لوح(موجة ، اندفاع ، بحر) - تشكلت بسبب التصاق السوائل وجزيئات الهواء ؛ الانزلاق فوق سطح الماء الأملس ، في البداية يخلق الهواء تموجات ، وبعد ذلك فقط ، يعمل على أسطحه المائلة ، مما يؤدي تدريجياً إلى إثارة كتلة الماء. أظهرت التجربة أن جزيئات الماء ليس لها حركة انتقالية ؛ يتحرك عموديا فقط. أمواج البحر هي حركة المياه على سطح البحر ، والتي تحدث على فترات منتظمة.

أعلى نقطة في الموجة تسمى قمةأو قمة الموجة ، وأدنى نقطة - باطن القدم. ارتفاعالموجة هي المسافة من القمة إلى نعلها ، و الطولهي المسافة بين اثنين من التلال أو النعل. الوقت بين اثنين من النتوءات أو النعل يسمى فترةأمواج.

الأسباب الرئيسية لحدوثها

في المتوسط ​​، يصل ارتفاع الموجة أثناء العاصفة في المحيط إلى 7-8 أمتار ، وعادة ما يمكن أن تمتد في الطول - حتى 150 مترًا وحتى 250 مترًا أثناء العاصفة.

في معظم الحالات ، تتشكل أمواج البحر بفعل الرياح. وتعتمد قوة وحجم هذه الموجات على قوة الرياح ، بالإضافة إلى مدتها و "تسارعها" - طول المسار الذي تعمل الرياح على طوله على الماء سطح - المظهر الخارجي. في بعض الأحيان ، يمكن أن تنشأ الأمواج التي تتكسر على الساحل على بعد آلاف الكيلومترات من الساحل. لكن هناك العديد من العوامل الأخرى في حدوث موجات البحر: هذه هي قوى المد والجزر للقمر ، والشمس ، وتقلبات الضغط الجوي ، وثورات البراكين تحت الماء ، والزلازل تحت الماء ، وحركة السفن.

يمكن أن تكون الأمواج التي يتم ملاحظتها في المساحات المائية الأخرى من نوعين:

1) ريح، التي تخلقها الرياح ، تأخذ على عاتقها توقف حركة الرياح ، وهي شخصية ثابتة وتسمى موجات ثابتة ، أو منتفخة ؛ يتم إنشاء موجات الرياح بسبب تأثير الرياح (حركة الكتل الهوائية) على سطح الماء ، أي الحقن. يصبح من السهل فهم سبب الحركات التذبذبية للموجات إذا لاحظ المرء تأثير نفس الرياح على سطح حقل قمح. إن تناقض تدفقات الرياح ، التي تخلق الأمواج ، واضح للعيان.

2) موجات النزوح، أو الموجات الواقفة ، نتيجة للصدمات القوية في القاع أثناء الزلازل أو الإثارة ، على سبيل المثال ، من خلال تغيير حاد في الضغط الجوي. تسمى هذه الموجات أيضًا الموجات الانفرادية.

على عكس المد والجزر والتيارات ، فإن الأمواج لا تحرك كتل الماء. الأمواج قادمة ، لكن الماء يبقى في مكانه. القارب الذي يهز الأمواج لا يطفو مع الموجة. سيكون قادرًا على التحرك قليلاً على منحدر ، فقط بفضل قوة جاذبية الأرض. تتحرك جزيئات الماء في الموجة على طول الحلقات. وكلما كانت هذه الحلقات أبعد عن السطح ، كلما صغر حجمها ، واختفت تمامًا في النهاية. كونك في غواصة على عمق 70-80 مترًا ، فلن تشعر بتأثير أمواج البحر حتى أثناء أقوى عاصفة على السطح.

أنواع أمواج البحر

يمكن أن تسافر الأمواج مسافات شاسعة دون تغيير شكلها وفقدان القليل من الطاقة أو فقدانها للطاقة ، بعد فترة طويلة من تلاشي الريح التي تسببت فيها. عند اقتحام الشاطئ ، تطلق أمواج البحر طاقة هائلة متراكمة أثناء الرحلة. تغير قوة الأمواج المتكسرة باستمرار شكل الشاطئ بطرق مختلفة. تغسل الأمواج الفائضة والمتدحرجة الشاطئ وبالتالي يتم استدعاؤها بناء. الأمواج التي تهطل على الساحل تدمره تدريجياً وتغسل الشواطئ التي تحميها. لذلك دعيوا مدمرة.

تسمى الموجات المنخفضة والواسعة والمستديرة البعيدة عن الشاطئ بالانتفاخ. الموجات تجعل جزيئات الماء تصف الدوائر والحلقات. حجم الحلقات يتناقص مع العمق. عندما تقترب الموجة من الشاطئ المنحدر ، تصف جزيئات الماء فيها المزيد والمزيد من الأشكال البيضاوية المسطحة. عند الاقتراب من الشاطئ ، لم تعد أمواج البحر قادرة على إغلاق أشكالها البيضاوية ، وتنكسر الموجة. في المياه الضحلة ، لم تعد جزيئات الماء قادرة على إغلاق أشكالها البيضاوية ، وتتكسر الموجة. تتكون الرؤوس من صخور صلبة ويتم تدميرها بشكل أبطأ من الأجزاء المجاورة للساحل. تقوض موجات البحر العالية شديدة الانحدار المنحدرات الصخرية في القاعدة ، وتشكل منافذ. تنهار المنحدرات أحيانًا. الشرفة التي صقلتها الأمواج هي كل ما تبقى من الصخور التي دمرها البحر. أحيانًا يرتفع الماء على طول الشقوق الرأسية في الصخر إلى الأعلى وينفجر إلى السطح ، ويشكل قمعًا. تعمل القوة التدميرية للأمواج على توسيع الشقوق في الصخور وتشكيل الكهوف. عندما تقوض الأمواج الصخرة من جانبين حتى تنضم إلى فجوة ، تتشكل أقواس. عندما يقع الجزء العلوي من القوس في البحر ، تبقى الأعمدة الحجرية. تم تقويض قواعدهم ، وانهارت الأعمدة ، مكونة صخورًا. الحصى والرمال على الشاطئ هي نتيجة التعرية.

