Плавание под парусом: ветер, волнение и течения - Ян Проктор

Рис. 8. Растекание потока в устье реки

Треугольная дистанция этих соревнований была расположена между молом, показанным на рис. 9, и мысами банок Стабборн-сэнд и Санк-сэнд; все гонки проходили около времени самого сильного (приливного течения, то есть в сизигию, понятно, насколько важно было составить правильное представление о схеме течений во время соревнований. Основное течение шло параллельно берегу примерно на северо-северо-восток, но, достигнув прохода между банками, течение устремлялось между ними под углом к берегу на восток-северо-восток. Однако до зоны влияния берега и повторного отклонения на северо-северо-восток течение проходило менее трех четвертей мили; затем оно поворачивало вокруг песчаной косы, идущей от берега, и шло почти на север, но это уже было за дистанцией гонки.

Здесь целесообразно отметить, что постоянные течения вымывают береговой песок и переносят его дальше к северу, где он накапливается. Можно ожидать, что при некоторых фазах прилива за внутренней оконечностью банки Стабборн-сэнд будет отмечаться тенденция к образованию вихря, что со временем приведет к накоплению песка и заполнению пространства за банкой. На самом деле этого может не произойти, но нет никакого сомнения в том, что форма различных песчаных банок определяется именно особенностями накопления песка. Вполне возможно, что много лет назад вместо Санк-сэнд и Стабборн-сэнд была одна банка; возможно, имелось течение, идущее вдоль берега по внутренней стороне банки, это течение промывало канал от берега к банке Стабборн-сэнд — остатки этого канала, теперь в значительной степени заполненные песком, прослеживаются только за оконечностью банки. Все это, конечно, только предположение, но пример интересен тем, что показывает, как очевидные исключения из общих правил иногда могут ввести в заблуждение. Однако достаточно тщательное изучение явления почти всегда позволяет найти его объяснение.

Течения могут вызываться множеством различных причин, но наиболее частая причина — разница в уровне воды, как, например, в случае с приливными потоками и течением рек. Однако течения могут вызываться и ветрами, так как трение между движущимся воздухом и поверхностью воды заставляет воду двигаться; поступательное движение ветровых волн также вызывает некоторое перемещение массы воды в виде течения.

Это ветровое поверхностное движение воды за счет трения между частицами воды на различных уровнях постепенно передается на большие глубины, однако на поверхности ветровые течения всегда сильнее, чем на глубине.

Для того чтобы образовалось заметное ветровое течение, ветер какое-то время должен быть устойчивым. Максимальной скорости течение достигает через некоторое время после того, как ветер достигнет наибольшей силы. Течение будет усиливаться даже после прекращения действия ветра.

Странный эффект, вызываемый вращением Земли, заключается в том, что ветровые течения в открытом районе моря северного полушария отклоняются на 45° вправо от направления ветра, в южном полушарии — на 45° влево от направления ветра.

В прибрежных водах отклонение ветрового течения от направления ветра значительно меньше и в среднем составляет 20–25° вправо в северном полушарии и столько же влево в южном.

Рис. 9. Растекание потока между несколькими банками

Свойства ветровых течений в каналах и у характерных форм рельефа такие же, как и у других типов течений.

Сила ветрового течения, естественно, зависит от скорости ветра и продолжительности его действия. Наибольшая сила течения составляет около 2 % от скорости ветра и достигает этого значения, когда пройдет достаточно времени, для того чтобы действие ветра достигло максимального эффекта. Это означает, что ветер скоростью 25 узлов может вызывать на открытой воде течение около 0, 5 узла. Скорость течения может увеличиться при наличии сужения на пути потока, и тогда учет течения станет очень важным для яхтсмена.

Часто ветровые течения обнаруживаются только по усилению или ослаблению приливных потоков.

Иногда течения вызываются волнами, набегающими на берег под углом. Это явление обсуждается в главе 8.

