Purpose. The work is aimed at studying the statistics of width-to-length ratio of a breaking crest for an active phase of wind wave breakings, and at assessing the possibility of approximating the geometric shape of a breaking crest with an ellipse.
Methods and Results. The experimental data including the video records of sea surface and the wind speed measurements were obtained at the stationary oceanographic platform in the Black Sea hydrophysical subsatellite polygon (Katsiveli, the Southern Coast of Crimea) in 2015–2019. Processing the in situ data made it possible to form the arrays both of lengths and areas of the breaking crests, and the synchronous measurements of wind speed.
Conclusions. The distributions of random variables proportional to the minor-to-major axes ratios of breaking crests are obtained; it is shown that these distributions are coincident for the whitecaps of different scales. This fact testifies to the similarity of whitecap geometric shapes. The average value of the breaking crests’ axis ratio obtained from all the data is 0.41. It is concluded that the average geometric shape of the breaking crest boundaries is satisfactorily described by an ellipse with the eccentricity 0.91. The ratio of the speed of a breaking crest’s centroid to that of its anterior front is estimated to be 0.9.
Цель. Цель работы – исследовать статистику отношения ширины обрушивающегося гребня к его длине для активной фазы обрушений ветровых волн и оценить возможности аппроксимации геометрической формы обрушения эллипсом.
Методы и результаты. Экспериментальные данные, включающие видеосъемку морской поверхности и измерения скорости ветра, были получены со стационарной океанографической платформы Черноморского гидрофизического подспутникового полигона Морского гидрофизического института (район пгт Кацивели, Южный берег Крыма) в период 2015–2019 гг. В результате обработки натурных данных сформированы массивы длин и площадей обрушивающихся гребней и синхронных измерений скорости ветра.
Выводы. Получены распределения случайных величин, пропорциональных отношениям малых осей к большим осям обрушений, и показано, что эти распределения совпадают для различных масштабов барашков, что указывает на подобие геометрической формы обрушений. Среднее значение отношения осей обрушений составило 0,41. Сделан вывод, что средняя геометрическая форма границ обрушений удовлетворительно описывается эллипсом с эксцентриситетом 0,91. Отношение скорости центроида обрушения к скорости его переднего фронта составило 0,9.