Ветер - это горизонтальный поток воздуха, который отличается рядом определенных характеристик: силой, направлением и скоростью. Именно для определения скорости ветров ирландский адмирал еще в начале XIX века разработал специальную таблицу. Так называемая шкала Бофорта используется и в наши дни. Что представляет собой шкала? Как правильно нею пользоваться? И что шкала Бофорта не позволяет определить?

Что такое ветер?

Научное определение данного понятия следующее: ветер - это воздушный поток, который движется параллельно земной поверхности из области высокого в область низкого атмосферного давления. Это явление характерно не только для нашей планеты. Так, самые сильные в Солнечной системе ветра дуют на Нептуне и Сатурне. И земные ветра, по сравнению с ними, могут показаться легким и весьма приятным бризом.

Ветер всегда играл немаловажную роль в жизни человека. Он вдохновлял древних писателей на создание мифических сюжетов, легенд и сказок. Именно благодаря ветру у человека появилась возможность преодолевать значительные расстояния по морю (с помощью парусников) и по воздуху (посредством воздушных шаров). Ветер задействован и в «построении» многих земных ландшафтов. Так, он переносит с места на место миллионы песчинок, формируя тем самым уникальные эоловые формы рельефа: дюны, барханы и песчаные гряды.

В то же время, ветра способны не только созидать, но и разрушать. Их градиентные колебания способны спровоцировать потерю контроля над самолетом. Сильный ветер существенно расширяет масштабы лесных пожаров, а на крупных водоемах рождает огромные волны, которые разрушают дома и уносят жизни людей. Вот почему так важно изучать и измерять ветер.

Основные параметры ветра

Принято выделять четыре основных параметра ветра: сила, скорость, направление и продолжительность. Все они измеряются посредством специальных приспособлений. Силу и скорость ветра определяют при помощи так называемого анемометра, направление - с помощью флюгера.

Исходя из параметра продолжительности, метеорологи выделяют шквалы, бризы, штормы, ураганы, тайфуны и прочие типы ветров. Направление ветра определяется по той стороне горизонта, откуда он дует. Для удобства их сокращают следующими латинскими буквами:

• N (северный).
• S (южный).
• W (западный).
• E (восточный).
• C (затишье).

Наконец, скорость ветра измеряется на высоте 10 метров при помощи анемометров или специальных радаров. Причем продолжительность таких измерений в разных странах мира неодинакова. Например, на американских метеорологических станциях учитывается усредненная скорость воздушных потоков за 1 минуту, в Индии - за 3 минуты, а во многих европейских странах - за 10 минут. Классический инструмент представления данных по скорости и силе ветра - это так называемая шкала Бофорта. Как и когда она появилась?

Кто такой Фрэнсис Бофорт?

Фрэнсис Бофорт (1774-1857) - ирландский моряк, военный адмирал и картограф. Он родился в небольшом городке Ан-Уавь в Ирландии. Окончив школу, 12-летний мальчик продолжил свое обучение под предводительством известного профессора Ушера. В этот период он впервые проявил незаурядные способности к изучению «морских наук». В подростковом возрасте он поступил на службу в восточно-индийскую компанию и принял активное участие в съемке Яванского моря.

Следует отметить, что Фрэнсис Бофорт рос довольно смелым и отважным парнем. Так, во время крушения судна в 1789 году юноша проявил огромную самоотверженность. Растеряв всю свою еду и личные вещи, он сумел спасти ценные инструменты команды. В 1794 году Бофорт участвовал в морском сражении против французов и героически буксировал подбитое вражеским огнем судно.

Разработка ветровой шкалы

Фрэнсис Бофорт был на редкость трудолюбив. Каждый день он просыпался в пять часов утра и сразу же принимался за работу. Бофорт был значимым авторитетом среди военных и моряков. Однако всемирную славу он приобрел благодаря своей уникальной разработке. Будучи еще мичманом, любознательный юноша вел ежедневный дневник наблюдений за погодой. Позже все эти наблюдения помогли ему составить специальную шкалу ветров. В 1838 году она была официально утверждена британским адмиралтейством.

В честь знаменитого ученого и картографа названо одно из морей, остров в Антарктике, река и мыс в северной Канаде. А еще Фрэнсис Бофорт прославился тем, что создал полиалфавитный военный шифр, также получивший его имя.

Шкала Бофорта и ее особенности

Шкала представляет собой наиболее раннюю классификацию ветров по их силе и скорости. Она была разработана на основе метеорологических наблюдений в условиях открытого моря. Изначально классическая шкала ветров Бофорта является двенадцатибалльной. Лишь в середине ХХ века она была расширена до 17-ти уровней, чтобы можно было различать ветра ураганной силы.

Сила ветра по шкале Бофорта определяется по двум критериям:

1. По его воздействию на различные наземные предметы и объекты.
2. По степени волнения открытого моря.

Важно отметить, что шкала Бофорта не позволяет определять продолжительность и направление воздушных потоков. В ней содержится подробная классификация ветров по их силе и скорости.

Шкала Бофорта: таблица для суши

Ниже представлена таблица с подробным описанием воздействия ветра на наземные предметы и объекты. Шкала, разработанная ирландским ученым Ф. Бофортом, состоит из двенадцати уровней (баллов).

