«Плеская шумною волной…»
Океанологи Санкт-Петербургского университета получили новые сведения о пространственной структуре и механизмах возникновения волн невских наводнений.
Наводнения — неотъемлемая часть жизни Петербурга. За всю историю города их было зарегистрировано 310 — немногим меньше, чем лет самому городу на Неве. Первое наводнение, и довольно существенное, было зафиксировано в год основания Санкт-Петербурга: в августе 1703 года вода поднялась на два метра.
Тогда же начали вести статистику невских наводнений, а также изучать их природу. «Сначала считали, что механизм наводнений в устье Невы связан с подпором вод Невы сильным западным ветром. Однако это представление было признано ошибочным, когда появились первые инструментальные измерения уровня вод вдоль побережья Невы, устья Невы и в Невской губе», — рассказывает Евгений Александрович Захарчук, профессор, заведующий кафедрой океанологии СПбГУ, директор Санкт-Петербургского отделения Государственного океанографического института им. Н. Н. Зубова и руководитель исследования. По-новому взглянуть на возникновение невских наводнений заставил известный шведский ученый Вагн Вальфрид Экман. Он, как рассказал Евгений Захарчук, разработал теорию ветровых течений. Согласно ей, из-за сильного юго-западного или западного ветра в устье Невы происходит нагон воды, ее уровень поднимается и происходит наводнение. «Позднее, когда сеть инструментальных измерений уровня моря расширилась, а измерения стали регулярными на всем пространстве Балтийского моря, было замечено, что максимум подъема уровня воды перемещается в пространстве. Он формируется в открытой части Балтийского моря, затем распространяется вдоль берега на север, заходит в Финский залив и идет к устью Невы, увеличиваясь по амплитуде. Тогда родилась гипотеза о волновом механизме генерации наводнений в устье Невы», — говорит профессор. Однако в тот момент, как отмечает ученый, никаких волн, кроме гравитационных, не знали. Поэтому исследователи связали волновой механизм генерации наводнений в устье Невы с длинной гравитационной волной, которая формируется в открытой Балтике во время прохождения над ней глубокого атмосферного циклона. Такая волна распространяется на север, заходит в Финский залив и увеличивается по амплитуде вследствие уменьшения сечения залива.
«Так ученые стали считать, что невские наводнения — суммарный вклад длинной гравитационной волны, на которую накладываются штормовой нагон за счет очень сильного юго-западного или западного ветра, а также статического эффекта атмосферного давления. В центре атмосферного циклона давление низкое, что ведет к повышению уровня моря под ним. Так, при понижении давления на 1 миллибар уровень моря повышается на 1 см», — рассказал профессор СПбГУ Евгений Захарчук.
По словам ученого, существовала еще одна гипотеза, заключавшаяся в том, что волны невских наводнений могут быть связаны с сейшей (свободная стоячая гравитационная волна, возникающая в замкнутых или частично замкнутых водоемах. — прим. ред.). К такой гипотезе пришли, когда заметили, что при повышении уровня воды в устье Невы он понижается на противоположном берегу Балтийского моря. От гипотезы отказались, проведя лабораторные исследования и математическое моделирование. Оценив амплитуды сейш, ученые пришли к выводу, что они не могут значительно влиять на подъемы уровня в устье Невы. Оказалось, что сейши могут повышать уровень воды примерно на 10 см, в то время как подъемы уровня невских наводнений достигают значений от 160 см и до четырех с лишним метров.
Исследование продолжится в рамках плана работ Росгидромета на 2020–2024 годы.
Подробнее о результатах исследования читайте на сайте Санкт-Петербургского университета.