Dünyanın su yüzeyi.

Kim, dalgalar seni durdurdu,

Güçlü koşunu kim sınırladı,

Sessiz ve yoğun gölette kim var

İsyankar akış tersine döndü mü?
A. S. Puşkin

Başlıkta sorulan soru şaşırtıcı olabilir: Su yüzeyine düz denmesinin nedeni bu değil mi, çünkü bu yüzey katı bir alanı kaplıyor. yatay konum; Seviyeden bahsederken bir çeşit düzlemi kastediyorlar ve suyun yüzeyinden daha düz ne olabilir? Böyle söylemelerine şaşmamalı!

Geleneksel fikirlere meydan okumayacağız ama şunu açıklığa kavuşturalım: "Su yüzeyi" ifadesi suyun hareketsiz olduğu durumda doğrudur. Ancak bu pratikte asla gerçekleşmez. Suyun farklı bir karakteri var...

Doğal su kaynaklarına yönelmek

projeler, nadiren onay buluyoruz

ideal hakkında hakim fikirler

yatay su seviyesi, ancak işte örnekler

yatay olmayan yönleri her yerde mevcuttur -

okyanusa su damlaları. Yatay olmayan

Mikro düzeyde bile görülebilir. Örneğin,

bir beher veya ince tüpteki seviye

su her zaman net bir içbükey şekle sahiptir,

en yüksek katsayıya karşılık gelir

garsona yüzey gerilimi arasında

sıvılar (cıva hariç). Buna göre

bir damla suyun etrafa yayılmaması ile aynı sebepten

mumlu kağıt üzerinde ve genel olarak sıfır yerçekiminde

top şeklinde kalır.

Yatay su seviyesinin ihlali

Makro düzeyde de yüzey dikkat çekicidir. uzakta

okyanuslardan ve denizlerden, yüzeyleri

bize kesinlikle yatay görünüyor. Ama eğer

gözlerinizin önünde deniz genişlikleri,

bakışlarını ufukta gezdir - sen

düz bir çizgi değil, bir yay göreceksiniz... Ve planda...

okyanusların ve denizlerin konteyner ölçeğindeki suları

yüzey gerçekten küreseldir,

taslağı tekrarlar küre ve onun ağlaması-

Değeri fizik kanunları tarafından belirlenir.

Gezegensel eğrilik elbette başka bir şeydir

okyanusun su “yüzeyi” değil, periyodik olarak

uzun dalgaların geçişi nedeniyle bozuldu

konumla ilişkili gelgitler ve akışlar

Ay ve Güneş. Yüksek gelgitler sırasında eğim

gelgit sırasında karaya doğru yönlendirilmiş - doğru

ters taraf.

Gelgit dalgasının yüksekliği farklı şekillerde değişir.

Dünyadaki yerler ve kıyıların şekline bağlıdır.

Dünyadaki en yüksek gelgitler (15,6–18 m)

Fundy Körfezi'nde (Atlantik) kaydedildi

Kanada kıyıları). Avrupa konferansında

tinente en yüksek gelgitler (13,5 m'ye kadar)

tarihinde gözlemlendi batı yakası Fransa, içinde

Britanya. Rusya'da böyle gelgitler oluyor

Okhotsk Denizi'nin Penzhinskaya Körfezi'nde bulunur - kadar

12,9 m. Burası gelgitlerin en yüksek olduğu yer.

Pasifik Okyanusu boyunca.

Seviyedeki gelgit dengesizliklerine ek olarak

okyanusun nya'sı yataylığı sabittir

rüzgar dalgalanmaları nedeniyle bozuldu

akıntılar, fırtına dalgaları ve kıyıya yakın yerler

gov - sörf patlamaları. En güçlü

Toprak sıcak akım Körfez Akıntısı görünüyor

yüzeyin üzerinde yükselen “dışbükey” bir nehir

varlık Atlantik Okyanusu 1-2 m.

Yani "okyanusun yüzeyi" sadece bir roman -

mecazi ifade, kastettiğim şey

dikkat mükemmel coğrafya uzmanı

okyanuslar yazarı Jules Verne. Onun sancağı

Kaptan Nemo defalarca yalanladı

“okyanus yüzeyinin” idealleştirilmesi: “Kolay

su yüzeyinde bir dalgalanma oluştu... Işık

esinti su yüzeyini hafifçe karıştırdı... Hiçbir şey

su yüzeyinde yükselen dalgalar..." Ve işte burada

ana sonuç: “Donmuş su yüzeyi,

Beklentilerinin aksine, onu şaşırttı

Ayna kadar pürüzsüz olmadığı ortaya çıktı.

Yani su “yüzeyi” çok nadirdir.

Puşkin "nazik" Karadeniz'i bile gördü

geyik farklı bir ruh halinde:

Gürültü yap, gürültü yap, itaatkar yelken.

Altımda endişelen, kasvetli okyanus.

Ve gördüğümüzde hangi duygular bizi yener?

resimlerdeki okyanusun tehditkar yüzeyi

I.K.Aivazovsky! Okyanus büyüklerimizin yakınında

Deniz ressamı asla sakin değildir.

Ama belki de “aynalık” arayışı içinde

su daha küçük alanlara yönelmeye değer

su kütleleri? Orada fikir örnekleri bulamaz mıyız?

Gerçekten düz bir su uçağı mı?

Hayır, yaygın inanışın aksine,

Büyük göllerin yüzeyindeki su seviyesi

aynı zamanda kesinlikle yatay olamaz. O

uzun, göz alıcı biçimlerde “çarpıklıklar” vardır

fark edilmeyen dalgalar - sözde seiches.