Шкала Бофорта для суши

Сила ветра (в баллах)	Скорость ветра	Воздействие ветра на предметы
0	0-0,2	Полный штиль. Дым поднимается вверх строго вертикально
1	0,3-1,5	Дым немного отклоняется в сторону, однако флюгеры остаются неподвижными
2	1,6-3,3	Начинает шелестеть листва на деревьях, ветер ощущается кожей лица
3	3,4-5,4	Развеваются полотнища флагов, колышутся листья и мелкие ветки на деревьях
4	5,5-7,9	Ветер поднимает с земли пыль и мелкий мусор
5	8,0-10,7	Ветер можно «пощупать» руками. Колышутся тонкие стволы маленьких деревьев.
6	10,8-13,8	Колышутся крупные ветки, «гудят» провода
7	13,9-17,1	Раскачиваются стволы деревьев
8	17,2-20,7	Ломаются ветки деревьев. Идти против ветра становится весьма трудно
9	20,8-24,4	Ветер разрушает навесы и крыши зданий
10	24,5-28,4	Существенные разрушения, ветер может вырывать деревья из земли
11	28,5-32,6	Большие разрушения на больших площадях
12	более 32,6	Огромные повреждения домов и построек. Ветер уничтожает растительность

Таблица Бофорта по состоянию моря

В океанографии существует такое понятие, как состояние моря. Оно включает в себя высоту, периодичность и силу морских волн. Ниже представлена шкала Бофорта (таблица), которая поможет определить силу и скорость ветра, исходя из этих признаков.

Шкала Ф.Бофорта для открытого океана

Сила ветра (в баллах)	Скорость ветра	Воздействие ветра на море
0	0-1	Поверхность водного зеркала идеально ровная и гладкая
1	1-3	На поверхности воды появляется мелкое волнение, рябь
2	4-6	Появляются короткие волны до 30 см в высоту
3	7-10	Волны короткие, но отчетливо выраженные, с пеной и «барашками»
4	11-16	Появляются удлиненные волны до 1,5 м в высоту
5	17-21	Волны длинные с повсеместным распространением «барашков»
6	22-27	Образуются крупные волны с брызгами и пенистыми гребнями
7	28-33	Большие волны до 5 м в высоту, пена ложится полосами
8	34-40	Высокие и длинные волны с мощными брызгами (до 7,5 м)
9	41-47	Образуются высокие (до десяти метров) волны, гребни которых опрокидываются и рассыпаются брызгами
10	48-55	Очень высокие волны, которые опрокидываются с сильным грохотом. Вся поверхность моря покрыта белой пеной
11	56-63	Вся водная поверхность покрывается длинными белесыми хлопьями пены. Видимость существенно ограничена
12	свыше 64	Ураган. Видимость объектов очень плохая. Воздух перенасыщен брызгами и пеной

Таким образом, благодаря шкале Бофорта люди могут наблюдать за ветром и оценивать его силу. Это дает возможность составлять максимально точные прогнозы погоды.

Десятки миллионов лет там, где сейчас находится Южная Европа и Северная Африка, от Атлантического океана до Тихого, разливался по планете океан Тетис. Примерно восемь миллионов лет назад его огромное зеркало начало дробиться, и со дна в виде растущих молодых гор поднялись Балканы и Карпаты, Крым и Кавказ. Учёные считают, что за время развития земной коры водный бассейн, о котором мы рассказываем, дважды сливался со Средиземным морем и трижды - с Каспийским. Прошло только 6–7 тысячелетий с тех пор, как Черное море наконец-то приобрело современный вид.

Какова глубина Черного моря?

Это одно из самых глубоких внутренних морей. Оно содержит в шесть раз больше воды, чем Каспийское море, и в шестнадцать раз больше, чем Балтийское, хотя площади всех трех водоемов примерно одинаковы. Средняя глубина Черного моря - 1.280 м , а наибольшая (отмечена возле турецких берегов, в районе Синопа) - 2.245 м . Самый пологий берег - в северной части, возле Одессы и Северо-Западного Крыма. На евпаторийских пляжах можно по песку и до буйка дойти. Такие мелководные бухты как будто специально созданы для тех, кто только учится плавать.

Откуда налетает самый страшный ветер?

Самый злой и опасть и ветер на Черном море - новороссийская бора. Особенно зимой, в мороз и гололедицу. Новороссийск закрыт с северо-востока горным хребтом Варада, то есть, как бы защищен. Эта «защита» поначалу сдерживает северо-восточный ветер, накапливая холодный воздух в долине, похожей на блюдце. Но постепенно воздушная масса переполняет долину и поднимается выше хребта, чтобы во всю свою мощь обрушиться на город, на побережье, на катера и теплоходы в порту и в открытом море. Буря срывает с домов крыши, несет по воздуху доски и черепицу, опрокидывает вагоны, жестоко треплет корабли, не успевшие уйти далеко в море или спрятаться в надежной гавани. Сколько их там разбилось и затонуло! Более или менее сильные бури случаются в Новороссийске примерно десять раз в год. В окрестностях города нет высоких деревьев: ветер вырывает их или ломает на корню.

Подобные прорывы северо-восточного ветра (только с меньшей силой) случаются и на Южном берегу Крыма . Накопившись в предгорье, холодный воздух летит к морю через перевалы, притом сразу через все, будто льется по гигантским природным желобам. Ветром срывает висевшие на горах тучи, и они заволакивают небесный свод, бешеной стаей убегая за море. Горы держали осаду, сколько могли, и вот - ветер победил. Вода спокойная, с легкой рябью, но уже в километре от берега сплошь покрыта белыми бурунами, а дальше… Катера и лодки стоят у причалов как вкопанные, только швартовые тросы натянуты в сторону горизонта. Не надо их отвязывать, а тем более садиться за весла: унесет в открытое море!

