Вълна(Вълна, вълна, море) - образува се поради сцеплението на флуидни и въздушни частици; плъзгайки се по гладката повърхност на водата, отначало въздухът създава вълни и едва след това, въздейства върху наклонените й повърхности, постепенно развива възбудата на водната маса. Опитът показва, че водните частици нямат транслационно движение; се движи само вертикално. Морските вълни са движението на водата по морската повърхност, което се случва на равни интервали.

Най-високата точка на вълната се нарича гребенили върха на вълната и най-ниската точка - подметка. Височинавълната е разстоянието от гребена до подметката и дължинае разстоянието между два хребета или подметки. Времето между два хребета или подметки се нарича месечен цикълвълни.

Основните причини за възникване

Средно височината на вълната по време на буря в океана достига 7-8 метра, обикновено може да се простира на дължина - до 150 метра и до 250 метра по време на буря.

В повечето случаи морските вълни се образуват от вятъра Силата и размерът на такива вълни зависят от силата на вятъра, както и от неговата продължителност и „ускорение“ – дължината на пътя, по който вятърът действа върху водата повърхност. Понякога вълните, които се разбиват на брега, могат да произлизат на хиляди километри от брега. Но има много други фактори за възникването на морските вълни: това са приливните сили на Луната, Слънцето, колебанията в атмосферното налягане, изригванията на подводни вулкани, подводните земетресения и движението на кораби.

Вълните, наблюдавани в други водни пространства, могат да бъдат от два вида:

1) вятър, създадени от вятъра, приемащи прекратяването на действието на вятъра, утвърден характер и се наричат ​​стабилни вълни, или набъбване; Вятърните вълни се създават поради ефекта на вятъра (движение на въздушните маси) върху повърхността на водата, тоест инжектиране. Причината за осцилаторните движения на вълните става лесно разбираема, ако се забележи ефектът на същия вятър върху повърхността на пшенично поле. Ясно се вижда несъответствието на ветровите потоци, които създават вълни.

2) Вълни на изместване, или стоящите вълни, се образуват в резултат на силни сътресения на дъното по време на земетресения или се възбуждат, например, от рязка промяна в атмосферното налягане. Тези вълни се наричат ​​още самотни вълни.

За разлика от приливите, отливите и теченията, вълните не движат водни маси. Вълните идват, но водата остава там, където е. Лодка, която се люлее на вълните, не плува с вълната. Той ще може да се движи малко по наклон, само благодарение на силата на земната гравитация. Водните частици във вълната се движат по пръстените. Колкото по-далеч са тези пръстени от повърхността, толкова по-малки стават и накрая изчезват напълно. Намирайки се в подводница на дълбочина 70-80 метра, няма да усетите ефекта на морските вълни дори по време на най-силната буря на повърхността.

Видове морски вълни

Вълните могат да пътуват на огромни разстояния, без да променят формата си и да губят малко или никаква енергия, дълго след като вятърът, който ги е причинил, е утихнал. Разбивайки се на брега, морските вълни отделят огромна енергия, натрупана по време на пътуването. Силата на непрекъснато разбиващи се вълни променя формата на брега по различни начини. Преливащи се и търкалящи се вълни измиват брега и затова се наричат конструктивен. Вълните, които се разбиват по брега, постепенно го разрушават и отмиват плажовете, които го защитават. Затова се наричат разрушителен.