تغسل الأمواج المدمرة الساحل تدريجيًا وتزيل الرمال والحصى من شواطئ البحر. من خلال إنزال الوزن الكامل للمياه والمواد التي جرفتها على المنحدرات والمنحدرات ، تدمر الأمواج سطحها. إنهم يجبرون الماء والهواء على كل شق ، كل شق ، غالبًا بقوة الانفجار ، ويفصلون الصخور تدريجياً ويضعفونها. يتم استخدام شظايا الصخور المنشقة لمزيد من التدمير. حتى أصعب الصخور يتم تدميرها تدريجيًا ، وتتغير الأرض على الساحل بفعل حركة الأمواج. يمكن للأمواج تدمير شاطئ البحر بسرعة مذهلة. في لينكولنشاير ، إنجلترا ، يتقدم التعرية (التدمير) بمعدل 2 متر في السنة. منذ عام 1870 ، عندما تم بناء أكبر منارة في الولايات المتحدة في كيب هاتيراس ، جرف البحر الشواطئ بمسافة 426 مترًا في الداخل.

تسونامي

تسوناميهذه موجات من القوة التدميرية الهائلة. تحدث بسبب الزلازل تحت الماء أو الانفجارات البركانية ويمكن أن تعبر المحيطات أسرع من الطائرة النفاثة: 1000 كم / ساعة. في المياه العميقة ، يمكن أن تكون أقل من متر واحد ، ولكن مع اقترابها من الشاطئ ، فإنها تبطئ جريها وتنمو حتى 30-50 مترًا قبل أن تنهار ، وتغرق الشاطئ وتجرف كل شيء في طريقها. 90 ٪ من جميع موجات تسونامي المسجلة تحدث في المحيط الهادئ.

الأسباب الأكثر شيوعًا.

حوالي 80٪ من أجيال تسونامي هي الزلازل تحت الماء. أثناء الزلزال تحت الماء ، يحدث إزاحة متبادلة للقاع على طول العمودي: جزء من القاع يسقط ، والجزء يرتفع. على سطح الماء ، تحدث حركات رأسية متذبذبة ، تميل إلى العودة إلى المستوى الأولي - متوسط ​​مستوى سطح البحر - وتولد سلسلة من الموجات. ليس كل زلزال تحت الماء مصحوبًا بتسونامي. عادة ما يكون تسوناميجينيك (أي توليد موجة تسونامي) زلزالًا ذو مصدر ضحل. لم يتم حل مشكلة التعرف على التسبب في حدوث تسونامي لزلزال بعد ، وتسترشد خدمات الإنذار بحجم الزلزال. تتولد أقوى موجات تسونامي في مناطق الاندساس. أيضًا ، من الضروري أن يدخل الدفع تحت الماء في صدى مع اهتزازات الموجة.

انهيارات أرضية. تحدث أمواج تسونامي من هذا النوع بشكل متكرر أكثر مما كان متوقعًا في القرن العشرين (حوالي 7 ٪ من جميع موجات تسونامي). غالبًا ما يتسبب الزلزال في حدوث انهيار أرضي كما يؤدي إلى حدوث موجة. في 9 يوليو 1958 ، نتيجة لزلزال في ألاسكا ، حدث انهيار أرضي في خليج ليتويا. انهارت كتلة من الجليد والصخور الأرضية من ارتفاع 1100 م ، وتشكلت موجة وصل ارتفاعها إلى أكثر من 524 مترًا على الشاطئ المقابل للخليج ، ومثل هذه الحالات نادرة جدًا ولا تعتبر معيارًا. ولكن في كثير من الأحيان تحدث الانهيارات الأرضية تحت الماء في دلتا الأنهار ، والتي لا تقل خطورة. يمكن أن يتسبب الزلزال في حدوث انهيار أرضي ، وعلى سبيل المثال ، في إندونيسيا ، حيث يكون ترسيب الجرف كبير جدًا ، تعتبر موجات تسونامي الانهيار الأرضي خطيرة بشكل خاص ، حيث تحدث بانتظام ، مما يتسبب في موجات محلية يزيد ارتفاعها عن 20 مترًا.

ثورات بركانيةتمثل ما يقرب من 5 ٪ من جميع أحداث تسونامي. الانفجارات الكبيرة تحت الماء لها نفس تأثير الزلازل. في الانفجارات البركانية القوية ، لا يقتصر الأمر على الأمواج الناتجة عن الانفجار ، بل يملأ الماء أيضًا تجاويف المادة المنفجرة أو حتى كالديرا ، مما يؤدي إلى حدوث موجة طويلة. المثال الكلاسيكي هو تسونامي الذي تشكل بعد ثوران بركان كراكاتوا في عام 1883. شوهدت موجات تسونامي ضخمة من بركان كراكاتو في الموانئ حول العالم ودمرت ما مجموعه أكثر من 5000 سفينة ، مما أسفر عن مقتل حوالي 36000 شخص.

علامات تسونامي.

• سريع مفاجئسحب المياه من الشاطئ لمسافة كبيرة وتجفيف القاع. وكلما زاد انحسار البحر ، ارتفعت موجات تسونامي. الأشخاص الموجودون على الشاطئ ولا يعرفون شيئًا عنه خطر، قد يبقى بعيدًا عن الفضول أو لجمع الأسماك والأصداف. في هذه الحالة ، من الضروري مغادرة الساحل في أسرع وقت ممكن والابتعاد عنه إلى أقصى مسافة - يجب اتباع هذه القاعدة ، على سبيل المثال ، في اليابان ، على ساحل المحيط الهندي بإندونيسيا ، كامتشاتكا. في حالة teletsunami ، تقترب الموجة عادةً دون انحسار الماء.
• هزة أرضية. عادة ما يكون مركز الزلزال في المحيط. على الساحل ، يكون الزلزال عادة أضعف بكثير ، وغالبًا ما لا يكون هناك أي زلزال على الإطلاق. في المناطق المعرضة لأمواج تسونامي ، توجد قاعدة مفادها أنه إذا شعرت بحدوث زلزال ، فمن الأفضل التحرك بعيدًا عن الساحل وفي نفس الوقت تسلق تل ، وبالتالي الاستعداد مسبقًا لوصول الموجة.
• انجراف غير عاديالجليد والأجسام العائمة الأخرى ، وتشكيل شقوق في الجليد السريع.
• انعكاسات ضخمةعلى حواف الجليد والشعاب غير المنقولة ، تكون الحشود والتيارات.