Такая зловещая погода больше характерна для нашей зимы. Но если случается летом, то, как правило, в конце августа, как бы подводя черту под лучшим временем года - теплым, беззаботным, ласковым.

Что такое смерч?

Смерч - это вихрь, возникающий в низкой грозовой туче. К морю от неё вытягивается отросток в виде хобота; вода под ним начинает волноваться, как бы закипать, затем поднимается конусом вверх, навстречу туче. Образуется единый крутящийся водяной столб диаметром в десятки и даже сотни метров. Он может стоять на месте или передвигаться вместе с тучей, иногда очень быстро, и держаться от нескольких минут до 3–4 часов. Из-за резкого понижения давления в центре смерч, как гигантский всасынающий насос, способен поднимать воду на большую высоту и нести за собой обломки кораблей, рыбу (потом пройдет «рыбный дождь»), даже лодки с людьми и тяжёлые баркасы.

Смерчи нередко случаются и на суше, принося большие разрушения. В США их называют торнадо.

В морях Азовском и Черном (особенно в северо-восточной его части) ежегодно бывает по нескольку случаев смерчей. Обычно они возникают возле мысов, на границах тёплых течений и не всегда заканчиваются благополучно. Например, в июне 1991 года серьёзно пострадали жители города Туапсе. Были повреждены дома, линии электропередач, автомагистрали и железная дорога, разрушены несколько посёлков вокруг. Десятки людей погибли и пропали без вести.

Для Крыма смерчи тоже распространенное явление. Так, летом 2013 торнадо пронесся по центральным районам полуострова. А в августе 2014-го в акватории Фороса (ЮБК) наблюдали несколько смерчей высотой до 1,5 км в высоту. Крымские смерчи особой опасности в себе не таят: они, как правило, формируются над морем и, выходя на сушу, теряют силу.

Отчего возникают волны?

Волна появляется под воздействием ветра. Ветер пытается сдвинуть с поверхности и погнать за собой частицы воды. Но лежащая под ними водная масса крепко держит их и приподнимается вместе с ними, а затем под действием собственного веса проваливается ниже уровня поверхности. Так образуются ветровые волны - гребни и впадины. Вертикальные колебания переходят на соседние частицы - и волна движется. На поверхности водоёма уже при ветре 1 м/сек возникает рябь. Когда скорость ветра достигает 7–8 м/сек, на вершинах волн образуются барашки пены.

Почему на волнах образуется пена?

Пена - это крохотные (менее 0,5 мм ) пузырьки воздуха, разделенные плёнкой воды. В чистой пресной воде эти пузырьки, сближаясь, сливаются. В солёной воде поверхностное натяжение сильнее, и они только сталкиваются, а, поднимаясь на поверхность, лопаются и выбрасывают в воздух мельчайшие соленые брызги.

С какой силой бьют волны во время шторма?

Сила удара черноморской полны может достигать 5–6 тонн на 1 м² . Такая волна способна опрокинуть гружёный товарный вагон.

Чем заканчивается движение волны?

Дойдя до линии прибоя, волна как бы спотыкается, задевая нижними слоями дно. Гребень продолжает движение с прежней скоростью и обрушивается на берег. Если склон дна пологий, то могут обрушиваться одновременно несколько гребней, идущих друг за другом.

Что такое зыбь?

Зыбь - это длинные пологие полны, гуляющие по морю от нескольких часов до нескольких суток после затихания ветра. Чем сильнее разбушевалось море, тем дольше оно успокаивается. Такие волны из-за своей непредсказуемости бывают для моряков опаснее штормовых.

От чего зависит длина волны?

Длина волны зависит от дистанции её разбега. В озёрах и небольших морях, например, и Азовском, волны плещут одна за другой почти беспрерывно. В океанах, пройдя тысячи километров, каждая обрушивается на берег обособленно, как событие. Расстояние между гребнями черноморских волн - 20–40 м . Океанские волны раз в десять длиннее.

Почему на побережьях Кавказа волны длиннее, чем в Крыму или Турции?

На побережье Кавказа, особенно в Батуми, волны приходят, разогнавшись через всё море, от самой Болгарии. До Крыма от Турции этот путь почти в пять раз короче.

Случаются ли, на Черном море цунами?

Цунами по-японски означает «волна в гавани». Порождённая подводным землетрясением или извержением вулкана, такая волна несётся к берегам со скоростью от 50 до 1000 км/час . В открытом океане она, как правило, не опасна, хотя и вырастает от 1 см до 5 м . Но у берега водяной вал достигает 10–15 (а иногда и 50) метров и обрушивается, сметая на своем пути скалы, пристани, дома, деревья,

Цунами случались и в Черном море, на дне которого были и, вероятно, будут находиться эпицентры землетрясений. Черноморские ударные волны редко достигают даже метровой высоты, а средняя скорость их - 120–160 км/час . Но бывали исключения! Самое ужасное - в I в. до н.э., когда от удара цунами погиб, поглотился морем располагавшийся на месте современного Сухуми город Диоскурия.

Бывают ли в Черном море приливы?