Dış etkenlerin etkisi altında ortaya çıkarlar.

kuvvetler: atmosferik basınçtaki değişiklikler,

rüzgar yönü ve hızı, sismik

sarsıntılar, banka çöktü.

Seiches geniş bir dönemle karakterize edilir

evde (birkaç dakikadan onlarca saate kadar)

ve gözle görülür genlik (milimetreden

birkaç metre). Evet, Cenevre Gölü'nde

(İsviçre) seiche genliği 2 m s'ye ulaşıyor

bir saatten fazla bir süre boyunca. Ve yeterli

izole ve sığ Azak

denizde 23 saate varan sürelerle sei gözlemlendi

saat ve 10-25 cm genlik.

Benzer bir şey Fince'de de oluyor

güçlü bir derin kasırganın olduğu körfez

mi batı rüzgarları bir “çarpıklık” yaratır

seviyeler ve uzun dalga yayılıyor,

Neva'nın ağzına yuvarlanarak meşhur olaya neden oluyor

St. Petersburg'da sel. Puşkin, hayır

Sistematik gözlemlerin olmaması,

tam tersinin nedenini kısaca ve doğru bir şekilde açıkladı

Neva'nın akışı, yani eğimi değişir:

Ama körfezden gelen rüzgarların gücü

Engellenen Neva

Kızgın, öfkeli bir halde geri yürüdü.

Adaları sular altında bıraktı...

Bir seiche'nin en basit modelinin üretilmesi kolaydır

bir kase su içinde gözlemleyin. Onu tek başına sallamak

Bazen dalgaların nasıl ortaya çıktığını görebilirsiniz,

yanlardan defalarca yansıtılarak aktarılıyor

yüzeye sürün. Onlar itiyorlar...

xya, kaotik bir şekilde birbiriyle örtüşüyor,

karmaşık bir dalga sistemi yaratmak.

Ancak yataydaki en önemli bozulmalar

su seviyesi bölgeliliği şu noktada meydana gelir:

en hareketli su kütleleri- tekrar-

Açıkçası, herhangi bir su akışı olamaz

kesinlikle yatay olun çünkü

aktığını, yani bir eğimi olduğunu, çünkü

Dedikleri gibi eğim olmadan su akmaz. VE,

Nehrin uzunlamasına profiline baktığımızda

eğimin yönünü her zaman dip olarak görürüz

nehir ve yüzeyi.

Ama eğer nehir yatağı yeterince sağlamsa

içindeki su seviyesi sürekli değişir.

Su sayaçlarında ölçülmesi tesadüf değil

gönderiler en az iki kez yapılır

gün boyunca, yüksek su ve su baskını sırasında - her

Zamanı geldi. Bu dönemlerde özellikle nehirler

agresif, özellikle tehdit ettiklerinde

“yüksekten atla” (yine, sadece bir görüntü)

en yüksek olduğunu ifade eden ifade

Daha fazla seviye yükselişi ve çıkışı nehir suyu için

kendi kanalının sınırları).

Nasıl olduğunu bilmenin gerekli olduğu açıktır.

nehir yükselebilir. Çoğunluk

şehirler, hiçbir şeyin olmadığı bir zamanda ortaya çıktı

olası dalgalanmalar hakkında bilgi yok

nehirlerdeki su seviyeleri ve şimdi birçoğu

periyodik olarak tekrar etmekten acımasızca acı çekiyorum

devam eden felaket sel felaketleri. Genel

Çin ve Hindistan nehirlerinde bilinen seller,

ABD, bazı Avrupa ülkeleri. Sel basmak

toplantılar St. Petersburg, Arkhangelsk'te yapılıyor,

Krasnoyarsk, Blagoveshchensk, Krymsk ve

diğer şehirler ve nüfuslu alanlar Rusya.

Eski su baskınlarının üzücü deneyimini göz önünde bulundurarak

şehirler, tasarım ve inşaat

yenileri zorunlu değerlendirme ile gerçekleştirilir

en yüksek su seviyeleri. Ama nasıl belirlenecek

Bu tür artışların büyüklüğü nedir? Bunun için ihtiyacınız var

Nehir suyu rejiminin kalıplarını bilmek ve

göllerde uzun süreli gözlemler yapılmaktadır.

onlara. Kronolojik günlük programa göre

su seviyesinde önemli değişiklikler (buna denir)

hidrograf) suyun doğasını yargılayabilir

beslenme, zamanlama ve boyut

aşırı durumlar.

Nehirlerdeki su seviyesi yükseliyor

yüksek su veya taşkın zamanı şunlara bağlıdır:

birçok nedeni var: bazı nehirlerde bu harika

kar rezervleri ve erime yoğunlukları hakkında,

diğerlerinde - yağış miktarı ve süresi

üçüncü koşullarda duşların oluşması

donmak ve buzdan kopmak, dostluk

buz kayması, dördüncüde - rüzgarın yönü -

hendek ve gelgit su dalgalanmaları. Ama daha güçlü

havza alanının büyüklüğünden etkilenir ve

nehir yatağının doğası. Açıkçası, daha güçlü

kanal kıyılar tarafından sınırlandırılmıştır, nehir büyüdükçe

Sınırlarının ötesine geçmek ve daha da yükseğe çıkmak istiyorum

kalkması gerekiyor. Ve tam tersi: içinde

hiçbir şeyin olmadığı geniş bataklık taşkın yatakları

nehrin daha geniş bir alana yayılmasını ve suyun yükselmesini önler

küçük. Özellikle rahatlatıcı

nehirleri, gölleri ve bataklıkları etkiler. Onlardan

nehir havzasında ne kadar çoksa, o kadar az ortak

su seviyesinde dalgalanmalar.