موجات قاتلة

موجات قاتلة(الأمواج المتجولة ، الأمواج الوحشية ، الموجة الغريبة - موجة شاذة) - الموجات العملاقة التي تظهر في المحيط ، والتي يزيد ارتفاعها عن 30 مترًا ، لها سلوك غير معتاد بالنسبة لموجات البحر.

حتى قبل حوالي 10 إلى 15 عامًا ، نظر العلماء في قصص البحارة عن موجات قاتلة عملاقة تظهر من العدم وتغرق السفن ، فقط الفولكلور البحري. لفترة طويلة موجات تجولكانت تعتبر خيالًا ، لأنها لم تتناسب مع أي نماذج رياضية موجودة في ذلك الوقت لحساب حدوثها وسلوكها ، لأن الموجات التي يزيد ارتفاعها عن 21 مترًا في محيطات كوكب الأرض لا يمكن أن توجد.

يعود أحد الأوصاف الأولى لموجة الوحش إلى عام 1826. كان ارتفاعه أكثر من 25 مترا ولوحظ في المحيط الأطلسي بالقرب من خليج بسكاي. لا أحد يصدق هذه الرسالة. وفي عام 1840 ، غامر الملاح دومون دورفيل بالظهور في اجتماع للجمعية الجغرافية الفرنسية وأعلن أنه رأى بأم عينيه موجة يبلغ ارتفاعها 35 مترًا. ضحك الحاضرون عليه. لكن القصص عن موجات الأشباح الضخمة التي ظهرت فجأة في وسط المحيط ، حتى مع وجود عاصفة صغيرة ، وكان انحدارها يشبه جدران المياه الهائلة ، وأصبح أكثر فأكثر.

دليل تاريخي على "الموجات القاتلة"

لذلك ، في عام 1933 ، وقعت حاملة الطائرات يو إس إس رامابو في عاصفة في المحيط الهادئ. طيلة سبعة أيام ألقيت السفينة فوق الأمواج. وفي صباح يوم 7 فبراير ، تسلل فجأة عمود بارتفاع مذهل من الخلف. في البداية ، ألقيت السفينة في هاوية عميقة ، ثم رفعت عموديًا تقريبًا على جبل من المياه الرغوية. سجل الطاقم ، الذي كان محظوظًا بما يكفي للبقاء على قيد الحياة ، ارتفاع موجة يبلغ 34 مترًا. تحركت بسرعة 23 م / ث ، أو 85 كم / س. حتى الآن ، تعتبر هذه أعلى موجة شريرة تم قياسها على الإطلاق.

خلال الحرب العالمية الثانية ، في عام 1942 ، حملت سفينة كوين ماري 16000 جندي أمريكي من نيويورك إلى بريطانيا العظمى (بالمناسبة ، رقم قياسي لعدد الأشخاص الذين تم نقلهم على متن سفينة واحدة). فجأة انطلقت موجة ارتفاعها 28 متراً. يتذكر الدكتور نورفال كارتر ، الذي كان على متن السفينة المنكوبة ، "كان السطح العلوي في ارتفاعه المعتاد ، وفجأة - واحد! - هبطت فجأة". انحرفت السفينة بزاوية 53 درجة - لو كانت الزاوية أكثر بثلاث درجات على الأقل ، لكان الموت حتميًا. شكلت قصة "كوين ماري" أساس فيلم هوليوود "بوسيدون".

ومع ذلك ، في 1 يناير 1995 ، تم تسجيل موجة بارتفاع 25.6 مترًا ، تسمى موجة دروبنر ، لأول مرة على منصة دروبنر النفطية في بحر الشمال قبالة سواحل النرويج. أتاح مشروع "Maximum Wave" إلقاء نظرة جديدة على أسباب موت سفن الشحن الجاف التي كانت تحمل حاويات وشحنات مهمة أخرى. سجلت المزيد من الأبحاث أكثر من 10 موجات عملاقة مفردة حول العالم في ثلاثة أسابيع ، تجاوز ارتفاعها 20 مترًا. أطلق على المشروع الجديد اسم Wave Atlas (أطلس الأمواج) ، والذي يوفر تجميعًا لخريطة عالمية لموجات الوحش المرصودة ومعالجتها اللاحقة وإضافتها.

الأسباب

هناك عدة فرضيات حول أسباب الموجات الشديدة. كثير منهم يفتقرون إلى الحس السليم. أبسط التفسيرات مبنية على تحليل تراكب بسيط لموجات ذات أطوال مختلفة. تشير التقديرات ، مع ذلك ، إلى أن احتمالية الموجات المتطرفة في مثل هذا المخطط صغيرة جدًا. تقترح فرضية أخرى جديرة بالملاحظة إمكانية تركيز طاقة الأمواج في بعض هياكل التيارات السطحية. ومع ذلك ، فإن هذه الهياكل محددة للغاية بالنسبة لآلية تركيز الطاقة لتفسير التكرار المنتظم للموجات المتطرفة. يجب أن يعتمد التفسير الأكثر موثوقية لحدوث الموجات المتطرفة على الآليات الداخلية للموجات السطحية غير الخطية دون إشراك عوامل خارجية.

ومن المثير للاهتمام ، أن مثل هذه الموجات يمكن أن تكون قممًا وقيعانًا ، وهو ما أكده شهود العيان. تتضمن الأبحاث الإضافية تأثيرات اللاخطية في موجات الرياح ، والتي يمكن أن تؤدي إلى تكوين مجموعات صغيرة من الأمواج (حزم) أو موجات فردية (سوليتون) يمكنها السفر لمسافات طويلة دون تغييرات كبيرة في بنيتها. كما لوحظت حزم مماثلة بشكل متكرر في الممارسة. إن السمات المميزة لمجموعات الموجات هذه ، والتي تؤكد هذه النظرية ، هي أنها تتحرك بشكل مستقل عن الموجات الأخرى ولها عرض صغير (أقل من كيلومتر واحد) ، مع انخفاض ارتفاعاتها بشكل حاد عند الحواف.