Другой причиной течений является испарение. Например, с поверхности Средиземного моря испаряется больше воды, чем поступает в него от рек и в виде осадков. Поэтому в Гибралтарском проливе имеется постоянное восточное течение, которое приносит воду из Атлантического океана в Средиземное море и компенсирует потерю воды за счет испарения. В принципе указанный вопрос представляет только академический интерес, и можно лишь добавить, что в глубинных слоях Гибралтарского пролива имеется постоянное западное течение, несущее в Атлантику воду высокой солености; если бы этого течения на запад не было, то Средиземное море становилось бы все более соленым.

Правильное объединение приведенных выше примеров позволяет получить прекрасное представление о течениях даже при сложном сочетании различных факторов. Прежде чем применять тактику плавания под парусом на течении, необходимо понять принципы поведения течений.

ГЛАВА 3. Приливы и приливные потоки

В предыдущей главе мы познакомились с некоторыми особенностями течений. Хотя ситуации были очень сильно упрощены, в большинстве случаев путем сочетания нескольких простых примеров можно получить по крайней мере приблизительное представление о том, что происходит на большинстве водных просторов, где имеются течения.

Все рассмотренные примеры справедливы независимо от того, вызвано ли течение приливными силами или стоком реки. Во всех этих примерах показаны направление и интенсивность потока воды, движущейся с постоянной скоростью. Но, прежде чем перейти к дальнейшему изложению, следует указать, что между приливными потоками и течением реки имеется существенная разница: скорость течения в бесприливной реке достаточно долго остается примерно неизменной (если не преобладают исключительные обстоятельства), а скорость и генеральное направление приливного потока все время изменяются. Поэтому при плавании в приливных водах надо учитывать измененные скорости и направления течения.

Приливы на земном шаре бывают разные и зависят от относительного влияния центробежной силы Земли, силы тяготения Солнца и Луны. Приливы бывают полусуточные, суточные и смешанные.

Полусуточные приливы. Как следует из названия, эти приливы наблюдаются дважды в сутки. Между приливами имеется довольно постоянный промежуток времени (примерно 12 часов), соседние полные воды тесно связаны с квадратурными и сизигийными колебаниями прилива в зависимости от фаз Луны. Полусуточные приливы наблюдаются на большей части восточного побережья Северной Америки и всем побережье Англии.

Суточные приливы. В некоторых местах бывает только одна заметная полная и малая вода в сутки, вторая полная и малая вода немного больше, чем высота прилива при смене вод. Объяснение этого явления выходит за рамки настоящей книги, отметим только, что оно связано со склонением Солнца и Луны. Суточные приливы наиболее часто наблюдаются в тропиках, например на Филиппинах.

Смешанные приливы. Наконец, имеются приливы, которые сочетают черты каждого из двух названных типов. Они имеют два приливных цикла в сутки, но между высотами последовательных полных или малых вод может быть большая разница. Тихоокеанское побережье Северной Америки и большая часть побережья Австралии подвержены влиянию смешанных приливов.

Наиболее распространенный вид приливов — полусуточный, поэтому я остановлюсь на нем; однако последующие выводы будут во многом применимы и для двух других типов прилива.

Примерно каждые 24 часа наблюдаются две полные и, соответственно, две малые воды. Временной интервал между последовательными полными водами составляет не 12 часов, а 12 часов 26 минут, поэтому полная вода в каждый последующий день наступает на 52 минуты позже, чем в предыдущий.

За полной водой, когда прилив наибольший, следует отлив, продолжающийся 6 часов. После отлива наступает малая вода, которая является наинизшей точкой приливного цикла. За малой водой следует прилив, который также продолжается около 6 часов; уровень постепенно повышается, и наконец снова наступает полная вода. В полную и малую воду уровни могут оставаться неизменными в течение различного времени, обычно постоянного для данного места. Это время известно как «стояние прилива».

Около времени стояния прилива, как в полную, так и в малую воду, приливное течение отсутствует. Это состояние называется сменой течений, или сменой вод.