Причина этих явлений - гравитационное воздействие Луны, которая немного подтягивает к себе водную массу, проходя над океаном (отлив), и отпускает, когда прячется за горизонт (прилив). На побережьях океанов и открытых морей уровень воды поднимается и опускается через каждые 12 часов. Черное море - внутреннее; приливы и отливы в нем настолько малы, что почти незаметны.

Какие штормы бывают в Черном море?

Есть моря, которые почти всегда штормят. Это акватории океанов между сороковой и пятидесятой параллелью. Про те широты моряки говорят: сороковые - роковые, пятидесятые - ревущие. И наоборот, ближе к экватору океан большую часть года спокоен. Эскадра Магеллапа 110 дней пересекала Великий океан и не встретила ни одной бури. За это и назвали его Тихим.

Черное море летом обычно тоже спокойно, будто специально создано для купаний. В сентябре оно начинает волноваться, а зимой штормит так, что гнёт столбы и разбивает бетонные причалы - ремонтировать их приходится к каждому курортному сезону. В открытом море зимние волны достигают высоты 6–7 м , а иногда и более, по самые мачты скрывая малые и средние плавсредства, а потом подбрасывая их так, что обнажаются и бешено жужжат в воздухе гребные винты.

Зимой 1969 года на Ялту обрушился многодневный девятибалльный шторм. Волны разбили мол и свободно гуляли по главному причалу. На стапелях стояли теплоходы для ремонта - их сбросило в море. Повалились портальные краны, рельсы с вырванными глыбами мощнейшего гидробетона изогнулись и спутались, как тонкая арматура. Дежурный смотритель маяка не успел сойти на берег, и снять его не удалось ни плавсредствами, ни вертолетом. К счастью, маяк устоял. Зато теплоходы срывались с якорей и швартовых, бились о пристани и друг о друга, тонули. Парапет набережной потрескался, не помогли никакие волнорезы. Фонари разлетелись, деревья и кусты согнулись под тяжестью соленого льда…

Но проходит время - и всё забывается. Снова луна, золотая дорожка, чуть слышный шорох волн у ног отдыхающих. Море - гостеприимное.

Как образуются грязевулканические острова?

Единственный настоящий вулкан в Черном море извергался в середине юрского периода мезозойской эры (150–160 млн. лет назад), был потушен морем и образовал заповедный горный массив Кара-Даг.

Зато действуют вулканы грязевые, когда на дне моря вырываются из-под земли горючие газы. Вместе с газами, которые иногда вспыхивают пламенем, выходит вода, увлекая глину, камни, песок. На дне вырастает холм с кратером, и, если глубина в этом месте небольшая, он может подняться над поверхностью и образовать грязевой остров. Грязевым вулканам, обнаруженным в центральной части Черного моря к югу от Севастополя, до поверхности слишком далеко (2000 м ). Но на мелководьях, в районе Керченского пролива, в самом проливе и на юге Азовского моря происходят периодические вспышки газов и образуются грязевые острова. Пока эти острова не размоются штормами, они могут серьезно мешать судоходству.

По описанию очевидца, академика П. С. Палласа, 5 сентября 1799 года недалеко от города Темрюка в море произошел страшный взрыв, поднялся столб огня и черного дыма, а затем образовался остров диаметром 100 м и высотой 2 м . Даже у прославленных отчаянной храбростью запорожских казаков, которые незадолго до того переселились на побережье, этот взрыв и новоявленный остров вызвали мистический ужас.

В 1963 году Всемирная метеорологическая организация уточнила шкалу Бофорта и она была принята для приближенной оценки скорости ветра по его воздействию на наземные предметы или по волнению в открытом море. Средняя скорость ветра указывается на стандартной высоте 10 метров над открытой ровной поверхностью.

Дым (от трубки капитана) поднимается вертикально, листья деревьев неподвижны. Зеркально гладкое море.

Ветер 0 - 0,2м/с

Дым отклоняется от вертикального направления, на море легкая рябь, пены на гребнях нет. Высота волн до 0,1м.

Ветер чувствуется лицом, листья шелестят, флюгер начинает двигаться, на море короткие волны максимальной высотой до 0,3м.

Ветер 1,6 - 3,3м/с.

Листья и тонкие ветки деревьев колышутся, колышутся легкие флаги, легкое волне- ние на воде, изредка образуются маленькие барашки.

Средняя высота волн 0,6 м. Ветер 3,4 - 5,4 м/с.

Ветер поднимает пыль, бумажки; качаются тонкие ветви деревьев, белые барашки на море видны во многих местах.

Максимальная высота волн до 1,5 м. Ветер 5,5 - 7,9 м/с.

Качаются ветки и тонкие стволы деревьев, ветер чуствуется рукой, повсюду видны белые барашки.

Максимальная высота волны 2,5 м, средняя - 2 м. Ветер 8,0 - 10,7 м/с.

В такую погоду мы пробовали уйти по Балтийскому морю из Дарлово. (Польша) против волны. За 30 минут прошли всего ок. 10км. и сильно вымокли от брызг. Возвращались по попутной - оч. весело.

Качаются толстые сучья деревьев, тонкие деревья гнутся, гудят телефонные провода, зонтики используются с трудом; белые пенистые гребни занимают значительные площади, образуется водяная пыль. Максимальная высота волн - до 4м, средняя - 3м. Ветер 10,8 - 13,8м/с.