ومع ذلك ، لم يكن من الممكن حتى الآن توضيح طبيعة الموجات الشاذة بشكل كامل.

تتشكل الأمواج التي اعتدنا رؤيتها على سطح البحر بفعل الرياح. ومع ذلك ، يمكن أن تحدث الموجات أيضًا لأسباب أخرى ، ثم يتم تسميتها ؛

المد والجزر ، التي تشكلت تحت تأثير قوى تشكيل المد والجزر للقمر والشمس ؛

الباريك ، الناتج عن التغيرات المفاجئة في الضغط الجوي ؛

الزلزالية (تسونامي) ، الناتجة عن الزلازل أو الانفجارات البركانية ؛

المحمولة على متن السفن ، الناشئة عن حركة السفينة.

تسود موجات الرياح على سطح البحار والمحيطات. لا تؤثر موجات المد والجزر والزلازل والباراك والسفن بشكل كبير على ملاحة السفن في المحيط المفتوح ، لذلك لن نتطرق إلى وصفها. تعتبر موجات الرياح من العوامل الرئيسية للأرصاد الجوية المائية التي تحدد سلامة وكفاءة الملاحة الاقتصادية ، حيث أن الموجة التي تصطدم بسفينة تسقط عليها وتتأرجح وتضرب جانبها وتغرق الأسطح والبنى الفوقية وتقلل من السرعة. يخلق الرمي لفات خطيرة ، ويجعل من الصعب تحديد موقع السفينة ويؤدي إلى استنفاد الطاقم بشكل كبير. بالإضافة إلى فقدان السرعة ، تتسبب الموجة في انحراف السفينة والتهرب من مسار معين ، ويلزم تغيير الدفة باستمرار للحفاظ عليها.

موجات الرياح هي عملية تكوين وتطور وانتشار الموجات التي تسببها الرياح على سطح البحر. موجات الرياح لها ميزتان رئيسيتان. السمة الأولى هي عدم الانتظام: اختلال أحجام وأشكال الأمواج. موجة واحدة لا تكرر أخرى ، ويمكن أن تتبع موجة كبيرة بموجة صغيرة ، وربما حتى موجة أكبر ؛ كل موجة فردية تغير شكلها باستمرار. تتحرك قمم الموجة ليس فقط في اتجاه الريح ، ولكن أيضًا في اتجاهات أخرى. يفسر هذا الهيكل المعقد لسطح البحر المضطرب بالطبيعة المضطربة الدوامة للرياح التي تشكل الأمواج. الميزة الثانية للموجة هي التباين السريع لعناصرها في الزمان والمكان وترتبط أيضًا بالرياح. ومع ذلك ، فإن حجم الأمواج لا يعتمد فقط على سرعة الرياح ، ومدة عملها ، ومساحة سطح الماء وتكوينه ضرورية. من وجهة نظر الممارسة ، ليس من الضروري معرفة عناصر كل موجة على حدة أو كل ذبذبة موجية. لذلك ، تختصر دراسة الموجات في النهاية إلى تحديد الأنماط الإحصائية ، والتي يتم التعبير عنها عدديًا من خلال التبعيات بين عناصر الموجات والعوامل التي تحددها.

3.1.1. عناصر الموجة

العناصر المشتركة للموجات هي (الشكل 25):

أعلى - أعلى نقطة في قمة الموجة ؛

وحيد - أدنى نقطة في جوف الموجة ؛

الارتفاع (ح) - زيادة قمة الموجة ؛

الطول (L) هو المسافة الأفقية بين قمتي قمتين متجاورتين على شكل موجة مرسومة في الاتجاه العام لانتشار الموجة ؛

الفترة (t) - الفاصل الزمني بين مرور قمتين متجاورتين من خلال عمودي ثابت ؛ بمعنى آخر ، إنها الفترة الزمنية التي تقطع خلالها الموجة مسافة مساوية لطولها ؛

Steepness (e) - نسبة ارتفاع موجة معينة إلى طولها. يختلف انحدار الموجة عند نقاط مختلفة من ملف تعريف الموجة. يتم تحديد متوسط ​​انحدار الموجة من خلال النسبة:

أرز. 25. العناصر الأساسية للموجات.

مقدمة الموجة - خط على سطح خشن ، يمر على طول قمم قمة موجة معينة ، والتي يتم تحديدها من خلال مجموعة من ملامح الموجة المرسومة بالتوازي مع الاتجاه العام لانتشار الموجة.

للملاحة ، تعتبر عناصر الأمواج مثل الارتفاع والفترة والطول والحدة والاتجاه العام لحركة الموجة ذات أهمية قصوى. تعتمد جميعها على معايير تدفق الرياح (سرعة الرياح واتجاهها) وطولها (تسارعها) فوق البحر ومدة عملها.

اعتمادًا على ظروف التكوين والانتشار ، يمكن تقسيم موجات الرياح إلى أربعة أنواع.

Wind - نظام من الأمواج ، يكون في وقت الرصد تحت تأثير الريح التي تسبب بها. عادة ما تتزامن اتجاهات انتشار موجات الرياح والرياح في المياه العميقة أو تختلف بما لا يزيد عن أربع نقاط (45 درجة).

تتميز موجات الرياح بحقيقة أن انحدارها يكون أكثر حدة من المنحدر المتجه للريح ، لذلك عادةً ما تنهار قمم التلال مكونة رغوة أو حتى تنفصل بفعل الرياح القوية. عندما تدخل الأمواج المياه الضحلة وتقترب من الشاطئ ، يمكن أن تختلف اتجاهات انتشار الأمواج والرياح بأكثر من 45 درجة.

الانتفاخ - تنتشر الموجات التي تسببها الرياح في منطقة تشكل الموجة بعد أن تضعف الرياح و / أو تغير اتجاهها ، أو الأمواج التي تسببها الرياح والتي تأتي من منطقة تشكل الموجة إلى منطقة أخرى تهب فيها الرياح بسرعة مختلفة و / أو أو الاتجاه. تسمى حالة خاصة من الانتفاخ الذي ينتشر في غياب الريح بالانتفاخ الميت.

مختلط - الإثارة الناتجة عن تفاعل موجات الرياح وانتفاخها.