Su seviyesindeki gerçek artışlar nelerdir?

nehirlerde ve göllerde mi? Ve onlar meyve değil mi?

hakkında sanatsal hayal gücü hikayeleri

nehir seviyesinde su hakkında multimetre atlayışları

sular altında saklı köylerle ilgili kuyular,

geniş alanların sular altında kalması hakkında, orantılı

bazı eyaletlerin alanıyla çevre mi?

Uzun vadeli hidrologların gösterdiği gibi,

gözlemsel gözlemler, bu tür olaylar sadece

gerçekleşti ve oluyor, ancak isteğe bağlı olarak da yapılabilirler.

sınırlı sınıflandırma

Su seviyesinde en yüksek artış kaydedildi

temiz akan ova nehirlerinde bekleniyor

taşkın yatağının yokluğunda belirgin bankalar. İÇİNDE

bu koşullar altında küçük nehirlerde bile dalgalanmalar olur.

seviyeler 2-4 m'ye ulaşır ve orta ve büyük

yüksek - su yüksekliğe çıkabilir

çok katlı binalar. "Güzel mavi" hakkında

Tuna"yı herkes duydu ama ne olduğunu herkes bilmiyor

ağzından iki bin kilometre uzakta, Avusturya'da,

Tuna nehri su seviyesindeki dalgalanmaların büyüklüğü

Budapeşte'de kaydedilen neredeyse 15 m'ye ulaşıyor

10 m'nin üzerine atlar Ancak Avrupa'da.

Yüksek atlama rekoru... Oka'ya ait.

Kaluga bölgesinde seviye dalgalanmalarının büyüklüğü

120 yılı aşkın bir süre boyunca su gözlemlendi

deniya 19 m'ye ulaştı! Bu arka plana karşı yükselir

Don'daki sular ılımlı görünecek - “hepsi

12-14 m'ye "git" ve üst Volga'da (yaratılıştan önce)

rezervuarları düzenleme) 10 m'nin üzerindeki su

kalkmadı.

Üstesinden gelinmesi gereken oldukça yüksek bir çıta -

kuzey nehirlerimiz akıyor. Güçlü su

dik ve kuvvetli sularla sınırlı akarsular

yükseklere çıkabilen kıyılar

10-12 m Salınımların genlikleri özellikle büyüktür.

Pechora'daki sauna seviyeleri. Hemen hemen her konuda

minimum arasındaki fark boyunca

ve maksimum seviyeler 12 m'ye ulaşır.

Pechora'nın eşit derecede "ürkek" bir kolu da nehirdir

Amerika. Bir başka kuzey devi - Severnaya

Dvina neredeyse komşusu kadar iyidir. İÇİNDE

Ust-Pinega bölgesinde uzun vadeli dalgalanmalar

seviye 12 m'yi aştı Oldukça "sıçrayan"

ve Sukhona Nehri, özellikle aşağı kesimlerinde.

Su seviyesindeki on metrelik artışlar önemli değil

Veliky Ustyug'u bir kez deneyimledim.

Ancak, ünlü Ruslara rağmen-

"Nehirlerinin taşması deniz gibidir"

“Atlamada” şampiyonlar aranmalı

Asya'da. Su seviyesindeki en büyük artış

ülkemizde - 32 m'ye kadar - nehirde gözlemlendi

Tunguska. Çok şükür ekonomik yok

Bu alanda hiçbir nesne yok. Ve dünya arasında

Dev nehirlerde en yüksek “sıçrayış” yapıldı

Çin'deki Yangtze Nehri akıyor. Şehre yakın dar bir yerde

Ichan 50 m'ye ulaşıyor Ne tür bir güce ihtiyaç var?

ama bu kadar yükseğe çıkmak zorundayım!

Taşkın yataklı nehirler bile

benzer sonuçlara yaklaşın. Genellikle

içlerindeki su seviyelerindeki dalgalanmaların büyüklüğü

üst kısımlarda 1,5-2 m'yi geçmez,

ortalama olarak - 15-20 m. Bu nedenle Volga.

alt kısımlarda ve tüm uzunluk boyunca Urallar aşağıda değildir.

10 m'den yüksektir.

Sonuçlar, akan nehirler için daha da düşüktür.

düz sulak alanlar içinde

riy-in Batı Sibirya, Polesie'de. burada

büyük nehirler - Ob, Pripyat - genlik

seviye dalgalanmaları ancak 8-10 m'ye ulaşır.

küçük nehirler - 1-1,5 m.

En düşük sonuçlar gösteriliyor

göl ve dağ nehirleri. Uzun vadeli dalgalanmalar

derin nehirlerde bile su seviyesinin düşürülmesi

4-6 m'yi aşmayın.

Angara, Volkhov, Neva. Evet, tarih boyunca

Novaya Ladoga yakınlarındaki gözlemler, titreşimlerin genliği

Volkhov'daki su seviyesi 3,3 m idi.

Akışı neredeyse hiç olmayan Neva için bu daha da azdır.

tamamen Ladoga tarafından düzenlenmektedir.

Bu bağlamda şu soru ortaya çıkıyor: nasıl-

Gölleri yükseltmemiz gerekiyor mu? Nehirlerden farklı olarak

göllerin büyük kapasitesi bunu yapmalarına izin vermiyor

Hava koşullarının değişkenliklerine hızla ve kolayca yenik düşmek

evet - dostça kar erimesi, yoğun

yağmur, sert rüzgarlar vb.

seviyelerinin genliği çok daha küçüktür, özellikle

katı göllerin yakınında. Ladoga Gölü Seviyesi,

örneğin, birden fazla gözlem süresi boyunca

140 yıl 1,5-2,5 m aralığında dalgalanmıştır.

