Основной перевод: Виктор Колдунов (пока только так :-) дальше будет больше) 

В предыдущей главе я описывал волны на поверхности моря. Теперь мы можем рассмотреть нескоторые важные особенности: трансформация и разрушение волн при подходе их к побережью; течения и (краевые) волны возникшие в результате взаимодействия волн с берегом; цунами; штормовые нагоны; приливные явления, особенно вблизи берега.

17.1 Волны на Мелководье и Прибрежные Процессы

Фаза волны и групповая скорость – есть функции от глубины, если глубина меньше примерно четверти длины волны в глубоком океане. Период волны и частота инвариантны ( не изменяются при подходе волны к берегу); это используется при расчётах свойств прибрежных волн. Высота волны увеличивается при уменьшении групповой скорости волн. Днина волны уменьшается. Направление волн меняется вследствие рефракции. И, наконец, на мелководье волны разрушаются, создавая в зоне прибоя long-shore and rip currents.

Прибрежные волны.
Дисперсионное соотношение (16.3) используется для расчёта свойств волны, которая распространяется от глубоководных районов к мелководью вне зоны прибоя. Так как ? постоянна, (16.3) то:

(17.1)

где

L – длина волны, с – фазовая скорость, «альфа» – угол между гребнем и контурами изобаты, d – глубина моря. Индексом 0 отмечены значения для глубокого моря.

Величина d/L расчитывается из решения

(17.3)

используя итерационный метод, или из схемы 17.1, или из таблицы А1 Вейгеля (Wiegel, 1964).

Рисунок 17.1 (Изменение свойств волны с изменением глубины. Wiegel (1964)).

Так как скорость волны является функцией глубины в мелком воде, изменение глубины при подходе волны к берегу может сфокусировать или расфокусировать энергию волны. Рассмотрим простой случай, когда гребень волны почти параллелен берегу с двумя мысами, которые, уходя под воду, образуют отметь (рисунок 17.2). Групповая скорость волн больше в глубокой части между отмелями, и гребень начинает деформироваться придлижаясь к берегу. Энергия волны, распространяясь перпендикулярно гребню волны, направляется в сторону мысов, где прибой становится гораздо сильнее, чем в заливе. Различия высот молн могут быть необычайно большими. В спокойный день прибой может быть крошечным вдоль подводного каньона близ La Jolla Shores, California, южнее Института Океанографии Scripps. В то же самое время немного севернее каньона волны могут быть достаточно высокими, чтобы заинтересовать любителей сёрфинга.

Рисунок 17.2. Подводные очертания, такие как водводные каньоны и хребты,
находящиеся у берега, могут сильно влиять на высоту прибоя. Thurman (1985).

Разрушение волн
При движении волн на мелководье их групповая скорость уменьшается, энергия на квадратный метр поверхности моря увеличивается, и в уравнении волны становятся важными нелинейные периоды. В результате волны начинают расти, приобретая вид узкого крутого гребня с широкой пологой ложбиной. Когда крутизна волны становится достаточно большой, волна разрушается (Рисунок 17.3 слева). Форма разрушающейся волны зависит от уклона дна, и крутизны волны при подходе к берегу (Рисунок 17.3 справа).

Рисунок 17.3 слева: классификация разрушающихся волн в зависимости от уклона дна и крутизны волны. Справа: зарисовка типов разрушающихся волн. Horikawa (1988).

1. Steep waves tend to lose energy slowly as the waves moves into shallower water through water spilling down the front of the wave. These are spilling breakers.

2. Менее крутые волны на крутых склонах растут так быстро, что гребень волны движется намного быстрее ложбины, вследствие чего, он обрушивается на ложбину (рисунок 17.4).

3. Если пляж

17.2 Цунами

17.3 Штормовые Нагоны

17.4 Теория Океанских Приливных Явлений

17.5 Прогноз Приливных Явлений

17.6 Важные Понятия