Волны без ветра

Волны без ветра

Шторм, буря, ураган на море, — это всегда ветер и волны. Да иначе и быть не должно, так как волны — естественное следствие действия ветра на поверхность моря. Если ветер внезапно прекратился, то волнение продолжается еще некоторое время. Такое, утихающее при слабом ветре волнение, называют зыбью. Зыбь, наблюдающаяся при полном штиле, когда поверхность моря зеркально гладка или подернута лишь рябью, в отличие от зыби при ветре называют мертвой зыбью. Однако и штормовые волны и зыбь и даже мертвая зыбь вызываются в конечном счете ветром.

В сентябре 1952 г. мы входили из Тихого океана в Четвертый Курильский пролив на океанском траулере около 1200 т водоизмещением. Стоял почти полный штиль. Ярко светило солнце. Тихий океан действительно был тихим, каким он не так уж часто бывает. Пользуясь хорошей солнечной погодой и команда, и сотрудники экспедиции — все высыпали на палубу, наслаждаясь наверное уже последним теплым днем уходящего лета. Впрочем и летом таких дней в этом районе немного. С верхнего мостика была замечена темная полоска, к которой спокойно шло наше судно. Прошло несколько минут, и стало ясно видно, что мы приближаемся к линии, четко отделяющей спокойную гладь от облаете, где беспорядочно громоздились островерхие волны. Вода в этой области без всякой видимой причины бурлила, как в котле. Поверхность моря была такой же, как бывает при беспорядочном волнении, называемом «толчеей».

Вначале никто не придал значения волнам, начавшим покачивать судно.

Но уже через несколько минут волны стали заливать палубу. При этом они вели себя совершенно «незаконно». Незаконно было уже само их появление, так как ветра, даже слабого, не было. Обычно волны имеют ясно выраженное направление; они атакуют судно с вполне определенного румба. Эти же волны набрасывались на нас со всех сторон: и с левого, и с правого борта, и сноса, и с кормы. По палубе начали перемещаться огромные массы воды. Первой жертвой их была только что вскрытая бочка с сельдью. Мощный заплеск с кормы подхватил ее, а вторая волна, ворвавшаяся с левого борта, смыла ее. Второй неприятностью была потеря шлюпки. Шлюпку вели на буксире на прочном пеньковом конце. Внезапно он лопнул. Была немедленно предпринята попытка завести на шлюпку новый конец. Попытка эта кончилась тем, что шлюпку разбило о борт судна. При обычном ветровом волнении, конечно, тоже не так уж легко взять на буксир шлюпку, но в данном случае это оказалось совершенно невозможным, так как с какой стороны ни подходить к шлюпке, волны то били ее о борт судна, то отбрасывали в сторону: в этом случае каждый из бортов судна оказывался как бы одновременно и наветренным и подветренным.

Мы продолжали двигаться, и минут через 15—20 постепенно вышли из зоны волнения. За какие-нибудь четверть часа волны так похозяйничали на палубе, что потеря шлюпки и бочки с селедкой нам показалась сравнительно небольшой расплатой. Было разбито несколько ящиков с приборами, подмочены батареи сухих элементов, повреждено несколько измерителей течений. Так произошло наше первое знакомство со своеобразным явлением, которое известно под названием сулой.

Первые появившиеся в литературе сведения о сулое принадлежат капитану М. П. Шпанбергу. В своем рапорте Адмиралтейств-коллегии о плавании 1738—1739 гг. в Тихом океане и Охотском море он писал: «...ибо на тех островах (Курильские о-ва) имеются берега каменистые и утесы весьма крутые, а в море великая быстрина и колебание жестокое... А понеже когда стало быть время почти уже осеннее и ночи весьма темные и долгие, и туманы завсегда с мокротою и густые, к тому же на том море великой стром и великое течение, и погоды бывают весьма жестокие и часто переменные, и то делается, чего на других морях не видано, понеже когда вода с водой бывает течениями супротив друг друга и станут оттого между островами спиратца, тогда такое великое волнение бывает и жестокий от воды шум и говор, что уже на судне в водяном шуму человеческого разговору никак слышать невозможно, и на якоре стоять удобных грунтов не имеется».

В описании Шпанберга есть одна неточность: он считает, что сулоя не бывает на других морях. На самом деле сулой наблюдается на всех морях.

Небольшие сулои наблюдают в Черном море (Керченский пролив), в шхерах и проливах Бареннова и Белого морей, в проливах и узостях у тихоокеанских берегов Канады, в Британском канале и ряде других мест.