Ниските, широки, заоблени вълни встрани от брега се наричат ​​вълни. Вълните карат водните частици да описват кръгове, пръстени. Размерът на пръстените намалява с дълбочината. Когато вълната се приближава до наклонения бряг, водните частици в нея описват все по-сплескани овали. Приближавайки се до брега, морските вълни вече не могат да затворят овалите си и вълната се разбива. В плитки води водните частици вече не могат да затварят овалите си и вълната се разбива. Носовете са образувани от по-твърди скали и се разрушават по-бавно от съседните участъци от брега. Стръмни, високи морски вълни подкопават скалистите скали в основата, образувайки ниши. Понякога скалите се срутват. Терасата, загладена от вълните, е всичко, което е останало от скалите, разрушени от морето. Понякога водата се издига по вертикални пукнатини в скалата до върха и избива на повърхността, образувайки фуния. Разрушителната сила на вълните разширява пукнатините в скалата, образувайки пещери. Когато вълните подкопават скалата от две страни, докато се съединят в процеп, се образуват арки. Когато горната част на арката падне в морето, остават каменни стълбове. Основите им са подкопани, а стълбовете се срутват, образувайки камъни. Камъчетата и пясъка на плажа са резултат от ерозия.

Разрушителните вълни постепенно отмиват брега и отнасят пясък и камъчета от морските плажове. Събаряйки цялата тежест на водата и отмития им материал върху склоновете и скалите, вълните разрушават повърхността им. Те вкарват вода и въздух във всяка пукнатина, всяка пукнатина, често с енергията на експлозия, като постепенно се разделят и отслабват скалите. Отцепилите се скални фрагменти се използват за по-нататъшно унищожаване. Дори най-твърдите скали постепенно се разрушават, а сушата на брега се променя от действието на вълните. Вълните могат да унищожат морския бряг с невероятна скорост. В Линкълншир, Англия, ерозията (разрушаването) напредва със скорост от 2 m годишно. От 1870 г., когато най-големият фар в Съединените щати е построен на нос Хатерас, морето отмива плажовете на 426 м навътре.

цунами

цунамиТова са вълни с огромна разрушителна сила. Те са причинени от подводни земетресения или вулканични изригвания и могат да пресичат океаните по-бързо от реактивен самолет: 1000 км/ч. В дълбоки води те могат да бъдат по-малко от един метър, но когато се приближат до брега, те забавят бягането си и нарастват до 30-50 метра, преди да се срутят, наводнявайки брега и помитайки всичко по пътя си. 90% от всички регистрирани цунами се случват в Тихия океан.

Най-честите причини.

Около 80% от поколенията цунами са подводни земетресения. По време на земетресение под вода се получава взаимно изместване на дъното по вертикала: част от дъното пада, а част се издига. На повърхността на водата възникват осцилаторни вертикални движения, които имат тенденция да се върнат към първоначалното ниво - средното морско ниво - и генерират серия от вълни. Не всяко подводно земетресение е придружено от цунами. Цунамигенното (т.е. генериране на вълна цунами) обикновено е земетресение с плитък източник. Проблемът с разпознаването на цунамигенността на земетресението все още не е решен, а предупредителните служби се ръководят от магнитуда на земетресението. Най-силните цунами се генерират в зоните на субдукция. Също така е необходимо подводният тласък да влезе в резонанс с вълнови трептения.

Свлачища. Цунамита от този тип се появяват по-често, отколкото беше изчислено през 20-ти век (около 7% от всички цунамита). Често земетресението причинява свлачище и също така генерира вълна. На 9 юли 1958 г. в резултат на земетресение в Аляска в залива Литуя се появява свлачище. Маса от лед и земни скали се срути от височина 1100 м. Образува се вълна, достигаща височина над 524 м на отсрещния бряг на залива. Такива случаи са доста редки и не се считат за еталон. Но много по-често се появяват подводни свлачища в делтите на реките, които са не по-малко опасни. Земетресението може да причини свлачище и например в Индонезия, където утаяването на шелфа е много голямо, свлачищните цунами са особено опасни, тъй като се случват редовно, причинявайки местни вълни с височина над 20 метра.

Вулканични изригванияпредставляват около 5% от всички събития с цунами. Големите подводни изригвания имат същия ефект като земетресенията. При силни вулканични експлозии не само са вълните от експлозията, но и водата запълва кухините от изригналия материал или дори калдерата, което води до дълга вълна. Класически пример е цунамито, образувано след изригването на Кракатау през 1883 г. Огромни цунами от вулкана Кракатау бяха наблюдавани в пристанища по целия свят и унищожиха общо над 5000 кораба, убивайки около 36 000 души.