Такую погоду застали на катерах перед Ростоком. Штурман боялся смотреть по стороннам, самое ценное было рассовано по карманам, рация привязана к жилету. Брызги от боковых волн нас постоянно накрывали. Для водкомоторного флота, не говоря уже о простой моторке - это наверное уже максимум...

Качаются стволы деревьев, гнутся большие ветки, трудно идти против ветра, гребни волн срываются ветром. Максимальная высота волн до 5,5м. ветер 13,9 - 17,1м/с.

Ломаются тонкие и сухие сучья деревьев, говорить на ветру нельзя, идти против ветра очень трудно. Сильное волнение на море.

Максимальная высота волн до 7,5м, средняя - 5,5 м. Ветер 17,2 - 20,7м/с.

Гнутся большие деревья, ветер срывает черепицу с крыш, очень сильное волнение на море, высокие волны. Наблюдается очень редко. Сопровождается разрушениями на больших пространствах. На море исключительно высокие волны (максимальная высота - до 16м, средняя - 11,5м), суда небольших размеров временами скрываются из виду.

Ветер 28,5 - 32,6м/с. Жестокий шторм.

Море все покрыто полосами пены. Воздух наполнен пеной и брызгами. Видимость очень плохая. Полный п...ц судам небольших размеров, яхтам и прочим кораблям - лучше не попадать.

Ветер 32,7 м/с и более...

Известный специалист по исследованию морских волн профессор Л. Ф. Титов обратил внимание на то, что в «Сказке о рыбаке и рыбке» великий поэт не только образно, но и очень правильно, с точки зрения океаногра­фии, описал развивающееся морское волнение: «Море слегка разыгралось… Помутилось синее море… Неспо­койно синее море… Почернело синее море… На море черная буря: Так и вздулись сердитые волны, Так и хо­дят, так воем и воют».

Есть специальная шкала состояния поверхности мо­ря, согласно которой можно визуально определить, сколько баллов на море. Шкала действительна только для ветрового волнения.

Итак, что такое один балл? Это совсем слабое вол­нение, рябь. Подул ветер - сморщил водную поверх­ность, прошел порыв - она снова гладкая. А что такое два балла? Это уже более заметная волна. Характерный признак волнения в два балла - прозрачная стекловид­ная пена на гребнях волн. При трех баллах на гребнях отдельных волн появляются белые барашки, при четы­рех баллах уже все море покрыто барашками. Если ве­тер начинает срывать пену с гребней волн - пять баллов волнения, а когда эта пена начинает вытягиваться поло­сами по склонам волн - шесть баллов… Всего шкала волнения содержит девять баллов. Можно оценивать шторм и по высоте волн.

Так, например, по этой шкале при волнении моря в один балл высота волн не превышает 25 сантиметров, в два балла - 25-75 сантиметров, в три балла - 0,75- 1,25 метра…

Шкала силы ветра (где приводится соответствие бал­лов и метров в секунду) имеет двенадцать баллов. Сила шторма определяется силой ветра. Поэтому выражение «шторм десять баллов» будет правильным, а выраже­ние «десять баллов волнения» - неправильным. На Чер­ном море повторяемость сильных волнений невысока. В течение самого штормового года волнение шесть-девять баллов не наблюдается больше чем 17 дней.

Отличительная особенность черноморских волн - их «устойчивость». Это так называемая зыбь, имеющая больший период колебаний, чем ветровая волна. Зыбь - это волны, наблюдающиеся при слабом ветре или без ветра («мертвая зыбь»). Однако происхождение этих волн связано с деятельностью ветра. На Кавказское по­бережье моря могут прийти волны, образовавшиеся в штормовой зоне, которая расположена в это время в западной части Черного моря. У кавказских же берегов ветры могут быть слабыми, а волна - крупной. Это и будет зыбь. С существованием зыби связано бытующее издавна у наших моряков понятие о «девятом вале», из­вестное многим по картине известного художника-морениста Айвазовского. Нельзя сказать, чтобы представле­ние о девятом вале вовсе было лишено всякого основа­ния. Дело в том, что волны зыби, как правило, идут груп­пами, причем в центре группы находятся наиболее круп­ные волны, а по краям волны меньшей высоты. Какая-то волна данной группы может быть действительно гораздо больше остальных, но которая она будет по счету - третья, пятая или девятая, да и с какой волны начинать счет,- неизвестно. Таким образом, вовсе не следует ду­мать, что именно девятая волна является самой страш­ной. Кстати, у древних греков самым опасным считался каждый третий вал, а у римлян - десятый.

Моряки легче переносят зыбь, чем азовскую или кас­пийскую ветровую волну - «болтанку» с периодом 3-5 секунд. Однако зыбь имеет ту неприятную особенность, что она дает сильный прибой у берега. Волна, почти не­заметная в море из-за небольшой крутизны, обрушива­ется на берег с громадной силой.

Купание в море во время шторма очень опасно. Обыч­но довольно трудно преодолеть зону бурунов и попасть в открытое море, где можно относительно спокойно дер­жаться на воде, поднимаясь и опускаясь при прохождении каждой волны. Гораздо труднее уставшему человеку снова попасть на берег через преграду из рушащихся и пенящихся волн. Его то и дело относит обратно в море. Были случаи, когда здесь тонули люди, даже умевшие неплохо плавать. Поэтому-то на городских и санаторных пляжах и вывешивают во время шторма таблички с пре­достерегающими надписями. Уместно напомнить здесь, что все животные, медузы, морские блохи и другие орга­низмы уходят перед штормом из опасной прибойной зо­ны, чайки улетают на берег, однако можно видеть, как некоторые люди избирают шторм для того, чтобы де­монстрировать свою «храбрость», качаясь на волнах.