تحول موجات الرياح - تغيير في بنية موجات الرياح مع تغير في العمق. في هذه الحالة ، يتشوه شكل الأمواج ، وتصبح أكثر انحدارًا وأقصر ، وعلى عمق ضحل لا يتجاوز ارتفاع الموجة ، تكون قمم الانقلاب الأخير ، وتتلف الأمواج.

تتميز موجات الرياح في مظهرها بأشكال مختلفة.

تموجات - الشكل الأولي لتطور موجات الرياح ، التي تنشأ تحت تأثير الرياح الضعيفة ؛ قمم الأمواج مع التموجات تشبه المقاييس.

الإثارة ثلاثية الأبعاد - مجموعة من الموجات ، متوسط ​​طول قمتها أكبر بعدة مرات من متوسط ​​الطول الموجي.

موجة منتظمة - موجة يكون فيها شكل وعناصر جميع الموجات متماثلًا.

الحشد - الإثارة الفوضوية الناشئة عن تفاعل الأمواج التي تسير في اتجاهات مختلفة.

تسمى الأمواج التي تتكسر على الضفاف أو الشعاب المرجانية أو الصخور بالكسر. الأمواج المتكسرة في المنطقة الساحلية تسمى الأمواج. في السواحل شديدة الانحدار وفي مرافق الموانئ ، يكون لركوب الأمواج شكل صدع معكوس.

تنقسم الأمواج الموجودة على سطح البحر إلى حرة ، عندما تتوقف القوة التي تسببت فيها وتتحرك الأمواج بحرية ، وإجبارًا ، عندما لا يتوقف عمل القوة التي تسببت في تكوين الأمواج.

وفقًا لتقلبات عناصر الموجة في الوقت المناسب ، يتم تقسيمها إلى ثابتة ، أي موجات رياح ، حيث لا تتغير الخصائص الإحصائية للموجات بمرور الوقت ، وتتطور أو تخمد - وتغير عناصرها بمرور الوقت.

وفقًا لشكل الموجة ، يتم تقسيمها إلى ثنائية الأبعاد - مجموعة من الموجات ، متوسط ​​طول القمة أكبر بعدة مرات من متوسط ​​الطول الموجي ، ثلاثي الأبعاد - مجموعة من الموجات ، متوسط ​​طول القمة منها أكبر بعدة مرات من الطول الموجي ، وحيدة ، ولها فقط قمة على شكل قبة بدون نعل.

اعتمادًا على نسبة الطول الموجي إلى عمق البحر ، تنقسم الأمواج إلى موجات قصيرة طولها أقل بكثير من عمق البحر ، وموجات طويلة يكون طولها أكبر من عمق البحر. بحر.

بحكم طبيعة حركة شكل الموجة ، فهي متعدية ، حيث توجد حركة مرئية لشكل الموجة ، ووقفة - وليس لها حركة. حسب كيفية تواجد الأمواج ، يتم تقسيمها إلى سطحية وداخلية. تتشكل الموجات الداخلية على عمق أو آخر على السطح البيني بين طبقات المياه ذات الكثافة المختلفة.

3.1.2. طرق حساب عناصر الموجة

تخلق الحركة الدورانية لجزيئات الماء المتتالية المنقولة بزاوية طور في اللحظة الأولى للحركة مظهرًا للحركة الانتقالية: تتحرك الجسيمات الفردية في مدارات مغلقة ، بينما يتحرك ملف الموجة بشكل انتقالي في اتجاه الريح. جعلت نظرية الموجات التروكية من الممكن إثبات بنية الموجات الفردية رياضيًا وربط عناصرها ببعضها البعض. تم الحصول على الصيغ التي تجعل من الممكن حساب العناصر الفردية للموجات

وتجدر الإشارة إلى أن نظرية الموجات التروكية صالحة فقط للموجات ثنائية الأبعاد المنتظمة ، والتي يتم ملاحظتها في حالة تضخم موجات الرياح الحرة. مع موجات الرياح ثلاثية الأبعاد ، لا تكون المسارات المدارية للجسيمات مدارات دائرية مغلقة ، حيث يوجد تحت تأثير الرياح انتقال أفقي للمياه على سطح البحر في اتجاه انتشار الموجة.

لا تكشف النظرية التروكية لأمواج البحر عن عملية تطورها والتوهين ، وكذلك آلية انتقال الطاقة من الرياح إلى الموجة. وفي الوقت نفسه ، فإن حل هذه المشكلات على وجه التحديد ضروري من أجل الحصول على تبعيات موثوقة لحساب عناصر موجات الرياح.

لذلك اتبعت عملية تطوير نظرية موجات البحر مسار تطوير العلاقات النظرية والتجريبية بين الرياح والأمواج ، مع مراعاة تنوع موجات الرياح البحرية الحقيقية وعدم ثبات الظاهرة ، أي مراعاة تطورها. والتوهين.

بشكل عام ، يمكن التعبير عن الصيغ لحساب عناصر موجات الرياح كدالة لعدة متغيرات

H ، t ، L ، C \ u003d f (W ، D t ، H) ،

حيث W - سرعة الرياح ؛ D - التسارع ، t - مدة حركة الرياح ؛ H هو عمق البحر.

بالنسبة لمناطق المياه الضحلة في البحار ، لحساب الارتفاع والطول الموجي ، يمكنك استخدام التبعيات

أ = 0.0151 س 0.342 ؛ ض = 0.104H 0.573.

بالنسبة للمناطق البحرية المفتوحة ، يتم حساب عناصر الأمواج التي يبلغ تغطية ارتفاعها 5٪ ، ومتوسط ​​قيم الأطوال الموجية حسب التبعيات:

ع = 0.45 واط 0.56 د 0.54 أ ،

لتر = 0.3 لتر ، 0.66 د ، 0.64 أ.

يتم حساب المعامل A بواسطة الصيغة

في معهد الدولة لعلوم المحيطات ، على أساس النظرية الإحصائية الطيفية للموجات ، تم الحصول على العلاقات الرسومية بين عناصر الموجة وسرعة الرياح ، ومدة عملها وطول التسارع. يجب اعتبار هذه التبعيات الأكثر موثوقية ، وإعطاء نتائج مقبولة ، على أساسها تم إنشاء المخططات البيانية في مركز الأرصاد الجوية المائية لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (V.S Krasyuk) لحساب ارتفاع الأمواج. الرسم البياني (الشكل 26) مقسم إلى أربعة أرباع (I-IV) ويتكون من سلسلة من الرسوم البيانية مرتبة في تسلسل معين.