Признаци на цунами.

• внезапно бързоизтегляне на вода от брега на значително разстояние и изсушаване на дъното. Колкото повече морето се отдалечава, толкова по-високи могат да бъдат вълните цунами. Хора, които са на брега и не знаят за опасност, може да остане от любопитство или да събира риби и черупки. В този случай е необходимо да напуснете брега възможно най-скоро и да се отдалечите от него на максимално разстояние - това правило трябва да се спазва, например, докато в Япония, на брега на Индийския океан на Индонезия, Камчатка. В случай на телецунами вълната обикновено се приближава, без водата да се оттегля.
• земетресение. Епицентърът на земетресението обикновено е в океана. На брега земетресението обикновено е много по-слабо и често изобщо няма. В регионите, предразположени към цунами, има правило, че ако се усети земетресение, е по-добре да се отдалечите от брега и в същото време да се изкачите на хълм, като по този начин се подготвите предварително за пристигането на вълна.
• необичаен дрейфлед и други плаващи предмети, образуването на пукнатини в бързия лед.
• Огромни реверсипо ръбовете на неподвижен лед и рифове, образуване на тълпи, течения.

убийствени вълни

убийствени вълни(Блуждаещи вълни, чудовищни ​​вълни, freak wave - аномална вълна) - гигантски вълни, които се появяват в океана, високи над 30 метра, имат поведение, необичайно за морските вълни.

Дори преди около 10-15 години учените смятаха историите на моряците за гигантски вълни убийци, които се появяват от нищото и потъват кораби, просто за морски фолклор. За дълго време блуждаещи вълнисе считат за измислици, тъй като не се вписват в нито един от съществуващите по това време математически модели за изчисляване на възникването и тяхното поведение, тъй като вълни с височина над 21 метра в океаните на планетата Земя не могат да съществуват.

Едно от първите описания на чудовищна вълна датира от 1826 г. Височината му била над 25 метра и била забелязана в Атлантическия океан близо до Бискайския залив. Никой не повярва на това съобщение. А през 1840 г. навигаторът Дюмон д'Юрвил се осмели да се появи на среща на Френското географско дружество и да заяви, че е видял 35-метрова вълна със собствените си очи. Присъстващите му се смеят. Но историите за огромни призрачни вълни, които се появиха внезапно в средата на океана, дори при малка буря, а стръмността им приличаше на отвесни водни стени, ставаше все повече и повече.

Исторически доказателства за "вълни убийци"

И така, през 1933 г. USS Ramapo е уловен в буря в Тихия океан. В продължение на седем дни корабът беше хвърлен над вълните. И на сутринта на 7 февруари шахта с невероятна височина изведнъж изпълзя отзад. Първоначално корабът беше хвърлен в дълбока пропаст, а след това издигнат почти вертикално върху планина от разпенена вода. Екипажът, който имаше късмета да оцелее, записа височина на вълната от 34 метра. Тя се движеше със скорост от 23 m / s, или 85 km / h. Досега това се счита за най-високата вълна на измамници, измервана някога.

По време на Втората световна война, през 1942 г., лайнерът Queen Mary превозва 16 000 американски войници от Ню Йорк до Великобритания (между другото, рекорд за броя на хората, транспортирани на един кораб). Изведнъж се появи 28-метрова вълна. „Горната палуба беше на обичайната си височина и изведнъж – веднъж! – тя рязко се спусна надолу“, спомня си д-р Норвал Картър, който беше на борда на злополучния кораб. Корабът се наклони под ъгъл от 53 градуса - ако ъгълът беше поне три градуса повече, смъртта щеше да е неизбежна. Историята на "Кралица Мария" е в основата на холивудския филм "Посейдон".

