Число рейнольдса. Понятия «гиполимнион», «наледи».

Река – водоток значительных размеров, питающийся атмосферными осадками со своего водосбора и имеющий четко выраженное, сформированное самим потоком, русло.

Гидродинамический режим потока характеризуется безразмерным числом Рейнольдса Rе. ( Существует два гидродинамических режима движения воды: ламинарный и турбулентный. При ламинарном режиме частицы воды движутся по параллельным траекториям без перемешивания; при турбулентном режиме их движение имеет хаотический характер)

Критическое значение числа Рейнолъдса Re_кр. соответствующее переходу от ламинарного к турбулентному режиму, лежит приблизительно в диапазоне от 300 до 3000.

Если фактическое число Рейнольдса в водном потоке больше 3000 -режим турбулентный, меньше 300 - ламинарный, в диапазоне Re от 300 до 3000 - переходный.

В реках, озерах и морях число Re всегда значительно выше критического значения, и режим движения воды турбулентный. Ламинарный режим характерен для подземных вод в мелкозернистых.

Гиполимнион - холодной,бедный кислородом слой вод озера. Выше располагается металимнион (слой температурного скачка) выше металимниона лежит эпилимнион (верхний теплый слой).

В эпилимнионе температура может повышаться до 20-25 градусов. В гиполимнионе температура может сохраняться равной 5-6 градусам.

Наледи – толстый слой вторичного льда в виде наростов и бугров на реках, озерах.

 

 

Типы и движение речных наносов. Закон Эри.

Речными наносами называются твердые минеральные частицы, переносимые потоком и формирующие русловые, пойменные и донные отложения (аллювий). Они образуются из продуктов выветривания, денудации и эрозии горных пород и почв. Главными источниками поступления наносов в реки служат поверхность водосборов и русла рек, размываемые речным потоком. (водосбор – часть земной поверхности и толщи грунтов, откуда данная река получает свое питание). Наносы, слагающие дно реки называют донными отложениями или аллювием.

По характеру перемещения в реках наносы разделяют на взвешенные и влекомые. Промежуточным типом являются сальтирующие наносы, движущиеся скачкообразно в придонном слое, эти наносы объединяют с влекомыми наносами.

Влекомые наносы – это наносы, перемещающиеся речным потоком в придонном слое и движущиеся скольжением, перекатыванием или сальтацией. Путем влечения по дну перемещаются наиболее крупные частицы наносов (песок, галька, валуны).

На каждую частицу наносов, лежащую на дне реки действуют две силы: сила лобового давления текущей воды и противоположная сила трения, удерживающая частицу на дне.

Влечение частиц описывается законом Эри и соответствующей ему формулой

Wr = AV⁶

где Wr - вес частицы, влекомой потоком, V - природная скорость потока, А - коэффициент пропорциональности.

Из формулы Эри следует, что увеличение скорости течения, например, в 3 раза приводит к увеличению веса частиц в 729 раз.

Это объясняет, почему на равнинных реках переносится лишь песок, а бурная горная река переносит гравий, гальку и огромные валуны.

Взвешенные наносы – это наносы, которые переносятся в толще речного потока.

Ветровые и внутренние волны в океанах. Цунами.

Волнение - это разновидность волновых движений в океанах и морях, вызванных воздействием ветра на поверхность моря.

Волны зыби - длинные пологие волнысоздаются движением частиц воды по орбитам в форме окружности.

Ветровые волны.

Ветер, воздействуя на поверхность воды, создает касательные напряжения, влекущие усилия, колебания давления воздуха, что приводит к образованию волн в виде ряби с длиной несколько сантиметров и высотой несколько миллиметров. Их называют капиллярными, т.к. они связаны с поверхностным натяжением. При устойчивом ветре волны увеличиваются по длине до нескольких метров и превращаются в гравитационные.

Существенным отличием ветровых волн от зыби состоит в том, что они, развиваются под действием не двух, а нескольких сил. К силе тяжести и центробежной силе орбитального движения частиц в случаях зыби, добавляются под влиянием ветра силы трения и давления. Это приводит к нарушению формы и симметрии волны.

Цунами - это единичные волны или малые серии волн (2-5), порождаемые землетрясениями, подводными извержениями вулканов и большими подводными оползнями. Высота волн у берегов достигает 5-10 м, редко до 35 м, длины волн от 20 до 600 км; период 2-40 мин., реже до 200 мин., скорость - до 400-800 км/час. Наиболее активные зоны зарождения цунами находятся в сейсмическом поясе Тихого океана.

Внутренние волны - это волны, возникающие в толще воды океанов и морей на поверхности раздела слоев воды с разной плотностью. Волны с периодами от 15-20 мин до 2-5 часов имеют длины в сотни метров и километры и высоты - до 10-20 м. А внутренние волны гигантской высоты до 100 м, с периодом в несколько часов имеют длину в сотни километров. Обычно существование этих волн определяют по изменениям температуры воды в одной и той же точке. Волны возникают под действием ветров, изменений давления, приливообразующих сил Луны (их период равен лунным суткам), а также сейсмических факторов.