До значительных размеров волны развиваются только в районах с очень сильными течениями. Помимо Курильских проливов, опасных размеров сулой достигает в проливах Банка, Сингапурском и особенно в потоке Мальстрем (Лафотенские острова), где сулой достигает катастрофических размеров.

В описанном выше случае волны достигали 5 м высоты. Волны в сулое обычно очень крутые, с обрушивающимися гребнями. Их крутизна и срыв гребней делает их значительно более опасными для малых судов.

Характерной особенностью сулоя во многих районах являются сильные водовороты.

Сулой еще мало изучен. Могут быть высказаны две точки зрения на образование этих волн. Первая весьма близка высказанной капитаном Шпанбергом: два потока в зоне встречи образуют волны. Вторая предполагает, что сулой образуется вследствие выхода потока на мелководье.

Образование сулоя по первой схеме может наблюдаться главным образом в морях, где под влиянием тех или иных причин происходит быстрая смена направления течения.

В морях с заметными приливами смена течения происходит обычно не сразу. Но вблизи берегов, и особенно в проливах, соединяющих два бассейна, в каждом из которых развиваются свои приливные течения, смена течений может произойти очень быстро, буквально за несколько минут. Вследствие того, что в Курильских проливах течения развиваются под действием приливов Тихого океана и Охотского моря, смена течений здесь происходит не одновременно на всей площади пролива. Это приводит к тому, что со стороны Тихого океана может начинаться прилив и сопутствующие приливу течения, в то время как со стороны Охотского моря еще наблюдается отлив, течение при котором противоположно по направлению. Эти два течения встречаются в проливе, вызывая волны сулоя.

Схема образования сулоя при выходе течения на мелководье (I) и при встрече двух потоков (II)

Если сулой как результат встречи двух потоков бывает только в некоторых районах моря, то сулой как следствие мелководья можно наблюдать значительно чаще. При движении воды в любом ручье образуется маленький сулой. Буруны и водовороты рек на перекатах— по существу тоже сулой. Очевидно, что в морях с приливными течениями сулои будут при каждом усилении течения. Там, где приливные течения полусуточные, сулой может возникнуть четыре раза в сутки (при каждом приливном и при каждом отливном течении). В районах с суточными течениями сулой может быть дважды в сутки. Если приливное и отливное течение различно по скорости, то сулои соответственно различны по силе. Может быть и такое различие в скоростях приливного и отливного течения, что сулой образуется только один раз в сутки. В те дни месяца, когда скорости приливных течений наибольшие (в дни сизигийных приливных течений), сулои достигают наибольших величин.

Сильные сулои обусловлены приливными течениями, поэтому они могут быть предсказаны весьма точно, практически на любой срок вперед.

Любопытно, что в глубокой древности о волнении, связанном с приливными явлениями, люди знали едва ли не больше, чем теперь. Так, в книге «Чудеса созидания», написанной в XIII в. Захарием Ибн-Магомет-ибн-Махмутом алб-Казвини в «Главе о некоторых удивительных явлениях в море» сказано: «Знай, что в различные периоды четырех времен года и в первый и последние месяцы, и в определенные часы ночи и дня море получает какую-то способность поднимать свои воды, образовывать волны, движение в водах». Интересно, что и истолкование приливов в море, данное в той же книге, достаточно всесторонне охватывает явление, а не ограничивается только объяснениями колебаний уровня и течений «Что касается поднятия вод, то думаем так: когда Солнце действует на море, оно разрежает воду, вода распирается и ищет себе места большего, чем занимала раньше; одна часть воды гонит другую по пяти направлениям: на восток, на запад, на юг, на север и вверх. Что же касается волн в различных морях во время выхода Луны, то думаем так: на дне таких морей находятся скалы, и когда Луна поднимается над поверхностью такого моря, ее пронизывающие лучи достигают этих скал и камней, которые лежат на дне и затем вновь отрешаются назад. Воды согреваются, разрежаются, ищут себе большего простора и бегут волнами... Волнение в море похоже на волнение влаги в человеческом теле, ибо истинно, как ты знаешь, в полнокровном или желчном человеке влага приходит в движение, а затем мало-помалу успокаивается. Также и море имеет нечто, что от времени до времени закипает, когда накопится его мощь; от этого море приходит в волнение, понемногу затем затихающее».

И в древних скандинавских сагах изложена наивная теория приливов. В саге «Римбегла» сказано: «Когда Луна стоит против Солнца, оно очень нагревает океан, и так как ничто не мешает, чтобы он совсем нагрелся, то океан кипит, а потоки морские более свирепы, чем раньше — «подобно тому, как мы видим воду, когда она поднимается в котле при сильном кипении».