في الربع الأول (محسوب من الزاوية اليمنى السفلية) من الرسم البياني ، يتم إعطاء شبكة درجة ، كل قسم منها (أفقيًا) يتوافق مع خط طول 1 درجة عند خط عرض معين (من 70 إلى 20 درجة شمالًا) لخرائط مقياس من 1:15 000000 إسقاط مجسم قطبي. شبكة الدرجات مطلوبة لتحويل المسافة بين خطوط تساوي الضغط n ونصف قطر انحناء خطوط تساوي الضغط R ، مقاسة على خرائط بمقياس مختلف ، إلى مقياس 1:15 000000. في هذه الحالة ، نحدد المسافة بين خطوط تساوي الضغط n و نصف قطر انحناء خطوط متساوية الأضلاع R بدرجات خط الطول عند خط عرض معين. نصف قطر انحناء خطوط تساوي الضغط R هو نصف قطر الدائرة التي يمر بها الجزء من متساوي الضغط الذي يمر عبر النقطة التي يتم إجراء الحساب بها أو بالقرب منها يكون له الاتصال الأكبر. يتم تحديده بمساعدة عداد عن طريق الاختيار بحيث يتطابق القوس المرسوم من المركز الموجود مع القسم المحدد من isobar. بعد ذلك ، على شبكة الدرجات ، نرسم القيم المقاسة على خط عرض معين ، معبرًا عنها بدرجات خط الزوال ، وباستخدام حل البوصلة ، نحدد نصف قطر انحناء خطوط تساوي الضغط والمسافة بين خطوط متساوية الأضلاع ، يتوافق مع مقياس 1: 15.000.000.

أرز. الشكل 26. رسم بياني لحساب عناصر الموجات وسرعة الرياح من خرائط مجال ضغط السطح ، حيث يتم رسم خطوط تساوي الضغط على فترات 5 ملي بار (أ) و 8 ملي بار (ب). 1 - شتاء 2 - صيف.

في الربع الرابع توجد منحنيات تجعل من الممكن تحديد ارتفاع ما يسمى بالموجات الهامة (h 3H) مع احتمال 12.5٪ من خلال سرعة الرياح أو تسارعها أو مدتها.

إذا كان من الممكن استخدام ليس فقط البيانات المتعلقة بسرعة الرياح ، ولكن أيضًا حول تسارع ومدة الرياح عند تحديد ارتفاع الأمواج ، يتم إجراء الحساب على أساس تسارع الرياح ومدتها (بالساعات) . للقيام بذلك ، من الربع الثالث من الرسم البياني ، نخفض الخط العمودي ليس على منحنى التسارع ، ولكن على منحنى مدة حركة الرياح (6 أو 12 ساعة). من النتائج التي تم الحصول عليها (التسارع والمدة) ، يتم أخذ القيمة الأصغر لارتفاع الموجة.

يمكن إجراء الحساب باستخدام الرسم البياني المقترح فقط لمناطق "أعماق البحار" ، أي المناطق التي لا يقل عمق البحر فيها عن نصف الطول الموجي. بالنسبة للتسارع الذي يتجاوز 500 كم أو مدة الرياح التي تزيد عن 12 ساعة ، يتم استخدام اعتماد ارتفاعات الأمواج على الرياح المقابلة لظروف المحيط (منحنى سميك في الربع الرابع).

وبالتالي ، لتحديد ارتفاع الأمواج عند نقطة معينة ، من الضروري إجراء العمليات التالية:

أ) أوجد نصف قطر انحناء isobar R يمر عبر نقطة معينة أو بالقرب منها (باستخدام بوصلة عن طريق التحديد). يتم تحديد نصف قطر انحناء الأيزوبار فقط في حالة الانحناء الإعصاري (في الأعاصير والقيعان) ويتم التعبير عنه بدرجات الزوال ؛

ب) تحديد فرق الضغط ن بقياس المسافة بين خطوط متساوية متجاورة في منطقة النقطة المختارة ؛

ج) وفقًا للقيم التي تم العثور عليها لـ R و n ، اعتمادًا على الموسم ، نجد سرعة الرياح W ؛

د) معرفة سرعة الرياح W والعجلة D أو مدة الرياح (6 أو 12 ساعة) نجد ارتفاع الموجات المعنوية (h 3H).

التسارع على النحو التالي. من كل نقطة يتم فيها حساب ارتفاع الموجة ، يتم رسم خط انسيابي في الاتجاه المعاكس للريح حتى يتغير اتجاهه بالنسبة إلى النقطة الأولية بزاوية 45 درجة أو يصل إلى الساحل أو حافة الجليد. تقريبًا ، سيكون هذا هو تسارع أو مسار الريح ، والذي يجب أن تتشكل خلاله (تصل الأمواج إلى نقطة معينة.

تُعرَّف مدة الرياح بأنها الوقت الذي لا يتغير فيه اتجاه الريح أو ينحرف عن الأصل بما لا يزيد عن ± 22.5 درجة.

وفقًا للرسم البياني في الشكل. في الشكل 26 أ ، يمكن تحديد ارتفاع الموجة من خريطة مجال ضغط السطح ، حيث يتم رسم خطوط تساوي الضغط من خلال 5 ملي بار. إذا تم رسم خطوط تساوي الضغط من خلال 8 ملي بار ، فإن الرسم البياني الموضح في الشكل. 26 ب.

يمكن حساب الفترة وطول الموجة من البيانات الخاصة بسرعة الرياح وارتفاع الموجة. يمكن إجراء حساب تقريبي لفترة الموجة وفقًا للرسم البياني (الشكل 27) ، والذي يوضح العلاقة بين الفترات وارتفاع موجات الرياح عند سرعات الرياح المختلفة (W). يتم تحديد الطول الموجي حسب مدته وعمق البحر عند نقطة معينة وفقًا للرسم البياني (الشكل 28).