Сила ударов волн о берега и сооружения огромна. Вблизи Сочи она превышает 100 тонн на квадратный метр. При таких ударах возникают всплески высотой в несколько десятков метров. Колоссальная энергия при­бойных волн расходуется на раздробление горных пород и перемещение наносов. Без воздействия волн выносы рек скатывались бы постепенно на глубину, волны же возвращают их к берегу и заставляют перемещаться вдоль него. Например, вдоль Кавказского побережья Черного моря идет постоянный поток наносов. От Туапсе до Пицунды волны перемещают 30-35 тысяч кубических метров наносов в год.

Там, где есть пляж, волны теряют большую часть своей энергии. Там, где его нет, они разрушают коренные породы. В период Великой Отечественной войны размыв берега южнее порта Сочи достигал 4 метров в год. Сра­зу же после окончания войны были начаты берегоукре­пительные работы в этом районе, и размыв побережья прекратился.

Вдоль Кавказского побережья моря проходит желез­ная дорога. В прибрежной зоне построены санатории, театры, морские вокзалы и жилые дома. Поэтому берега моря надо охранять от размыва. Лучшей защитой в этом отношении является пляж, где волны разрушаются, не доходя до берега. Для закрепления пляжей сооружают­ся буны и подводные волноломы, которые препятствуют движению гальки вдоль берега в другие районы и уход ее в глубь моря. Так нарастает пляж.

Долгое время буны и подводные волноломы счита­лись образцом берегозащитных сооружений. Но в послед­ние годы специалисты пришли к выводу, что более при­емлемыми с точки зрения экологии были бы искусствен­ные рифы, такие, как в естественных условиях существуют у побережья Австралии, Кубы, Вьетнама. На Черном море вблизи Одессы уже проходит испытание один такой риф длиной 300 метров.

Грузинские специалисты по защите побережья пошли иным путем: они поддерживают пляжи при помощи пляжевого материала, который привозят из горных карь­еров.

Одним из малоизученных в настоящее время вопро­сов, связанных с волнами, является так называемый тягун.

Сущность этого явления заключается в том, что во многих портах Черного моря (и в некоторых других пор­тах мира) суда, пришвартованные у причалов, начинают время от времени двигаться вдоль них более или менее периодически под действием какой-то силы. Иногда эти движения настолько мощны, что даже стальные швар­товые концы не выдерживают и лопаются, иногда судно вынуждено прекращать грузовые операции и отходить на рейд. Тягун может наблюдаться как во время силь­ного волнения, так и при полном штиле.

О происхождении тягуна имеется несколько гипотез. Все они определяют тягун как следствие подхода особо­го рода морских волн, невидимых простым глазом. Эти волны носят название длиннопериодных, так как они имеют период колебания гораздо больший, чем обыкно­венные видимые волны.

Когда морские волны подходят к берегу, их структу­ра, а в связи с этим и картина волн меняются. Ученые говорят, что в прибрежной зоне волна начинает «чувст­вовать дно». Если направление гребней волн не парал­лельно линии берега, то происходит поворот волн к бе­регу: часть гребня, которая идет над большими глуби­нами, догоняет другую часть, идущую ближе к берегу над меньшими глубинами. Это явление называется ре­фракцией волн. Выражается оно не только в перемене их направления, но и в том, что гребни изменяют свою форму. В отдельных районах, например в бухте, волны «растягиваются» по ее берегам, поэтому высота волн здесь меньше, чем в открытом море. Это знали еще древ­ние мореплаватели. Концентрация волновой энергии происходит в мысах, так как гребни волн подходят с раз­ных сторон.

О скалы грозные дробятся с ревом волны

И с белой пеною шумят, бегут назад…

При продвижении волн по мелководью профиль их меняется. Гребень заостряется, наклоняется вперед, а ложбина отстает, испытывая влияние дна. На глубине, примерно в полтора раза превышающей высоту волн, они разрушаются. Образуется прибой. Прибойная волна с шипящей пеной заходит далеко на берег. У приглубин­ных берегов обычно одна линия разрушения волн, а у пологих по мере движения к берегу волны разрушают­ся несколько раз.

В последнее время принят новый, так называемый спектральный, метод изучения морских волн. Слово «спектр» происходит от латинского слова «спектрум», что значит «видение». С этим словом в нашем представле­нии связано что-то яркое и красивое. Такое название дал ему Ньютон, когда он впервые разложил обычный, бе­лый свет на составляющие - красный, оранжевый и т. д. Теперь спектральный метод исследования широко ис­пользуется в науке и технике - всюду, где можно полу­чить зависимость энергии процесса от частоты или дли­ны волн.

Для характеристики различных видов морских волн хорошим показателем будет их спектр. Как выглядят спектры морских волн? Спектр ветрового волнения и спектр зыби отличаются друг от друга шириной и фор­мой. Ветровое волнение имеет более широкий спектр, оно охватывает большой диапазон частот. В нем могут быть волны с периодами от 3 до 20 секунд. А спектр зыби уже, то есть волны зыби мало отличаются друг от друга по частотам, они ровнее. Вид спектров этих двух типов волн характерен для всех морей.

