4.6. Изменение скорости ветрового течения по пути разгона волн
На лабораторных установках ГГИ проведены эксперименты с целью выяснения вопроса об изменении скорости ветрового течения и общих характеристик движения воды с увеличением расстояния по направлению ветра и по направлению разгона волн. Эксперименты проводились в аэрогидравлических лотках длиной 
Регистрация скоростей течения в экспериментах осуществлялась методом киносъемки твердых частиц нейтральной плавучести, по движению окрашенной жидкости, вводившейся в поток специальными устройствами [185], или по движению твердых частиц, засекавшихся визуально на фоне приставных координатных сеток, т. е. полуинструментально. Скорость течения определялась на четырех—шести вертикалях, а элементы волн (высота, длина и период) — на четырех—восьми вертикалях по длине лотка. При определении скорости течения по движению окрашенной жидкости и твердых частиц нейтральной плавучести измерения на каждой вертикали осуществлялись на шести—восьми горизонтах с многократным повторением. В связи с изменчивостью скорости во времени результаты таких измерений следует рассматривать как приближенные.
В разнонаправленном ветровом течении, как показали исследования, характеристики скорости практически не менялись с увеличением разгона волн. Так, на всех вертикалях получена примерно одинаковая поверхностная скорость дрейфового течения, одинаковые эпюры распределения скорости течения по вертикали и незначительные изменения осредненного положения границы раздела между дрейфовым и компенсационным течениями.
Рис. 4.10. Изменение вдоль оси лотка характеристик скорости, элементов волн и коэффициентов турбулентной вязкости в разнонаправленном по глубине ветровом течении.
Средние и наибольшие скорости компенсационного течения оказались близкими между собой, хотя в одном из экспериментов (рис. 4.10) отмечено некоторое увеличение скорости компенсационного течения по направлению от центральной части лотка к его наветренному и подветренному торцам. Наряду с этим, во всех экспериментах отчетливо проявлялось увеличение пульсаций скорости течения и турбулизации водной толщи в целом по направлению разгона ветровых волн, что видно по изменению на рис. 4.10 коэффициента вертикальной турбулентной вязкости.
Однонаправленные ветровые течения исследовались, как отмечалось выше, на установке, конструкцией которой предопределялось формирование под действием ветра циркуляции воды в горизонтальной плоскости [177].
Скорость поверхностного ветрового течения в пределах большей части длины лотка при каждой заданной в эксперименте скорости ветра оставалась примерно одинаковой. Незначительное местное увеличение поверхностной скорости наблюдалось у подветренного торца лотка, а местное уменьшение поверхностной скорости — у наветренного торца. Средняя на вертикали скорость ветрового течения также практически не менялась по длине лотка. Пульсации скоростей и турбулизация однонаправленного течения увеличивались по направлению разгона волн значительно меньше, чем в разнонаправленном по глубине ветровом течении.
Следует заметить, что и зарубежным исследователям не удалось выявить каких-либо определенных закономерностей изменения скорости ветровых течений на экспериментальных установках по пути разгона волн. Несмотря на это Джеймс [42], например, считает, что в океаие скорость ветровых течений увеличивается с увеличением расстояния по направлению ветра и размеров волн. Существенный вклад в формирование ветровых течений этот автор приписывает процессу забурунивания гребней волн, считая, что «с каждым разрушением гребня значительное количество воды продвигается вперед».
Лабораторные исследования не подтверждают этих положений, особенно последнего.
