Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Усиленный прилив вследствие океанического резонанса – явление океанографии.
Enhanced tide due to ocean resonance
the oceanography phenomenon
В океанографии приливный резонанс возникает, когда прилив возбуждает одно из резонансных колебаний океана. Эффект наиболее заметен, когда ширина континентального шельфа составляет примерно четверть длины волны. В этом случае входящая приливная волна может усиливаться отражениями между берегом и краем шельфа, что приводит к значительно большему размаху приливов на побережье. Наиболее известные примеры этого эффекта наблюдаются в заливе Фанди, где, как считается, происходят самые высокие приливы в мире, и в Бристольском канале. Менее известен залив Лиф-Бей, часть залива Унгава вблизи входа в Гудзонов пролив (Канада), который характеризуется приливами, сопоставимыми с приливами в заливе Фанди. К другим резонансным регионам с большими приливами относятся Патагонский шельф и континентальный шельф северо-западной Австралии. Большинство резонансных регионов также ответственны за значительную часть общей приливной энергии, рассеиваемой в океанах. Данные спутниковых альтиметров показывают, что прилив M2 рассеивает приблизительно 2,5 ТВт, из которых 261 ГВт теряется в комплексе Гудзонова залива, 208 ГВт – на европейских шельфах (включая Бристольский канал), 158 ГВт – на северо-западном австралийском шельфе, 149 ГВт – в Жёлтом море и 112 ГВт – на Патагонском шельфе.
In oceanography, a tidal resonance occurs when the tide excites one of the resonant modes of the ocean. The effect is most striking when a continental shelf is about a quarter wavelength wide. Then an incident tidal wave can be reinforced by reflections between the coast and the shelf edge, the result producing a much higher tidal range at the coast. Famous examples of this effect are found in the Bay of Fundy, where the world's highest tides are reportedly found, and in the Bristol Channel. Less well known is Leaf Bay, part of Ungava Bay near the entrance of Hudson Strait (Canada), which has tides similar to those of the Bay of Fundy. Other resonant regions with large tides include the Patagonian Shelf and on the continental shelf of northwest Australia. Most of the resonant regions are also responsible for large fractions of the total amount of tidal energy dissipated in the oceans. Satellite altimeter data shows that the M2 tide dissipates approximately 2.5 TW, of which 261 GW is lost in the Hudson Bay complex, 208 GW on the European Shelves (including the Bristol Channel), 158 GW on the North west Australian Shelf, 149 GW in the Yellow Sea and 112 GW on the Patagonian Shelf.
Масштабы резонансов
Скорость длинных волн в океане, с хорошей точностью, определяется формулой , где g – ускорение свободного падения, а h – глубина океана. Для типичного континентального шельфа с глубиной 100 м скорость составляет приблизительно 30 м/с. Следовательно, если период прилива равен 12 часам, четверть длины волны будет иметь ширину около 300 км. При более узком шельфе резонанс все еще возможен, но он не согласован с частотой приливов и, следовательно, оказывает меньшее влияние на амплитуду приливов. Однако этого эффекта достаточно, чтобы частично объяснить, почему приливы вдоль побережья, расположенного за континентальным шельфом, часто выше, чем на островах в открытом океане (одним из дополнительных объяснений является закон Грина). Резонансы также генерируют сильные приливные течения, и именно турбулентность, вызванная этими течениями, отвечает за значительную диссипацию приливной энергии в таких районах. В глубоком океане, где глубина обычно составляет 4000 м, скорость длинных волн возрастает примерно до 200 м/с. Разница в скорости по сравнению со шельфом вызывает отражения на границе континентального шельфа. Вдали от резонанса это может уменьшить приливную энергию, поступающую на шельф. Однако вблизи резонансной частоты фазовые соотношения между волнами на шельфе и в глубоком океане могут способствовать переносу энергии на шельф. Увеличенная скорость длинных волн в глубоком океане означает, что длина волны прилива там составляет около 10 000 км. Поскольку размеры океанических бассейнов сопоставимы, они также потенциально могут быть подвержены резонансу. На практике наблюдать резонанс в глубоком океане сложно, вероятно, потому, что глубокий океан слишком быстро теряет приливную энергию, рассеивая ее на резонансных шельфах.
The speed of long waves in the ocean is given, to a good approximation, by , where g is the acceleration of gravity and h is the depth of the ocean. For a typical continental shelf with a depth of 100 m, the speed is approximately 30 m/s. So if the tidal period is 12 hours, a quarter wavelength shelf will have a width of about 300 km. With a narrower shelf, there is still a resonance but it is mismatched to the frequency of the tides and so has less effect on tidal amplitudes. However the effect is still enough to partly explain why tides along a coast lying behind a continental shelf are often higher than at offshore islands in the deep ocean (one of the additional partial explanations being Green's law). Resonances also generate strong tidal currents and it is the turbulence caused by the currents which is responsible for the large amount of tidal energy dissipated in such regions. In the deep ocean, where the depth is typically 4000 m, the speed of long waves increases to approximately 200 m/s. The difference in speed, when compared to the shelf, is responsible for reflections at the continental shelf edge. Away from resonance this can reduce tidal energy moving onto the shelf. However near a resonant frequency the phase relationship, between the waves on the shelf and in the deep ocean, can have the effect of drawing energy onto the shelf. The increased speed of long waves in the deep ocean means that the tidal wavelength there is of order 10,000 km. As the ocean basins have a similar size, they also have the potential of being resonant. In practice deep ocean resonances are difficult to observe, probably because the deep ocean loses tidal energy too rapidly to the resonant shelves.