Понятие о волнении. Процесс возникновения, развития

Файл : work.doc

КОНТОРЛЬНАЯ РАБОТА ПО ГИДРОЛОГИИ

1.Понятие о волнении. Процесс возникновения развития и затухания ветровых волн

Морское волнение представляет собой один из результатов передачи энергии атмосферы поверхностному слою воды. При воздействии движущегося потока воздуха на водную поверхность в воде возникают своеобразные колебательные движения, характеризующиеся тем, что частицы поверхностного слоя начинают описывать круговые орбиты, располагающиеся в вертикальной плоскости, причем в верхней части такой орбиты частица воды движется в направлении действия, вызвавшего это движение ветра, а в нижней - в противоположную сторону. При этом в каждый данный момент частицы, находящиеся в одной фазе орбитального движения, располагаются рядами, ориентированными по нормали к направлению ветра. Будучи в наивысшей фазе орбитального движения, они образуют гребни волн, в наинизшей - ложбины волн.

Ветровое волнение, возникающее при непосредственном воздействии воздушных потоков на водную поверхность, представляет собой неупорядоченное движение, что объясняется неправильными пульсациями воздушных потоков, частой сменой их направлений, общей турбулентностью движущегося над водой слоя воздуха. Вследствие значительной вязкости воды волновые колебания водного слоя продолжаются некоторое время и после прекращения ветра. При этом происходит упорядочивание движения, волы приобретают более или менее одинаковые параметры и направлении распространения. Такое упорядоченное волнение называется зыбью. Характер движения частиц воды в волнах зыби может быть уподоблен движению точки, находящейся на радиусе катящегося круга. Траектория такой точки называется трохоидой, а соответствующий тип волн - трохоидальными волнами.

Энергия волны в первую очередь определяется ее высотой, т.е. амплитудой колебания или диаметром орбиты, а на глубине порядка 200 м эта амплитуда ничтожна даже для очень крупной поверхностной волны. Поэтому геоморфологическое воздействие волн на дно ограничивается очень узкой прибрежной мелководной полосой шельфа.

Величина волн зависит от скорости вызвавшего их ветра и от длины разгона, т.е. пути ветра над водной поверхностью. Максимальные высоты волн отмечены в зонах развития западной атмосферной циркуляции. Средние высоты волн, наблюдающиеся в океане при умеренных ветрах, 1 - 3 м, при значительных - 6 - 10 м. Известны случаи экстремально высоких волн высотой до 20 - 30 м. Например, в 1933 году с судна «Рамапа» в северной части Тихого океана наблюдалась ветровая волна высотой 34 м.

Наиболее спокойной зоной в океане является экваториальная, где штормовые волнения крайне редки, а повторяемость штилей достигает 20- 33%. Области действия пассатов характеризуются почти постоянным неспокойным состоянием водной поверхности, но здесь преобладают умеренные волнения.

2.Биологическая жизнь и круговорот органического вещества в озерах. Продуктивность озер. Схема зарастания озер и озерные отложения.

Развивающиеся в озерах биологические процессы непосредственно обусловлены химическим составом озерной воды, ее прозрачностью, размером озера и связанным с ним термическим режимом.

Большое влияние на развитие растительности (гидрофлоры) и животных организмов (гидрофауны) озера оказывают также общие физико-географические условия района, в котором расположено озеро.

Чрезмерно малая минерализация воды, особенно малое количество питательных солей, большие глубины озера, низкие температуры, наоборот, затрудняют развитие органической жизни.

Среди обитателей вод различают организмы, способные питаться минеральными веществами и синтезировать (создавать) органическое вещество (автоторофные), и организмы, питающиеся только готовым органическим веществом (гетеротрофные). К первым относятся все растительные организмы, осуществляющие фотосинтез, т.е. синтез органического вещества, используя при этом солнечную энергию. Ко вторым - все животные и некоторые растительные организмы, в том числе большинство бактерий. Таким образом, население водоема по характеру обмена веществ может быть разделено на две основные группы: производителей органического вещества и потребителей органического вещества.

Зарастания обычно связывают с обогащением водоемов биогенными веществами (см. рис). При первоначально малом их содержании в водоеме (олиготрофия) поступление их в водоем постепенно формирует высокую концентрацию в водной массе и донных отложениях таких веществ, как азот и фосфор, качеств воды ухудшается и водоем становится эвтрофным, т.е. обогащенным биогенными веществами.