Въпреки това, на 1 януари 1995 г. вълна с височина 25,6 метра, наречена вълна Dropner, за първи път е регистрирана на петролната платформа Dropner в Северно море край бреговете на Норвегия. Проектът "Максимална вълна" даде възможност да се разгледат по-нов начин причините за смъртта на сухи товарни кораби, превозващи контейнери и други важни товари. По-нататъшни изследвания регистрират повече от 10 единични гигантски вълни около земното кълбо за три седмици, чиято височина надхвърля 20 метра. Новият проект беше наречен Wave Atlas (Атлас на вълните), който предвижда съставянето на световна карта на наблюдаваните чудовищни ​​вълни и последващата й обработка и добавяне.

Причини

Има няколко хипотези за причините за екстремни вълни. На много от тях им липсва здрав разум. Най-простите обяснения се основават на анализа на проста суперпозиция на вълни с различна дължина. Оценките обаче показват, че вероятността от екстремни вълни в такава схема се оказва твърде малка. Друга забележителна хипотеза предполага възможността за фокусиране на вълновата енергия в някои структури на повърхностни течения. Тези структури обаче са твърде специфични за механизма на фокусиране на енергията, за да обяснят систематичното възникване на екстремни вълни. Най-надеждното обяснение за появата на екстремни вълни трябва да се основава на вътрешните механизми на нелинейните повърхностни вълни, без да се включват външни фактори.

Интересното е, че такива вълни могат да бъдат както гребени, така и корита, което се потвърждава от очевидци. По-нататъшните изследвания включват ефектите на нелинейността във вятърните вълни, което може да доведе до образуването на малки групи вълни (пакети) или отделни вълни (солитони), които могат да пътуват на дълги разстояния без значителни промени в тяхната структура. Подобни пакети също са многократно наблюдавани в практиката. Характерните особености на такива групи вълни, потвърждаващи тази теория, са, че те се движат независимо от други вълни и имат малка ширина (по-малко от 1 km), като височините рязко намаляват по краищата.

Все още обаче не е възможно напълно да се изясни природата на аномалните вълни.

Вълните, които сме свикнали да виждаме на повърхността на морето, се образуват главно от действието на вятъра. Въпреки това, вълните могат да възникнат и по други причини, тогава те се наричат;

Прилив, образуван под действието на приливообразуващите сили на Луната и Слънцето;

Баричен, възникващ от внезапни промени в атмосферното налягане;

Сеизмични (цунами), в резултат на земетресение или вулканични изригвания;

Корабни, произтичащи от движението на плавателния съд.

На повърхността на моретата и океаните преобладават ветровите вълни. Приливните, сеизмичните, баричните и корабните вълни не оказват съществено влияние върху навигацията на корабите в открития океан, така че няма да се спираме на тяхното описание. Ветровите вълни са един от основните хидрометеорологични фактори, които определят безопасността и икономическата ефективност на корабоплаването, тъй като вълна, нахлувайки в кораб, пада върху него, люлее се, удря се встрани, наводнява палубите и надстройките и намалява скоростта. Накланянето създава опасни преобръщания, затруднява определянето на позицията на плавателния съд и силно изтощава екипажа. В допълнение към загубата на скорост, вълната кара кораба да се отклони и да се отклони от даден курс, а за поддържането му е необходимо постоянно преместване на руля.

Ветровите вълни са процесът на образуване, развитие и разпространение на вълни, предизвикани от вятъра, върху морската повърхност. Ветровите вълни имат две основни характеристики. Първата особеност е неравномерност: нарушение на размерите и формите на вълните. Една вълна не повтаря друга, голяма може да бъде последвана от малка, а може би дори и по-голяма; всяка отделна вълна непрекъснато променя формата си. Вълновите гребени се движат не само по посока на вятъра, но и в други посоки. Такава сложна структура на нарушената морска повърхност се обяснява с вихровия, турбулентен характер на вятъра, който образува вълните. Втората особеност на вълната е бързата изменчивост на нейните елементи във времето и пространството и също е свързана с вятъра. Размерът на вълните обаче зависи не само от скоростта на вятъра, от съществено значение са продължителността на неговото действие, площта и конфигурацията на водната повърхност. От гледна точка на практиката не е необходимо да се познават елементите на всяка отделна вълна или всяко вълново трептене. Следователно изследването на вълните в крайна сметка се свежда до идентифициране на статистически модели, които се изразяват числено чрез зависимостите между елементите на вълните и факторите, които ги определят.