Baykal, seviyedeki laik dalgalanmalar ön planda değil

yükseklik 2,2 m.

Rusya topraklarında en “yükselen-

ama" İlmen Gölü, seviyelerinin genliği

tüm gözlem süresi boyunca 7 m'yi aşıyor.

(Kitezh şehri hakkındaki efsaneyi nasıl hatırlamazsınız,

su altına mı girdi?) Bu, şu gerçeğiyle açıklanıyor:

İlmen'in su yüzey alanı nedir

yaklaşık 90 kez daha az alan beslemek

onun yüzme havuzundan. Bu yüzden göl bu kadar fırtınalı

su içeriğindeki en ufak değişikliklere tepki verir

onun devasa mülkü. Aynı şey hakkında

Vologda'daki kuzey komşusu davranıyor

sıralama - Kubenskoye Gölü, en yüksek tırmanışlar

oradaki seviye 5-6 m'ye ulaşıyor.

Rusya'nın kuzey ve kuzeybatısındaki göller su altında

2-3 m aralığındadır.

Ve yine de dünyada benzersiz bir şey var

neredeyse mutlak yatay bir örnek

suyun hikayesi - bu drenajsız bir Büyük

Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzeybatısındaki tuz gölü. Sen-

kabuğa kadar kurumuş bir tuz tabakası seviyeyi tekrarlar

su ve böylesine düzgün bir yüzey sağlar

Üzerinde testlerin yapıldığı yüzey

ve süper hızlı araba yarışı.

Ancak seviyelerin "bozulmaları" tipikse

göller için bile, nehirlerde daha da fazladırlar

dikkat çekici. Boyuna eğim konusunda şüphe yok

su akışı. Ama ortada bir şey olduğu açık mı?

biber? Sağduyu istem:

eğer öyle olsaydı su karşıya geçerdi

nehirler - bankalar arasında. Bu varsayım

saçma görünebilir - sonuçta bu değil

gerçekleşmeli!

Ancak suyun enine eğimi

nehir yatağı mevcuttur. Bunu doğrulamak kolaydır,

büyük bir ova nehrinin yaşamını izliyorum.

Sudaki davranışlarına dikkat edin

Yılın farklı mevsimlerinde akış. Prizma

ilkbaharda, suların yükseldiği zamanlarda nehre gidin

Ben bir buz akıntısıyım. Serbest yüzen buz kütleleri

yaklaşın, hatta bazen sarılın

kıyılara ve buz sıkışması durumunda sıklıkla

üzerlerine "sürün". Bu şunu gösteriyor

ortasından yönlendirilen bir eğim var

nehirler bankalara. Nehri takip edersen

selin sonunda, suyun az olduğu zamanlarda,

ama herkesin serbestçe dolaştığını fark edecek

nesneler (kütükler, dallar, çeşitli döküntüler)

açıkça tanımlayarak nehrin ortasına sadık kalın

su akışının çekirdeğini havlıyor. Aynısı

"keskin göğüslü yüzücüleri resmetti"

kanolar." Bu nedenle bir önyargı var

kıyılardan nehrin ortasına yönlendirildi.

Deneyimli su turistleri bunu doğrulayabilir

sadece uzunlamasına değil aynı zamanda enine varlığı

nehir yatağındaki akıntılar, özellikle nerede

çubuğun yönü değişir.

Ortaya çıkmasını ne açıklıyor?

mevsimsel yönlü enine açılar

rahimler mi? Hidrologlar nedenlerinin olduğuna inanıyor

akış hızında önemli değişiklikler var

nehir yatağındaki su. Çoğu nehir için hacim

Bir sel veya sel sırasında su

on kat eritin. Bu nedenle nehir yatağı

su ile taşar, en büyük akış-

bilgi yeteneği ortada kalıyor

nehrin kıyılar üzerindeki sürtünme etkisinin olduğu kısmı ve

alt kısım nispeten küçük ve önemsiz

akış hızını etkiler. Sonuç olarak

basınç arttıkça buradaki su seviyesi

kıyıya göre daha yüksekte seyreder. Ve sonra diyorlar ki:

"Nehir şişmiş." Bazen bu bile farkedilir

göz; büyük ve derin nehirlerin üzerinde

medyan seviyesinin kıyı boyunca dağılımı

Bu durumlarda nehrin genişliği 1 m'ye ulaşır.

1,5-2 km, enine eğim 0,001'i aşıyor,

bu, AB'nin boylamsal eğimi için bile çok fazla bir rakamdır.

doğal su yolları. Bu farklılıktan dolayı

nehirdeki seviyelerde su hareketi var

kanalın ortası bankalara gidiyor, bu da uzaklaşıyor

arkanızda buz kütleleri var.

Taşkın sonunda nehrin su içeriği ve derinliği

azalır ve engelleyici etki artar

dip ve kıyıların batması. Bu şu gerçeğe yol açıyor

kıyıya yakın su seviyesi daha yüksektir,

nehrin ortasından daha kanalda hareket beliriyor

suyun kıyılardan merkeze doğru akışı.

Nehirde yüzen nesnelerin olduğu açıktır.

ortasına doğru yönelecek, yani onlara göre

akıştaki konum belirlenebilir

ve su rejiminin aşamaları - yükseliş veya düşüş.

Tanım elbette yüzeysel olacaktır.

çünkü derinlerde neler olduğunu görmüyoruz

yataklar. Nehir ustalıkla uçlarını suda gizler,

ve buna ek olarak sadece tahmin edilebilir

nehirlerde boylamsal hızlar vardır

biber dolaşım akımları.