Бывают иногда двугорбые и многопиковые спектры. Они регистрируются тогда, когда на море идут две или несколько систем волн с разных направлений, то есть наблюдается смешанное волнение.

Так спектры помогают в исследованиях морских волн. Теперь уже недостаточно сказать, сколько баллов на море, недостаточно даже знания высоты и длины или периода волн. Надо знать, какой вид имеет их спектр. Спектры позволяют исследовать и сравнивать друг с дру­гом различные виды волн, они вносят порядок в «самое беспорядочное из всех закономерных явлений на Земле», как образно назвал морские волны известный советский океанограф Н. Н. Горский.

Слово «цунами» в переводе с японского означает большие волны в гавани. Действительно, они проявляются в гаванях, в бухтах, вообще в прибрежной зоне. В открытом море корабль может их не заметить, потому что высота их - сантиметры, а длина - километры, то есть волны очень пологие.

В Советском Союзе цунами наблюдаются не только на Камчатке или Курильских островах, но и на Каспий­ском и Черном морях, хотя здесь они не достигают такой разрушительной силы, как тихоокеанские.

Эти волны возникают при подводном землетрясении. Корабль, оказавшийся над зоной землетрясения, ощу­щает толчок, как будто он натолкнулся на подводную скалу. На некоторых морских картах нанесены скалы в таких районах, где глубины исчисляются километрами и промеры не обнаруживают никаких поднятий дна.

Откуда же в Черном море землетрясения? Ведь дей­ствующих вулканов поблизости нет! Но дело в том, что землетрясения далеко не всегда бывают связаны с вул­канической деятельностью. Чаще всего они возникают как результат разрывов земной коры, которые образуют­ся в районах, промежуточных между опускающимися и поднимающимися районами. Обычно очаги землетрясе­ний сосредоточены в одних и тех же зонах. На Черном море такие зоны проходят параллельно берегам вбли­зи Крыма и Кавказа. Наиболее сейсмичными районами Кавказа являются Анапа и окрестности Сочи. Глубина залегания очагов черноморских землетрясений может быть до 40 километров.

Есть предположение, что причиной гибели древних черноморских городов Севастополиса и Диоскурии по­служили волны от подводных землетрясений - цунами. В абхазских легендах сохранилось упоминание об этом событии: «Страшный удар потряс землю. Берег раско­лолся, и взбешенное море поглотило город».

За последние столетия на Кавказе таких сильных землетрясений не наблюдалось. В Крыму сильные зем­летрясения (7-8 баллов по 12-балльной шкале) были в 1927 году, эпицентры их находились в море, к югу от Ялты. Землетрясения эти вызвали длинные (до 100 ки­лометров) волны - цунами. Скорость их была так ве­лика, что через полтора часа они дошли до побережья Болгарии, а на другие побережья еще раньше. Но эти волны были отмечены только приборами и никаких по­вреждений не причинили.

На Кавказском побережье Черного моря сильные землетрясения - 6 баллов - наблюдались в 1905 и в 1966 годах (эпицентры их лежали в море вблизи Анапы). Эти землетрясения также вызвали цунами, которые рас­пространились по всему морю и были отмечены прибо­рами.

Таким образом, на Черном море тоже возможны цу­нами, но по причине малой протяженности очагов зем­летрясений и их сравнительно небольшой силы они не причиняют вреда побережьям.

Интересно, что некоторые рыбы - обитатели боль­ших глубин - за несколько дней или часов до землетря­сения появляются на поверхности воды и при этом обыч­но погибают. Но такие случаи наблюдались не в Черном море, где, как известно, рыбы на больших глубинах не живут.

На какую глубину распространяются обычные (вет­ровые) волны? Уже на глубине 10 метров они меньше, чем на поверхности, но иногда ощущаются и там. Дви­жение воды у дна при шторме можно охарактеризовать таким примером. Подводная лаборатория «Черномор», работавшая вблизиГеленджика на глубине 12,5 метра и имевшая отрицательную плавучесть в 3 тонны, была пе­редвинута 4-балльным штормом на 70 метров. Исследо­вателями этой лаборатории было установлено, что до­статочно интенсивные перемещения песка происходят до глубины 15-20 метров.

В глубинах моря, на границе раздела слоев воды с различной плотностью, возникают так называемые внут­ренние волны.

Специалисты считают, что действием этих волн мож­но объяснить гибель нескольких подводных лодок: аме­риканских- «Трешер» в северной части Атлантики в 1963 году и «Скорпион» в 1968-м у Азорских островов; французских - «Минерва» в 1968-м и «Эридис» в 1970 го­ду в Средиземном море. При этом погибли несколько сотен человек.

Хотя известны внутренние волны уже давно, причины их образования не до конца ясны. Одной из них считают «рябь» в массе течения, возникающую при прохождении его над подводными хребтами. Могут вызываться внут­ренние волны и сильными штормами и ураганами на по­верхности воды, и приливами, и землетрясениями.

Внутренние волны, как и поверхностные, движутся, развиваются, живут. Они могут достигнуть такой высоты и крутизны, что станут неустойчивыми и опрокинутся. При этом быстро выравниваются свойства воды, исчезает скачок в плотности, возможно, это опрокидывание и вызвало гибель подводных лодок.

Недавно внутренние волны были обнаружены на снимках из космоса. Оказывается, при съемке с такого большого расстояния эти волны прослеживаются в виде чередования темных и светлых полос.

