Рычагов Г.И. Общая геоморфология

Движения морских волн. Прибойный поток (накат), прибой, заплеск. Рефракция волн

Прибойный поток (накат), прибой, заплеск

Увеличение крутизны переднего склона волны достигает критического значения над глубиной, равной высоте волны. Он становится вертикальным и даже нависающим. Происходит обрушение гребня волны, в результате волновое движение воды сменяется принципиально новым видом движения – прибойным потоком, или накатом. Само разрушение волны называется прибоем.

Прибойный поток формируется из массы воды, образующейся при разрушении волны. Он взбегает вверх по береговому склону, причем направление потока примерно совпадает с направлением волны, вызвавшей его, но все же заметно отклоняется от первоначального под действием силы тяжести (рис. 155). Скорость прибойного потока уменьшается по мере его удаления от места зарождения, то есть от места разбивания волны. Замедление потока связано с затратой энергии на преодоление силы тяжести, на преодоление трения о поверхность, по которой он взбегает, на перемещение и обработку наносов, а также с потерей части массы воды на просачивание в грунт.

Траектории прибойного потока на пляже при косом подходе волн к берегу
Рис. 155. Траектории прибойного потока на пляже при косом подходе волн к берегу

Крестиками отмечена вершина заплеска

Точка, где скорость прибойного потока снижается до нулевого значения, называется вершиной заплеска. Отсюда еще не растраченная на инфильтрацию масса воды стекает вниз по склону по направлению наибольшего уклона. Эта «ветвь» прибойного потока получила название обратного прибойного потока, или отката.

Следовательно, верхняя и нижняя границы береговой зоны определяются границами волнового воздействия на берег, а именно: нижняя граница располагается на глубине, равной половине длины волны, то есть той изобате, на которой начинается деформация волн, а верхняя определяется линией заплеска, образуемой совокупностью вершин заплеска прибоя. По имеющимся данным о длине океанических волн, достигающей 350 м, нижняя граница подводного берегового склона в океанах прослеживается на глубинах до 150 м, в морях – до 50 м.

Рефракция волн

Для понимания волновых процессов на берегах морей необходимо иметь представление о рефракции. Рефракцией называется разворот фронта волны по мере подхода ее к берегу, причем этот процесс осуществляется таким образом, что фронт волны стремится принять положение, параллельное берегу. У ровного берега при полном осуществлении рефракции так и получается, а у изрезанного в силу того, что каждый отрезок фронта стремится к тому, чтобы быть параллельным соответствующему отрезку берега, наблюдается как бы сжатие фронта у мысов и его растягивание в бухтах. В результате возникает концентрация волновой энергии у мысов и рассеяние в вогнутостях берегового контура (рис. 156). Результатом этого является «срезание» (абразия) мысов, аккумуляция материала в вогнутостях (заливах) и, в итоге, выравнивание берега, а по существу, выравнивание энергии волн, подходящих к берегу.

Схема рефракции волн у ровного и бухтового берегов
Рис. 156. Схема рефракции волн у ровного (А) и бухтового (Б) берегов (по В.П. Зенковичу):

1 – фронты волн;
2 – лучи волн;
3 – основание подводного склона