Neden bu fenomen açıldı

sadece geçen yüzyılın ortasında. Deneysel

M. A. Velikanov'un Masalları (1958),

N.I. Makkaveev ve diğerleri (1961) şunu tespit etti:

nehrin yüzeyinin değişebileceğini

şekil verir, çeşitli eğimler oluşturur

artış veya azalıştan etkilenir

tüketimi, merkezkaç kuvvetinin varlığı

dönüşler, Dünyanın dönme kuvvetleri, rüzgar ve

En karmaşık vakalar hava hareketi

nehir yatağının kıvrımlarında kaybolur, burada kuvvetle birlikte

yerçekimi, akış hızı merkezden etkilenir

akışı suya doğru “bastıran” hareket kuvveti

bükülmüş (zayıflamış) banka ve birkaç

su seviyesini yükseltir. Sonuç olarak

aşırı hidrostatik basınç içinde

alt katmanlarda su “sıkılır” ve yönlendirilir

dışbükey kıyıya doğru hareket eder.

Böylece iki enine

akımlar: bir - “yüzey”, etkileyen

içbükey kıyıya, diğeri - “alt”, açık-

düzeltildi karşı taraf. İÇİNDE

her biri dolaşım yönünü büker

senin. Sağa dönüşlerde su jetleri var

saat yönünde, sola - yönde hareket ettirin

askeri yönde. Bir daire bu şekilde oluşturulur

deredeki sirkülasyon.

Ana boyuna ile karıştırma

akış, farklı yönlendirilmiş akımlar

yüzey ve altta bir spiral oluşturun

Suyun (“sarmal”) hareketi. Bazı nehirler

bu şekilde akıyorlar - "spiral şeklinde" virajdan

aşağı doğru bükülür.

Daha daha zor hareket nehir akışı

"kritik" mevsimsel dönemler. Ağırlık ile

sonbahar seli suyun dışbükey şekli

yüzey birbirine doğru iki farklılaşma yaratır

eğim bankları ve bunlara karşılık gelen te-

okumalar. Aynı zamanda dibe ulaştıklarında değişirler

yön ve ortada çarpışarak,

yüzeye acele edin. Yaz aylarında

suyun hareketi farklı şekilde gerçekleşir:

yüzey akışları ortaya doğru yönlendirilir

nehirler çarpışır ve derinlere gider, burada

kıyılara doğru uzaklaşın. Böylece,

bu dönemlerde nehir akışı iki kısımdan oluşur

paralel fakat zıt yönde hareket eden

bükülmüş spiral akışlar.

Gözlemler gösteriyor ki en çok

yaz aylarında nehirlerde ve göllerde sabit seviyeler ve

kışın düşük su. Bunlar akının olduğu dönemlerdir

su sınırlıdır ve hatta durabilir,

ve seviyelerin kendileri minimum düzeydedir. Ve sıklıkla

su yüzeyi doğal açıklığını kaybeder

yani yaz aylarında sıcağı seven sularla kaplıdır.

bitki örtüsü (su mercimeği, algler),

ve kışın - buz. İkisi de geri duruyor

su seviyesindeki dalga dalgalanmaları.

Bu tür rezervuarlar çok şiirsel ve sevilir.

sanatçılar. Büyümüş göleti hatırla

V. M. Vasnetsov'un “Alyonushka” adlı tablosunda veya

manzaralarda nilüferlerle kaplı göletler

Claude Monet...

Tesviye etkisi ile ilgili olarak

buz örtüsü, o zaman burada bile sadece mümkün

Puşkin'in gözlem gücüne hayran kalın,

doğru ve zarif bir karşılaştırma bulan:

Modaya uygun parkeden daha derli toplu

Nehir buzla kaplı parlıyor.

Hiç şüphe yok ki nehirler ve göletler “donmuş”

Bazen su aynası izlenimi veriyorlar.

Ve aslında gerçek yataylık

var, ancak yalnızca çok az sayıda sularda

nesneler, çoğunlukla küçük, kapalı

dış etkenlerden izole edilmiş,

ve o zaman bile kısa bir süre için ve belirli bir süre için

uzunlukta bir parça. Dolayısıyla soruya,

başlığı yazın, daha sık oluyor

olumsuz cevap verin. Ve eğer yarımsa -

yaşamak, sonra da büyük çekincelerle...

Çoğu zaman üç boyutlu uygulamalarda, daha doğrusu oyunlarda su boşlukları bulunur. Bir zamanlar sıvıyı gösteren mavi bir dikdörtgenle idare etmek mümkün olsaydı, şimdi böyle bir su görüntüsü saçma görünüyor ve gerçekçi grafikler için söylenmemiş gereksinimleri hiçbir şekilde karşılamıyor. Geliştiriciler şu soruyla karşı karşıya: su yüzeyi nasıl tasvir edilir?

Neleri içerir? Hadi çözelim.
1. Yansıma – üstündeki alanın su yüzeyindeki görüntü. Bu nokta belki de az çok gerçekçi su tasvir ederken en önemli noktadır.
2. Kırılma – su yüzeyinin altında bulunan boşluğun görüntülenmesi.
3. Bulutsu/suyun yoğunluğu - derinliğe bağlı olarak kırılma rengindeki değişiklik (boşluk suyun yüzeyine göre ne kadar derinse, o kadar koyu/bulutlu görünür).
4. Aydınlatma.
5. Dalgalar da gerçekçi bir su yüzeyi oluşturmak için önemli bir noktadır.

Şimdi uygulama açısından neyin ve nasıl uygulandığını bulalım.

1. Öncelikle suyun ne olduğunu tanımlayalım. Birkaç durum var:
- dörtlü
- düşük poli modeli
- çokgen model.

