Все изложенное в этой главе относилось, строго говоря, к двумерным волнам, т. е. волнам, профиль которых не меняется в направлении, перпендикулярном к вектору скорости волн. Все задачи о двумерных волнах — по существу плоские. Именно такие плоские задачи решены к настоящему времени.[ ...]
Однако всем известно, что двумерные волны в строгом смысле существуют в море лишь на двух стадиях: либо на начальной стадии зарождения и довольно кратковременного роста, либо на стадии мощной штормовой зыби. На промежуточных стадиях волнение, как правило, бывает трехмерным: профиль волн значительно меняется в направлении, перпендикулярном к вектору скорости.[ ...]
Чем же вызван переход двумерного волнения в трехмерную форму при развитии волнения, а также обратный переход трехмерного волнения в двумерное при полном развитии мощной штормовой зыби? Ответ на этот вопрос содержится в современной теории питания волн энергией ветра, изложенной в § 16 и 17.[ ...]
Действительно, при возникновении начальных двумерных волн на поверхности моря высота этих волн не может быть одинаковой на всем протяжении фронта: ввиду непостоянства поля ветра на одних участках фронта волн высота неизбежно будет больше, чем на других участках. Но ведь в соответствии с формулой (181) мощность, поступающая от ветра, будет больше именно там, где высота волн оказалась большей. Следовательно, возникнут условия неустойчивости: неравенство высот вдоль фронта волн будет непрерывно нарастать, волны приобретут трехмерный вид (рис. 183 и 184). Однако такой вид может сохраняться лишь на промежуточной стадии волнения: по мере приближения высоты волн к предельной (для данной скорости ветра и данного расстояния от наветренного берега) нарастание высоты волн будет замедляться тем больше, чем ближе высота к ее предельному значению; тем самым будет выравниваться фронт волн и уменьшаться различие в высоте волн вдоль одного и того же первоначального фронта. В результате штормовая зыбь будет стремиться к двумерному типу. К этому вопросу мы вернемся в § 34.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Трехмерные волны, сфотографированные с самолета |
 |