104 Глава 4 Возвышение уровня рассчитывается по формуле: с = 4, сов(птх/!.) соз(птпу/В) сов(2л/;).- (4.5.6) Период сейши широких озер можно рассчитать по формуле ‚ 1 п° п? \? вн \2 в (4.5.7) В табл.4.5.1. приведены значения периодов одноузловой моды (сейши) некоторых глубоких озер. Наблюдаемый период сейш, однако, отличается от рассчитанного по формуле (4.5.7). Форма — котловины озера изменяет. период. СУЩССТВУЮТ разнообразные формулы для расчета периода сейши с учетом формы озерной котловины, _ Таблица 4.5.1. Характеристики продольной одноузловой моды озер Озеро Основной период Амплитуда ‚ см продольной сейши, ч Европа о Ладожское 4,5 До 8 Онежское 43 До 8 Белое 3,2 До 8 Лох-Несс 0,5 - ° Севан 2,0 - Красное 10 2 Азия Байкал 4,6 5 Бива 12 - Америка Верхнее 8,0 6-8 Мичиган 9,1 - Эри -- 14,3 10 Онтарио 4,8 - Австралия Джордж -=—=2,2 - Максимальные скорости течений наблюдаются в узловых линиях сейши в первой и третьей четвертях периода колебаний, а максимальные амплитуды — у концов озера или в „пучностях" сейш. ТЕРМО-ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОЗЕРАХ 105 -5 @) 11 лет — 1.год 15 сут. 4 сут. 24ч 46ч Т т Т Т т 1000 100 10 1,0 0,1 0,01 Г ! 1 ! ГВ ь ‚ 105 10% 103 10% 10° 10° о' Рис.4.5.1. Спектр колебаний уровня Ладожского озера для широкого диапазона частот Как интересный факт отметим, что в озерах Байкал, Ладожском, Онежском и Онтарио периоды одноузловой сейши совпадают. Учитывая изменчивый во времени комплекс условий и то, что сейши существуют вместе с другими видами колебаний, представим изменения уровня озера как вероятностный процесс. Покажем вклад сейш в спектр колебаний уровня Ладожского озера для широкого диапазона частот от нескольких лет до нескольких часов. Спектр (рис. 4.5.1) рассчитан по методике расчета „склеенного" спектра. Сейши в этом спектре характе- ризуются узким пиком на частоте, соответствующей циклич- ностям 4,5 и 2 ч, типичным для ВоЛлНовыЫхХ движений, а энергия сейшевых движений на 2-3 порядка меньше энергии наиболее мощных сезонных колебаний уровня и синоптических сгонно- нагонных. колебаний, имеющих временные масштабы около 2-4 сут. На спектре идентифицируется несколько мод баротропной сейши, а вместе с ними выделяются колебания уровня, связанные с полусуточными и суточными приливами, и небольшие колебания уровня метеорологического происхождения (период 50—70 ч). ‹ ‚ и В озерах со сложной конфигурацией дна и берегов спектр колебаний уровня многомодовый. Значительно проще становится спектр колебаний уровня в озерах простой формы с ровным дном, как, например, в озерах Белое и Красное. На рис. 4.5.2. приведен спектр колебаний уровня озера Белое, в котором четко выделяются основные сейши.