Eldeki göreve bağlı olarak uygulama yöntemlerinden biri seçilir. En basiti su yüzeyinin kare (iki çokgen) olmasıdır. Fiziksel hareket mevcut olmayan. Etki dalga yüzeyi ancak yardımla başarılabilir özel kartlar yer değiştirmeler.
Düşük çokgen modeli - yüzeyin belirli bir yasaya göre (en basit durumda bir sinüzoid) salınan birkaç çokgenden oluşması dışında öncekinden farklı değildir. Bu, “daha ​​dinamik” bir dalga hareketinin görünümünü yaratır.
Çoklu çokgen modeli tamamen farklı bir yoldur. Dalgalar dinamik olarak değişen ilkellerin dizileridir. Dalgaların en dürüst görüntüsü, aynı zamanda en yoğun kaynak kullanan seçenek. Sadece ihtiyaç duyulduğunda kullanılmalı en yüksek seviye kalite.
Birinci veya ikinci seçenek en sık kullanılır.

2. Yansıma. Su yüzeyindeki yansıma dokudan başka bir şey değildir. Tek zorluk, sürekli değişmesi ve sabit bir dokunun yeterli olmamasıdır (sahte yansıma - gökyüzü dokusu hariç; yöntem gerçekçi değildir ve yalnızca gerekirse oluşturmayı hızlandırmak için kullanılmalıdır). Bu görüntünün nereden alınacağını bulalım. Su yüzeyindeki yansıma, suyun üzerindeki uzayın görüntüsüdür ancak yatay olarak yansıtılır.

Bunu elde etmek için kamerayı su yüzeyine göre "yansıtmanız" yeterlidir.

3. Kırılma. Kırılma görüntüsünün, suyun kendisi dikkate alınmadan, tam olarak kameranın gördüğü görüntü olması dışında her şey benzerdir.

4. Aydınlatma. Alışılmadık bir şey yok, basit bir aydınlatma, diğer nesnelerle aynı (böylece su tek renkli değil).

5. Dalgalar. Daha önce de söylediğimiz gibi, dalgalar iki şekilde tasvir edilebilir (dokular kullanılarak sahte dalgalar ve geometri kullanılarak doğru dalgalar).
Geometriyle ilgili her şey açıksa (her bir köşenin konumu, fizik kanunu veya gürültü haritaları), o zaman sahte biraz daha kafa karıştırıcı hale gelir, ancak aynı zamanda daha basit hale gelir.
Sahte dalgalar iki şey kullanılarak görüntülenebilir: ışık ve yansıma/kırılma distorsiyonu. En kaliteli sonuçlar aracılığıyla elde edildi paylaşım bu iki yol.

Normal haritaları kullanarak suyu sanki ışık veriyormuş gibi aydınlatıyoruz.
Gerçekten rahatlama dalgaları var.

Distorsiyonun yardımıyla dalgaların yapısı boyunca yansıma/kırılmayı “lekeliyoruz”.

Daha önce de belirttiğimiz gibi normal haritalar kullanarak dalga yapısına göre aydınlatma yapacağız.

Normal harita

Normal bir harita, r/g/b kanalları renkleri değil normal vektörün koordinatlarını içeren bir grafik dosyasıdır. Kural olarak şöyle görünür (mavi-mor renkte aydınlatılmış, nesnenin yapısını görmenin zor olmadığı bir harita).

Doku koordinatlarının yer değiştirme haritasını kullanarak su yüzeyindeki görüntüyü (kırılma, yansıma veya her ikisinin birleşimi) bozacağız.

Doku koordinatı yer değiştirme haritası (du/dv haritası)

Doku koordinatı yer değiştirme haritası (veya du/dv haritası) da bir nesnenin yapısını içeren bir haritadır ancak renkleri çok farklı olabilir (gri-kahverengiden sarı-kırmızıya). Renk kanallarındaki bu tür haritalar, doku koordinatlarının değiştiği mesafeleri saklar. Buna dayanarak, hem tek kanallı (siyah beyaz degradeli haritalar) hem de çok kanallı (örneğin, x ekseni ve y boyunca uzaklıkları depolamak için iki kanallı) farklı formatlarda olabilirler. -ekseni ayrı ayrı).

Öyleyse edindiğimiz bilgileri uygulamamızda su çekmek için küçük bir plan oluşturmak için kullanalım. İhtiyacımız var:
1. dörtlü;
2. iki yardımcı doku (normal harita ve du/dv haritası);
3. normal yansıma oluşturma için çeşitli yöntemler;
4. Bütün bunları işleyecek gölgelendirici.

Neyse uygulamaya geçelim.

2. Uygulama

Köşe formatı için bir yapı ve tanım oluşturun. Yalnızca köşe koordinatlarını ve doku koordinatlarını saklayacağız, başka hiçbir şeye ihtiyacımız yok.

void PostRenderForReflection(Kamera *Kamera);

CSU();

~CSU(); void Init(float _fWidthWater, float _fDepthWater, float fTexScale); // Başlatma void Draw(); );İşte su için ana sınıf. Burada daha önce ima bile edilmeyen çeşitli değişkenleri görüyoruz. Neden olduklarını anlayalım mı?

