p}$ ):

E w = E k + E p ≈ 2 E k ≈ 2 E p, {\ displaystyle E_ {w} = E_ {k} + E_ {p} \ приблизительно 2E_ {k} \ приблизительно 2E_ {p},}

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

с $E w {\ displaystyle E_ {w}}$ ${\ displaystyle E_ {w}}$ полная плотность энергии волны, проинтегрированная по глубине и усредненная по горизонтальному пространству. Поскольку в целом потенциальную энергию $E p {\ displaystyle E_ {p}}$ $E_ {p}$ гораздо легче измерить, чем кинетическую энергию, энергия волны приблизительно равна $E w ≈ 1 8 ρ g. H 2 {\ displaystyle {E_ {w} \ приблизительно {\ tfrac {1} {8}} \ rho gH ^ {2}}}$ ${\ displaystyle {E_ {w} \ приблизительно {\ tfrac {1} {8}} \ rho gH ^ {2}}}$ (с $H {\ displaystyle H}$ $H$ высота волны ). Итак,

u ¯ ≈ - 1 8 г H 2 c h. {\ displaystyle {\ bar {u}} \ приблизительно - {\ frac {1} {8}} {\ frac {gH ^ {2}} {ch}}.}

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

Для нерегулярных волн необходимая высота волны составляет среднеквадратичная высота волны $H rms ≈ 8 σ, {\ displaystyle H _ {\ text {rms}} \ приблизительно {\ sqrt {8}} \; \ sigma,}$ ${\ displaystyle H _ {\ text {rms}} \ приблизительно {\ sqrt {8}} \; \ sigma,}$ с $σ {\ displaystyle \ sigma}$ $\ sigma$ стандартным отклонением превышения свободной поверхности. Потенциальная энергия равна $E p = 1 2 ρ g σ 2 {\ displaystyle E_ {p} = {\ tfrac {1} {2}} \ rho g \ sigma ^ {2}}$ ${\ displaystyle E_ {p} = {\ tfrac {1} {2} } \ rho g \ sigma ^ {2}}$ и $E w ≈ ρ g σ 2. {\ displaystyle E_ {w} \ приблизительно \ rho g \ sigma ^ {2}.}$ ${\ displaystyle E_ {w} \ приблизительно \ rho g \ sigma ^ {2}.}$

Распределение скорости подводного течения по глубине воды является предметом текущих исследований.

Путаница с отрывными течениями

В отличие от подводного течения, отводные течения являются причиной 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 против течения.

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

Отрывной ток - это горизонтальный ток. Риповые течения не тянут 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 «отливы» и «отлив». Мы поощряем исключительное использование правильного термина - токи отключения. Использование других терминов может сбить с толку людей и негативно повлиять на общественное образование.

См. Также

Портал океанов

Береговое течение - течение, параллельное береговой линии, вызванное волнами, приближающимися под углом к береговой линии

Ссылки

Примечания

Другое

Внешние ссылки

Татьяна Моралес (2004-05-27), Остерегайтесь приливов, CBS News, получено 24 июня 2015 г.