Долгое время волны причиняли человеку только вред: понижали скорость судов, разбивали их о береговые со­оружения, размывали берега.

Выдвинуто много проектов использования энергии волн. Расскажем о некоторых из них.

На берегу Черного моря испытывалась установка конструкции Д. А. Автономова. Она основана на запол­нении водой бассейна под действием гидравлического удара - прохождения волн по клиновидным каналам. Из бассейна вода поступает в турбину.

На Крымском побережье испытана и другая установ­ка, автор ее С. И. Колтагов. Поршень, движущийся в ци­линдре горизонтально под действием волн, гонит воду вверх по трубе в цистерну, откуда она поступает на тур­бину. После каждого движения поршня цилиндр запол­няется из другой трубы водой моря.

Инженер В. С. Сидоренко создал тип «волнотурби­ны», основанной на повороте укрепленной горизонтально трубы при прохождении волны.

Польские специалисты предложили накапливать энер­гию путем периодической (под действием волн) подачи воды в резервуар, расположенный выше уровня воды. Удар каждой волны открывает клапан, через который вода проникает по трубам в резервуар.

Болгарский инженер Веденичаров предложил семь типов волнодвигателей. Некоторые из них он испытывал на Черном море вблизи Варны.

Шведский инженер Дальстрем сконструировал судно, использующее энергию волн. На судне имеется балан­сир, приводящий в движение винт.

У побережья США работает буек на волновой энер­гии, мощность установки всего 1 киловатт. Принцип ра­боты таков: с плавучей платформы вниз опущена 60-метровая труба; в нижней части трубы клапан, откры­вающийся в период нахождения трубы во впадине вол­ны; попадающая в трубу вода поступает в бак, а из бака на турбину, вырабатывающую ток, который питает лампу.

Крупный проект использования волновой энергии вы­двинут в Англии, не имеющей значительных природных источников энергии на своей территории. Вдоль побе­режья предполагается построить много своеобразных «мельниц», лопасти которых (15X15 метров) будут вра­щаться под действием волн и передавать свое движение генератору.

Ни в одной стране еще не построено волновой элект­ростанции. Причина в том, что получаемая таким обра­зом энергия будет стоить дороже, чем энергия других видов электростанций, и использовать ее целесообразно только там, где исчерпаны уже все другие источники.

Однако уже тот факт, что над использованием энер­гии волн усиленно работают инженеры и ученые во мно­гих странах, позволяет надеяться на успешное решение этой проблемы.

Заинтересовались морскими волнами и врачи: слабое волнение (один-два балла) производит легкий массаж тела, способствует проникновению солей морской воды в организм человека, то есть является лечебным фак­тором.

Не менее интересен и такой вопрос: влияет ли Солн­це на морские процессы? Наблюдения за ходом разных земных явлений позволяют отметить не только их перио­дичность, но и совпадение периодов колебаний этих про­цессов с периодами изменения солнечной активности.

Какие только явления на Земле не пробовали сопо­ставлять с активностью Солнца: нарушение ритмов раз­вития животных и растений, снижение реакций у людей в периоды активного Солнца и увеличение количества смертных случаев среди людей, страдающих заболева­ниями сердечно-сосудистой системы, замедление роста ледников, и даже количество землетрясений, как счита­ют некоторые ученые, связано со степенью активности Солнца.

А как обстоят дела на таком небольшом участке пла­неты, как Черное море? Анализ «тихих» и «штормовых» лет показывает, что они следуют друг за другом опреде­ленным порядком. Так, для района Сочи в 1952-1954 и 1964-1966 годах было отмечено много штормов, а 1956-1962 годы были годами затишья. Разумеется, и в годы затишья наблюдаются отдельные сильные штормы. Например, в тихом 1968 году прошел исключительно сильный шторм 28-29 января, а в тихом 1969 году на­блюдались 7-балльные штормы 5-6 января и 28-29 ок­тября.

Весь 1972 год можно назвать штормовым. Сила шторма у берега достигала 6-7 баллов.

Последние 15 лет штормовая деятельность постепен­но затихала, но не за горами, как это было и раньше, наступление штормового периода.

Если сравнить число штормов на Черном море с чис­лом вспышек на Солнце, то можно видеть, что между ними существует зависимость.

Почти всегда за крупной вспышкой на Солнце начи­нается шторм. Но далеко не каждый шторм обусловлен солнечной вспышкой. Штормов гораздо больше, чем вспышек, но каждая сильная вспышка вызывает шторм. В период возмущения Солнце выбрасывает потоки заря­женных частиц - корпускул, начинается так называе­мый «солнечный ветер». Неясно еще, каким путем эти потоки влияют на атмосферу Земли, особенно заметно при этом усиление движения воздушных масс вдоль ме­ридианов - с севера на юг и с юга на север. На Черном море это означает приход южных циклонов и штормов с юга.

Астрономы пытаются прогнозировать солнечные вспышки. В первую очередь это нужно для того, чтобы космонавты, находящиеся в полете, приняли необходи­мые меры для защиты от космических лучей, которые извергаются из области вспышки вместе с потоками све­тового, ультрафиолетового, гамма-излучения, инфракрас­ного и радиоизлучения.

Когда такие прогнозы утвердятся, их можно будет использовать и в медицинских целях, а также для прог­ноза штормов.

Если бы удалось прогнозировать тихие и штормовые годы, то это в значительной мере облегчило бы работу портов и обезопасило судоходство.