Dokuya yansımayı (ve istenirse kırılmayı) çizeceğiz. Bu, öncelikle bu doku için bir yüzey oluşturmamız gerektiği anlamına geliyor. Bunu psTextureReflect'te saklayacağız. İçine boşluk çizmeden önce, cihaza renderlemenin arka tampona değil dokuya yapıldığını belirtmeniz gerekir. Ancak daha sonra arka ara belleğe doğru bir şekilde çizim yapmak için onu hatırlamanız ve sonra geri döndürmeniz gerekir. Bunu psBackBuffer'da hatırlayacağız.
Aktif Render Hedefini bu şekilde değiştiriyoruz, ancak dokuya çizim yaparken sorun yaşamamak için (derinlik arabelleği devre dışı bırakılmış veya kırpma yanlış ayarlanmış gibi çiziliyor), başka bir şey yapmamız gerekiyor. Gerçek şu ki, arka tamponun boyutu belirli bir değere eşittir (genellikle 1024x768) ve bir dokuya çizim yaptığımızda büyük olasılıkla farklı bir çözünürlüğe sahiptir, bu da bu derinlik tamponunun ona uygun olmadığı anlamına gelir. Bunu yalnızca arabellek boyutu daha büyükse kullanabilirsiniz veya

boyuta eşit

içine çizdiğimiz doku.

Görünüşe göre iki yüzey daha oluşturmamız gerekecek (geçmişi hatırlamak ve mevcut arabelleği saklamak için). Bunlar pSurfaceZBuffer ve pLastSurfaceZBuffer'dır.

iTextureResolution – yansıma için doku çözünürlüğü (ne kadar yüksek olursa yansıma o kadar iyi olur, ancak aynı zamanda kaynak açısından daha yoğun bir yöntemdir).

++k;

vb_Water->Lock(0, 6 * sizeof(VERTEX_XYZ_TEX1), &pBuf, 0); memcpy(pBuf, p, 6 * sizeof(VERTEX_XYZ_TEX1)); vb_Water->Kilidi Aç();

Ancak bu işlev, yansıma oluşturma işinin yaklaşık yarısını gerçekleştirir. Burada kameranın konumunu ve baktığı konumu alıyoruz (yön değil, bakış konumu), mevcut görünüm matrisini hatırlayın. Daha sonra, kamerayı doğru yere hareket ettirmek için küçük işlemler var (yansımanın doğru olması için kamerayı su yüzeyine göre hareket ettiriyoruz, bu başka bir şekilde, örneğin yansıma yoluyla yapılabilir) su düzleminden (D3DX kitaplığından) vb. işlevler alır, ancak nokta bir kalır. Biz oluşturuyoruz ve kuruyoruz yeni matris tür. Ardından, cihaz (yüzey) için yeni oluşturma değerlerini kaydedin ve ayarlayın. Ve tabii ki dokuyu temizliyoruz.

Yansıma dokuya çekildikten sonra her şey, kamera dönüşümü öncesinde olduğu gibi yerine geri getirilmelidir.

Şimdi tüm su yüzeyi görselleştirmesinin ikinci yarısına, yani çizim gölgelendiricisine bakalım.

Yansımayı, yani “yansıma matrisini” doğru bir şekilde çizmemizi sağlayan şey budur. O, kendisidir ve burada hiçbir şeyi değiştirmeye gerek yoktur. Devamlı tabiri caizse.

Burada f_height_wave dışında her şey açık. Bu doku koordinat yer değiştirme katsayısıdır.

Dalga "yüksekliği" = 12

Dalga "yüksekliği" = 2

Burada da olağandışı bir şey yok, standart prosedürler.

VS_OUTPUT vs_main(VS_INPUT IN) ( VS_OUTPUT OUT; //suyun ekran koordinat sistemindeki konumunu hesaplıyoruz OUT.pos = mul(IN.pos,WVP); //yönü görüntüle OUT.ViewDir = Göz Konumu - mul(IN.pos,Dünya); OUT.pspos = OUT.pos;//yeni doku koordinatlarını hesapla OUT.tex2.x = IN.texc.x + sin (zaman)*0,4;//onlar. bu doku koordinatlarını değiştir OUT.tex2.y = IN.texc.y - cos (zaman)*0,3;//her iki kart için yukarı ve aşağı OUT.tex3.x = IN.texc.x - sin (zaman)*0,4;// buna göre daire etrafında saat yönünde

OUT.tex3.y = IN.texc.y + cos (zaman)*0,3;

float4 Specular = pow (0,5*(1,0+(dot (Reflect, ViewDir))) ,256); sonuç = AçıkRenk * MatRenk * sonuç * I + Aynasal*AçıkRenk; sonuç.a = 1,0; sonuç döndür; ) Parça gölgelendiricide ortalama normali hesaplıyoruz (ve bunu istediğiniz şekilde yapabilirsiniz, birçok seçenek vardır). Normalleştirmeden önce (bu hala normaldir), su yüzeyi yatay olduğundan normali (0,1,0) vektörüne doğru hafifçe eğerek ayarlıyoruz. Bunu yapmanıza gerek yok ama bu şekilde sonuç daha iyi görünüyor (elbette normal haritayı düzenleyebilirsiniz, ancak

çok daha kolay). Daha sonra normalimizi dünya koordinatlarına çeviriyoruz (yalnızca aydınlatma amacıyla). Doku koordinatlarını dengelemek için normal için yaptığımız şeyin aynısını yapıyoruz (texturecoordoffset(2)). Daha sonra “dalga yüksekliği” katsayısıyla çarpın. Ve sonra en ilginç kısım geliyor: su yüzeyinin konumuna bir denge ekliyoruz.

ekran koordinatları

Şimdi sınıfımızın kullanımına bakalım. Su sınıfına sahip bir dosya ekleyin:

Not. Efekti yüklemek için kaynak koduna küçük bir sınıf (EffectClass.h) eklenmiştir.
Sınıfla yalnızca dolaylı olarak ilişkili olduğundan makalede tartışılmamıştır.

Su ve iki doku oluşturun (normal bir harita ve doku koordinatlarının yer değiştirme haritası).