Более поздние теории приливов (к слову сказать, часто столь же примитивные) волнение, возникающее при развитии приливных течений, не объясняют. Не объясняет сулой и современная теория приливных явлений.

Мы рассказали о волнах сулоя, возникающих в проливах, как следствие приливных явлений. Но приливы, т. е. изменения уровня и течения, создают волны не только в проливах.

Приливная волна нередко входит в устья рек, поднимаясь вверх по реке на десятки и сотни километров и создавая заметные приливные течения. В некоторых из них на отдельных участках, например, в суженных речных долинах, фронтовая часть потока принимает иногда вид крутого высокого вала, стеной несущегося вверх по реке. Это так называемый «бор» или у французов — «маскаре». На реке Амазонке это явление называют «поророка», в Гвинее — «калема».

Итак, бор — это приливная волна, проникшая в реку. Вал бора достигает в отдельных случаях высоты в 9 м и движется со скоростью до 16 км/час. В реках бор не только останавливает течение, но даже поворачивает его в обратную сторону. Течение в реке идет временами как бы в гору, вверх по уклону русла.

Смена обычного речного течения входящим с моря приливом на обратное в низовьях рек с большим движением судов имеет и практическое значение. Один из наших писателей-маринистов красочно описывает, как он, находясь на борту русского корабля, стоявшего в устье реки Темзы среди большого количества разнообразных судов, преимущественно парусных, был очевидцем, как вдруг весь этот обширный «флот» одновременно снялся с якоря и тронулся вверх по реке. «Прибылое» течение пересилило обычное течение в Темзе, повернуло его, этим воспользовались корабли, только и ожидавшие этого момента.

Известен один из отчетов, напечатанный в официальных изданиях. Вот впечатления и записи очевидцев, приведенные в отчете английского адмиралтейства. Наблюдения производили в устье Цань-тан-цзян — большой реки, впадающей в Китайское море в шестидесяти милях к югу от Ян-цзы-цзян. В большей части рек бор проявляется только временами, но здесь он проходит вверх по реке при каждом приливе.

«Утром 19 сентября 1888 года «Рэмблёр» ошвартовался около острова, названного по имени судна, к юго-западу от бухты Чепу. Капитан Мур не имел оснований подозревать, что приливное течение могло бы оказаться опасным вне пределов устья и он предполагал сначала подняться на тридцать миль выше по реке, а затем, пользуясь следующим бором, достигнуть Ханьчжоу. Они шли вверх вместе с волной, и все было спокойно до 11 час. 30 мин., когда корабль прошел первые 15 миль. Тут головное судно «Пандора» коснулось дна, бросило якорь, но было резко развернуто течением. Другие суда, не имея возможности остановиться, быстро подошли сюда же. И хотя машины продолжали работать полным ходом, суда не могли удержаться на якорях среди растущей приливной волны, вследствие силы струи в 11 узлов. Одно из них натолкнулось на «Пандору», затем было отнесено на отмель, где и бросило якорь. Последовавший отлив был настолько силен, что суда не могли держаться на якорях одно около другого. Ночь была тихая, и в 23 час. 29 мин. послышался с востока шум бора. Бор показался в 23 час. 55 мин. и пронесся с ревом мимо нас у противоположной отмели, как и предсказывали китайцы. Казалось, опасность миновала, однако в час ночи течение громадной силы захватило «Пандору», и она с трудом избежала крушения. Утром выяснилось, что ее ахтерштевень и рама винта сломаны. «Брунсвика» и «Гельнара» не было видно. Они были в большой опасности и проволокли свои якоря на три мили вверх по реке».

Из отчета видно, что английские корабли подвергались серьезной опасности, войдя в реку, в которой наблюдался сильный бор. Китайские рыбаки уже тогда хорошо знали бор и не только не подвергались опасности, но даже использовали двигающуюся по реке волну прилива. Во многих местах вдоль берега ими сооружены защитные затоны. Джонки, плавающие по реке, при приближении бора прячутся в эти затоны. Тотчас после прохождения переднего вала джонки выводят из этих затонов, и они, подхваченные сильным течением, быстро поднимаются вверх по реке до следующего затона.

Причина возникновения бора состоит в следующем Волна прилива, подходя к устью реки, устремляется в нее. По мере продвижения вверх по реке передняя часть вошедшей волны движется со все убывающей скоростью, так как встречает сопротивление вследствие уменьшающейся глубины и встречного течения реки. В результате передний склон волны становится все круче, и, в конце концов, приобретает вид водяной стены, быстро двигающейся вверх по реке. Бор, как и сулой, — явление, связанное с приливами. Это и обусловливает возможность его надежного предсказания, поскольку приливы могут быть рассчитаны с большой точностью на любой срок вперед.