3.1.1. Вълнови елементи

Общите елементи за вълните са (фиг. 25):

Връх - най-високата точка на гребена на вълната;

Подметка - най-ниската точка на хралупата на вълната;

Височина (h) - излишък от върха на вълната;

Дължината (L) е хоризонталното разстояние между върховете на два съседни гребена върху профил на вълната, начертан в общата посока на разпространение на вълната;

Период (t) - интервалът от време между преминаването на две съседни вълни през фиксирана вертикала; с други думи, това е интервалът от време, през който вълната изминава разстояние, равно на нейната дължина;

Стръмност (e) - съотношението на височината на дадена вълна към нейната дължина. Стръмността на вълната в различни точки от профила на вълната е различна. Средната стръмност на вълната се определя от съотношението:

Ориз. 25. Основни елементи на вълните.

Фронт на вълната - линия в плана на грапава повърхност, минаваща по върховете на гребена на дадена вълна, които се определят от набор от вълнови профили, начертани успоредно на общата посока на разпространение на вълната.

За навигацията от най-голямо значение са такива елементи на вълните като височина, период, дължина, стръмност и обща посока на движение на вълните. Всички те зависят от параметрите на ветровия поток (скорост и посока на вятъра), неговата дължина (ускорение) над морето и продължителността на неговото действие.

В зависимост от условията на образуване и разпространение, ветровите вълни могат да бъдат разделени на четири типа.

Вятър - система от вълни, която в момента на наблюдение е под въздействието на вятъра, с който е причинена. Посоките на разпространение на ветровите вълни и вятъра в дълбоки води обикновено съвпадат или се различават с не повече от четири точки (45°).

Ветровите вълни се характеризират с това, че наклонът им е по-стръмен от наветрения, така че върховете на хребетите обикновено се срутват, образувайки пяна или дори се откъсват от силен вятър. Когато вълните навлизат в плитки води и се приближават до брега, посоките на разпространение на вълните и вятъра могат да се различават с повече от 45°.

Набъбване - вълни, предизвикани от вятъра, разпространяващи се в зоната на образуване на вълни, след като вятърът отслаби и/или промени посоката си, или предизвикани от вятъра вълни, които идват от зона на образуване на вълни към друга област, където вятърът духа с различна скорост и/или посока . Специален случай на вълнение, което се разпространява при отсъствие на вятър, се нарича мъртво вълнение.

Смесено - вълнение в резултат на взаимодействието на ветрови вълни и набъбване.

Трансформация на ветровите вълни - промяна в структурата на ветровите вълни с промяна в дълбочината. В този случай формата на вълните се изкривява, те стават по-стръмни и по-къси, а на плитка дълбочина, която не надвишава височината на вълната, гребените на последната се преобръщат и вълните се разрушават.

По своя външен вид ветровите вълни се характеризират с различни форми.

Пулсации - първоначалната форма на развитие на ветрови вълни, възникващи под въздействието на слаб вятър; гребените на вълните с вълни приличат на люспи.

Триизмерно вълнение - набор от вълни, средната дължина на гребена на които е няколко пъти по-голяма от средната дължина на вълната.

Редовна вълна - вълна, при която формата и елементите на всички вълни са еднакви.

Тълпа - хаотично вълнение, произтичащо от взаимодействието на вълни, движещи се в различни посоки.

Вълните, които се разбиват над брегове, рифове или скали, се наричат ​​разбивачи. Вълните, които се разбиват в крайбрежната зона, се наричат ​​сърф. При стръмни брегове и пристанищни съоръжения прибоят има формата на обратен разлом.