Su çekme fonksiyonu:

pActiveEffect.End(); )

tt, her karede "büyüyen" global bir değişkendir. Kamera hareketinin hızı, dalgaların hızı vb. buna bağlıdır. (zamanı simgelemektedir). pActiveEffect.Begin()'den önce gelen her şey yalnızca gölgelendiriciye ilişkin verileri doldurmaktır, dolayısıyla burada durmaya gerek yoktur.

PActiveEffect.Begin(); pActiveEffect.Start(0); pActiveEffect.Finish();
pActiveEffect.End();

Bu kombinasyon yalnızca şunları belirtir:

aktif teknik

ve geçiş.

Water.Draw() suyun çekilmesine neden olur.

Tex1->Release();

tex2->Yayın();

Peki, çizim fonksiyonunda:

DRAW_ALL_SCENE_OBJECTS_EXCEPT_WATER_ Water.PreRenderForReflection(ActiveCamera);

_DRAW_ALL_SCENE_OBJECTS_EXCEPT_WATER_ Water.PostRenderForReflection(ActiveCamera);

DrawWater();

Daha sonra, tüm nesneleri çiziyoruz, yansımayı çizmeye hazırlık diyoruz, tüm nesneleri tekrar çiziyoruz (birkaç tane varsa, dünya matrislerini değiştirmeyi unutmayın), ancak dokuya ve dokuya geri döndürüyoruz. PostRenderForReflection öğesini çağırarak dokuya çizim yapmadan önceydik. Son olarak suyun kendisini yansımasıyla birlikte çizeriz ( DrawWater fonksiyonunu çağırın).
İşte bu!

4. Kaynak kodu

Makalenin kaynak kodlu örneğini buradan indirebilirsiniz.

Umarım her şey yolunda gider! Yer kabuğunda suyun rolü olağanüstüdür. V. I. Vernadsky

Şu da belirtiliyor ki Kuzey Yarımküre Gezegen aslında “kıtasaldır” (karanın yüzde 39,4'ü) ve güney “okyanus”tur (yüzde 19). Nehrin ağzının üzerindeyseniz kıta yüzeyinin çoğu görülebilir. Loire: "Kıta kutbu" etrafındaki kara kütlesi görünür alanın yüzde 47'sini oluşturuyor. “Okyanus kutbu” Yeni Zelanda'nın yakınında olacak (su, yüzeyin yüzde 89'unu kaplıyor). Kapsam dünyanın rahatlaması önemli: 8848 metreden - Chomolungma'nın tepesine kadar - 11020 metreye - Mariana Çukuru'nun tabanı. Ancak jeoidin yarıçapına göre bu önemsiz bir değer olacaktır: pozitif yüzey yükseklikleri yalnızca 11/10.000 ve negatif 17/10.000'dir. Ortalama derinlik okyanus 6/10 000, ortalama yükseklik Karanın yaklaşık 1/10.000'i kadardır. Sonuç olarak, 10 metre yarıçaplı bir küre üzerinde Dünya'nın kabartmasındaki farklar okyanus yüzeyine göre 1 ila 17 milimetre arasında olacaktır. Dolayısıyla sonuç: Çeşitli tahminlere göre yüzey suyunun hacmi 1380-1450 milyon kilometreküp olmasına rağmen, Dünya'da çok az su var. Belki aynı miktarda su dünyanın bağırsakları

. S. M. Grigoriev'e göre yüzeysel ve yeraltı suyu Mohorovicic yüzeyinin dibine kadar dinamik dengededir ve su, aktif bir soğutucu, bir solvent taşıma maddesi olarak görev yapar. dar dağ sıraları zincirlerine sahip, zayıf şekilde parçalanmış kıtasal masifler hafifçe çıkıntı yapar. On binlerce yıl önce (Pleistosen'de), Dünya Okyanusu'nun seviyesi 100 metre daha düşüktü. Ve raf denizlerinin uçsuz bucaksız genişlikleri kuru toprak olmasına rağmen, kıtaların ana hatları bugünkünden çok da farklı değildi. Dünya Okyanusu'nun seviyesi 2-3 bin metre düşse bile kıtaların hatları çok az değişir. M.V.Muratov (1975), bunu okyanus havzalarının tabanının bir özelliği olarak görüyor - miktardan bağımsız olarak Dünya'nın gerçek yüzeyi. yüzey suyu. Temel fark şudur: farklı yapı 4 milyar yıldan fazla bir süredir faaliyet gösteren gezegensel faktörlerle açıklanan jeolojik antipodlar olarak kıtasal ve okyanusal alanlar.

Oşinolog H. Wright 1961'de şöyle yazmıştı: "... bugün gördüğümüz geniş su alanları, Dünya'nın bağırsaklarından sızan su nedeniyle gezegenimizin yaşamı boyunca damla damla büyüdü." Büyük olasılıkla, harici bir durumun ortaya çıkışı su kabuğu zamanımızdan 3, hatta 3,5 milyar yıl kadar uzaktaki dönemleri ifade eder. Ve muhtemelen bu süre zarfında kıtaların ana hatları pek değişmedi. Elbette derin okyanuslar nispeten yakın zamanda ortaya çıktı. Ve Dünya Okyanusunun tuzlanma süreci, suyun daha yoğun bir şekilde çözünmesi nedeniyle güçlü bir jeolojik faktördü. kayalar ana oyuncu kadrosu. E. A. Dolginov (1978) şunları kaydetti: en deniz koyları kara balinalar, gnayslar ve temel bileşimdeki magmatik kayalardan oluşan bölgelerde ve alanlarda bulunur ve kıtaların burunları ve yarımadaları daha istikrarlı granitoyidlerden ve granit-gnayslardan yapılmıştır. Bu, özellikle temel bileşimdeki daykların bulunduğu yerde kural olarak oluşan fiyort bölgelerinde açıkça görülmektedir.