يرى الإنسان أن العديد من الظواهر الطبيعية بديهية. تعودنا الصيف والخريف والشتاء والمطر والثلج والأمواج ولا نفكر في الأسباب. ومع ذلك ، لماذا تتشكل الأمواج في البحر؟ لماذا تظهر التموجات على سطح الماء حتى في هدوء تام؟

أصل

هناك العديد من النظريات التي تشرح أصل البحر وأمواج المحيط. يتم تشكيلها بسبب:

• تغيرات في الضغط الجوي.
• المد والجزر؛
• الزلازل تحت الماء والانفجارات البركانية.
• تحركات السفن
• ريح شديدة.

لفهم آلية التكوين ، يجب على المرء أن يتذكر أن الماء يهتز ويتذبذب بشكل لا إرادي - نتيجة للتأثير المادي. حصاة ، قارب ، يد تلمسها تعمل على تحريك الكتلة السائلة ، مما يخلق اهتزازات ذات قوى مختلفة.

صفات

الأمواج هي أيضًا حركة المياه على سطح الخزان. إنها نتيجة التصاق جزيئات الهواء والسائل. في البداية ، يتسبب التعايش بين الماء والهواء في حدوث تموجات على سطح الماء ، ثم يتسبب في تحرك عمود الماء.

يختلف الحجم والطول والقوة حسب قوة الرياح. خلال العاصفة ، ترتفع الأعمدة القوية إلى 8 أمتار وتمتد بطول ربع كيلومتر تقريبًا.

في بعض الأحيان تكون القوة مدمرة لدرجة أنها تسقط على الشريط الساحلي ، وتقتلع المظلات ، والاستحمام وغيرها من المباني الشاطئية ، وتهدم كل شيء في طريقها. وهذا على الرغم من حقيقة أن التقلبات تتشكل على بعد آلاف الكيلومترات من الساحل.

يمكن تقسيم جميع الموجات إلى فئتين:

• ريح؛
• يقف.

ريح

طواحين الهواء ، كما يوحي الاسم ، تتشكل تحت تأثير الرياح. تندفع هبوبه في اتجاه الظل ، مما يجبر الماء على التحرك. تدفع الرياح الكتلة السائلة إلى الأمام أمامها ، لكن الجاذبية تبطئ العملية وتدفعها للخلف. تشبه الحركات على السطح الناتجة عن تأثير قوتين صعودًا وهبوطًا. تسمى قممها قمم ، وتسمى قواعدها باطن.

بعد معرفة سبب تشكل الموجات على البحر ، يبقى السؤال مفتوحًا لماذا تقوم بحركات تذبذبية لأعلى ولأسفل؟ التفسير بسيط - تقلب الريح. ثم ينقض بسرعة وبشكل متهور ، ثم يهدأ. ارتفاع القمة وتواتر التذبذبات تعتمد بشكل مباشر على قوتها وقوتها. إذا تجاوزت سرعة الحركة وقوة التيارات الهوائية القاعدة ، ترتفع العاصفة. سبب آخر هو الطاقة المتجددة.

طاقة متجددة

أحيانًا يكون البحر هادئًا تمامًا وتتشكل الأمواج. لماذا ا؟ يعزو علماء المحيطات والجغرافيون هذه الظاهرة إلى الطاقة المتجددة. تقلبات المياه هي مصدرها وطرق الحفاظ على الإمكانات لفترة طويلة.

في الحياة الواقعية ، يبدو مثل هذا. تخلق الرياح قدرًا معينًا من الاهتزاز في البركة. ستستمر طاقة هذه التذبذبات لعدة ساعات. خلال هذا الوقت ، تغطي التكوينات السائلة مسافة عشرات الكيلومترات و "المستنقع" في المناطق التي يكون فيها الجو مشمسًا ، ولا توجد رياح ، والخزان هادئ.

يقف

تنشأ الموجات المنعزلة أو الواقفة بسبب الصدمات التي تحدث في قاع المحيط ، وهي خاصية مميزة للزلازل والانفجارات البركانية وأيضًا بسبب التغير الحاد في الضغط الجوي.

هذه الظاهرة تسمى seiches ، والتي تترجم من الفرنسية إلى "التأثير". تعتبر السيشات نموذجية للخلجان والخلجان وبعض البحار ؛ فهي تشكل خطراً على الشواطئ والمباني في الشريط الساحلي والسفن الراسية على الرصيف والأشخاص الموجودين على متنها.

بناءة وهدامة

تشكيلات تتغلب على المسافات الطويلة ولا تغير شكلها ولا تفقد طاقتها تضرب الساحل وتنكسر. في نفس الوقت ، لكل جولة تأثير مختلف على الشريط الساحلي. إذا غسلت الشاطئ ، فإنها تصنف على أنها بناءة.

تتساقط المياه المدمرة بقوة على الساحل فتدمرها وتزيل تدريجياً الرمال والحصى من قطاع الشاطئ. في هذه الحالة ، يتم تصنيف الظاهرة الطبيعية على أنها مدمرة.

للدمار قوة تدميرية مختلفة. في بعض الأحيان يكون قويًا لدرجة أنه يسقط المنحدرات ويقسم المنحدرات ويفصل الصخور. بمرور الوقت ، يتم تدمير حتى أقسى الصخور. تم بناء أكبر منارة في أمريكا في كيب هاتيراس في عام 1870. منذ ذلك الحين ، تحرك البحر نحو 430 مترًا إلى الداخل ، مما أدى إلى جرف الساحل والشواطئ. هذه مجرد واحدة من عشرات الحقائق.

تسونامي هي نوع من التكوينات المائية المدمرة التي تتميز بقوة تدميرية كبيرة. تصل سرعة حركتهم إلى 1000 كم / ساعة. هذا أعلى من الطائرات النفاثة. في العمق ، يكون ارتفاع قمة تسونامي صغيرًا ، لكن بالقرب من الساحل يتباطأ ، لكن يزيد الارتفاع إلى 20 مترًا.

في 80٪ من الحالات ، تحدث أمواج تسونامي نتيجة الزلازل تحت الماء ، وفي الـ 20٪ المتبقية - الانفجارات البركانية والانهيارات الأرضية. نتيجة للزلازل ، ينحرف القاع رأسيًا: يغوص جزء منه ، والجزء الآخر يرتفع بشكل متوازٍ. تتشكل تقلبات قوة مختلفة على سطح الخزان.