Вълните на повърхността на морето се делят на свободни, когато силата, която ги е причинила, спира да действа и вълните се движат свободно, и принудителни, когато действието на силата, причинила образуването на вълни, не спира.

Според променливостта на вълновите елементи във времето те се разделят на устойчиви, тоест ветрови вълни, при които статистическите характеристики на вълните не се променят във времето, и развиващи се или затихващи - променящи елементите си във времето.

Според формата на вълната те се разделят на двуизмерни - набор от вълни, чиято средна дължина на гребена е многократно по-голяма от средната дължина на вълната, триизмерни - набор от вълни, средната дължина на гребена от които е няколко пъти по-голяма от дължината на вълната и единична, имаща само куполообразен гребен без подметка.

В зависимост от съотношението на дължината на вълната към дълбочината на морето, вълните се делят на къси, чиято дължина е много по-малка от дълбочината на морето, и дълги вълни, чиято дължина е по-голяма от дълбочината на морето. море.

По естеството на движението на вълновата форма те биват транслационни, при които има видимо движение на формата на вълната, и стоящи - без движение. Според това как са разположени вълните се делят на повърхностни и вътрешни. Вътрешните вълни се образуват на една или друга дълбочина на границата между водни слоеве с различна плътност.

3.1.2. Методи за изчисляване на вълнови елементи

Ротационното движение на последователни водни частици, изместени с фазов ъгъл в началния момент на движение, създава вид на транслационно движение: отделните частици се движат по затворени орбити, докато профилът на вълната се движи транслационно в посока на вятъра. Трохоидната теория на вълните даде възможност да се обоснове математически структурата на отделните вълни и да се свържат техните елементи. Получени са формули, които дават възможност да се изчислят отделните елементи на вълните

Трябва да се отбележи, че трохоидалната теория на вълните е валидна само за редовни двуизмерни вълни, които се наблюдават при свободните ветрови вълни - вълни. При триизмерни вятърни вълни орбиталните пътища на частиците не са затворени кръгови орбити, тъй като под въздействието на вятъра има хоризонтален пренос на вода върху морската повърхност в посока на разпространение на вълната.

Трохоидната теория на морските вълни не разкрива процеса на тяхното развитие и затихване, както и механизма на пренос на енергия от вятър към вълна. Междувременно решаването на точно тези въпроси е необходимо, за да се получат надеждни зависимости за изчисляване на елементите на ветровите вълни.

Следователно развитието на теорията за морските вълни следва пътя на разработване на теоретични и емпирични връзки между вятъра и вълните, като се отчита разнообразието на реалните морски ветрови вълни и нестационарността на явлението, т.е. и затихване.

Като цяло, формулите за изчисляване на елементите на вятърните вълни могат да бъдат изразени като функция на няколко променливи

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

Където W - скорост на вятъра; D - ускорение, t - продължителност на действието на вятъра; H е дълбочината на морето.

За плитки водни зони на моретата, за да изчислите височината и дължината на вълната, можете да използвате зависимостите

A = 0,0151H 0,342; z = 0.104H 0.573.

За открити зони на моретата елементите на вълните, чиято височина е 5%, и средните стойности на дължините на вълните се изчисляват според зависимостите:

H = 0,45 W 0,56 D 0,54 A,

L = 0,3lW 0,66 D 0,64 A.

Коефициент А се изчислява по формулата

В Държавния океанографски институт на базата на спектралната статистическа теория на вълните бяха получени графични съотношения между вълновите елементи и скоростта на вятъра, продължителността на неговото действие и дължината на ускорението. Тези зависимости трябва да се считат за най-надеждни, даващи приемливи резултати, въз основа на които са изградени номограми в Хидрометеорологичния център на СССР (V.S. Krasyuk) за изчисляване на височината на вълните. Номограмата (фиг. 26) е разделена на четири квадранта (I-IV) и се състои от поредица от графики, подредени в определена последователност.