القتلة الشاذين

تُعرف أيضًا باسم المتجولون والوحوش والشاذة وأكثر ما يميز المحيطات.

حتى قبل 30-40 عامًا ، كانت قصص البحارة حول تقلبات المياه الشاذة تُعتبر خيالًا ، لأن روايات شهود العيان لم تتناسب مع النظريات والحسابات العلمية القائمة. كان ارتفاع 21 مترا يعتبر الحد الأقصى للاهتزازات المحيطية والبحرية.

السبب الرئيسي لتكوين الأمواج هو الرياح التي تهب فوق الماء. لذلك ، يعتمد حجم الموجة على قوة ووقت تأثيرها. بسبب الرياح ، جزيئات الماء ترتفع ، وأحيانًا تنفصل عن السطح ، ولكن بعد مرور بعض الوقت ، تحت تأثير الجاذبية الطبيعية ، تسقط حتما. من بعيد ، قد يبدو أن الموجة تتحرك إلى الأمام ، ولكن في الواقع ، إذا لم تكن هذه الموجة ، بالطبع ، تسونامي (تسونامي لها طبيعة مختلفة من الحدوث) ، فإنها تهبط وترتفع فقط. لذلك ، على سبيل المثال ، طائر البحر الذي هبط على سطح بحر هائج سوف يتأرجح على الأمواج ، لكنه لن يتزحزح.

فقط بالقرب من الشاطئ ، حيث لم يعد عميقًا ، يتحرك الماء للأمام ، متدحرجًا على الشاطئ. بالمناسبة ، وفقًا لصدفة رذاذ القطرات المنفصلة التي تشكل قمة على الموجة ، يحدد البحارة المتمرسون درجة اضطراب البحر ، إذا كانت القمة والرغوة قد بدأت للتو في التكون ، فإن البحر يكون 3 نقاط.

أي نوع من موجات البحر يسمى الساحل.

يمكن أن توجد الأمواج في البحر حتى بدون رياح ، وهي موجات تسونامي ناتجة عن كوارث طبيعية مثل الانفجارات البركانية تحت الماء ، وموجة يسميها البحارة الساحل. يتشكل في البحر بعد عاصفة قوية ، عندما تهدأ الرياح ، ولكن بسبب الكتلة الكبيرة من المياه التي دخلت إلى الحركة من الرياح وظاهرة تسمى الرنين ، تستمر الأمواج في التأرجح. وتجدر الإشارة إلى أن مثل هذه الأمواج ليست أكثر أمانًا من العاصفة ويمكن أن تنقلب بسهولة سفينة أو قارب بحارة عديمي الخبرة.

الأمواج تصنعها الرياح. تُحدث العواصف رياحًا تؤثر على سطح الماء مسببة تموجات ، تمامًا مثل التموجات في فنجان قهوتك بعد ركوب الأمواج عندما تهب عليها. يمكن رؤية الرياح نفسها على خرائط توقعات الطقس: هذه مناطق ضغط منخفض. كلما زاد تركيزهم ، زادت قوة الرياح. تتحرك الموجات الصغيرة (الشعرية) مبدئيًا في اتجاه هبوب الرياح. كلما هبت الرياح أقوى وأطول ، زاد تأثيرها على سطح الماء. بمرور الوقت ، تبدأ الموجات في الزيادة في الحجم. مع استمرار هبوب الرياح واستمرار تأثر الأمواج الناتجة عنها ، تبدأ الموجات الصغيرة في النمو. الرياح لها تأثير أكبر عليها من تأثيرها على سطح الماء الهادئ. يعتمد حجم الموجة على سرعة الرياح التي تشكلها. ستتمكن الرياح التي تهب بسرعة ثابتة من توليد موجة بحجم معين. وبمجرد أن تصل الموجة إلى أقصى حجم ممكن لها مع ريح معينة ، فإنها تصبح "كاملة التكوين". الموجات المتولدة لها سرعات وفترات موجة مختلفة. (انظر مصطلحات الموجات لمزيد من التفاصيل). تسافر الموجات ذات الفترة الطويلة بشكل أسرع وتقطع مسافات أطول من نظيراتها الأبطأ. عندما تبتعد عن مصدر الرياح (الانتشار) ، تشكل الأمواج خطوطًا من الأمواج (تتضخم) ، والتي تتدحرج حتماً على الشاطئ. ربما تكون بالفعل على دراية بمفهوم "مجموعة الموجات" (مجموعة الموجات)! تسمى الموجات التي لم تعد تتأثر بالرياح التي ولدتها بالموجات السفلية (الموجات الأرضية). هذا هو بالضبط ما يبحث عنه متصفحو الأمواج! ما الذي يؤثر على حجم الأمواج (الانتفاخ)؟هناك ثلاثة عوامل رئيسية تؤثر على حجم الأمواج في أعالي البحار: سرعة الرياح - كلما كانت أعلى ، كلما كانت الموجة أكبر. مدة الريح مماثلة لتلك السابقة. الجلب (الجلب ، "منطقة التغطية") - مرة أخرى ، كلما كانت مساحة التغطية أكبر ، كلما تشكلت الموجة. بمجرد توقف تأثير الرياح عليها ، تبدأ الأمواج في فقدان طاقتها. سوف يتحركون حتى اللحظة التي تمتص فيها نتوءات قاع البحر ، أو عوائق أخرى في طريقهم (جزيرة كبيرة على سبيل المثال) كل الطاقة. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على حجم الموجة في موقع معين في الأمواج. بينهم:اتجاه الأمواج (الانتفاخ) - هل سيسمح لنا بإيصال الانتفاخ إلى المكان الذي نحتاجه؟ قاع المحيط عبارة عن انتفاخ ينتقل من أعماق المحيط إلى الشعاب المرجانية ، مكونًا أمواجًا كبيرة بداخلها براميل. ستعمل الحافة الطويلة الضحلة الممتدة نحو الشاطئ على إبطاء الأمواج وستفقد طاقتها. المد والجزر - بعض الرياضات تعتمد كليا عليها. اكتشف المزيد في القسم الخاص بكيفية ظهور أفضل الموجات.