В квадрант I (отчитано от долния десен ъгъл) на номограмата е дадена градусова мрежа, чието деление (хоризонтално) съответства на 1 ° меридиан на дадена географска ширина (от 70 до 20 ° N) за карти с мащаб от 1:15 000000 полярни стереографски проекции. Необходима е градусова мрежа, за да се преобразува разстоянието между изобарите n и радиуса на кривината на изобарите R, измерени на карти с различен мащаб, в мащаб 1:15 000000. В този случай ние определяме разстоянието между изобарите n и радиусът на кривината на изобарите R в меридианни градуси на дадена географска ширина. Радиусът на кривината на изобарите R е радиусът на окръжността, с която сечението на изобара, преминаващо през точката, за която се извършва изчислението или близо до нея, има най-голям контакт. Определя се с помощта на метър чрез подбор по такъв начин, че дъгата, изтеглена от намерения център, съвпада с даденото сечение на изобара. След това на градусовата мрежа нанасяме измерените стойности за дадена географска ширина, изразени в градуси на меридиана, и с решение на компас определяме радиуса на кривината на изобарите и разстоянието между изобарите, съответстващ на мащаб 1: 15 000 000.

Ориз. Фиг. 26. Номограма за изчисляване на елементите на вълните и скоростта на вятъра от карти на полето на повърхностното налягане, където изобарите са начертани на интервали от 5 mbar (a) и 8 mbar (b). 1 - зима, 2 - лято.

В квадрант IV има криви, които позволяват да се определи височината на така наречените значителни вълни (h 3H) с вероятност 12,5% по скоростта на вятъра, ускорението или продължителността на вятъра.

Ако е възможно да се използват не само данни за скоростта на вятъра, но и за ускорението и продължителността на вятъра при определяне на височината на вълните, изчислението се извършва въз основа на ускорението и продължителността на вятъра (в часове) . За да направите това, от квадрант III на номограмата спускаме перпендикуляра не към кривата на ускорението, а към кривата на продължителността на действието на вятъра (6 или 12 часа). От получените резултати (ускорение и продължителност) се взема по-малката стойност на височината на вълната.

Изчислението с помощта на предложената номограма може да се направи само за райони на "дълбоко море", тоест за райони, където дълбочината на морето е не по-малка от половината от дължината на вълната. За ускорение над 500 km или продължителност на вятъра по-голяма от 12 часа се използва зависимостта на височините на вълната от вятъра, съответстваща на океанските условия (удебелена крива в квадрант IV).

По този начин, за да се определи височината на вълните в дадена точка, е необходимо да се извършат следните операции:

А) намерете радиуса на кривината на изобара R, преминаващ през дадена точка или близо до нея (с помощта на компас чрез избор). Радиусът на кривината на изобарите се определя само в случай на циклонна кривина (в циклони и вдлъбнатини) и се изразява в градуси по меридиана;

Б) определете разликата в налягането n чрез измерване на разстоянието между съседни изобари в областта на избраната точка;

В) според намерените стойности на R и n, в зависимост от сезона, намираме скоростта на вятъра W;

D) като знаем скоростта на вятъра W и ускорението D или продължителността на вятъра (6 или 12 часа), намираме височината на значимите вълни (h 3H).

Ускорението е както следва. От всяка точка, за която се изчислява височината на вълната, се начертава линия на тока в посока срещу вятъра, докато посоката й се промени спрямо първоначалната под ъгъл от 45 ° или достигне брега или ръба на леда. Приблизително това ще бъде ускорението или пътят на вятъра, по време на който трябва да се образува (вълни, пристигащи в дадена точка.

Продължителността на вятъра се определя като времето, през което посоката на вятъра остава непроменена или се отклонява от първоначалната с не повече от ± 22,5 °.

Според номограмата на фиг. 26а може да се определи височината на вълната от картата на полето на повърхностния натиск, върху която са начертани изобарите през 5 mbar. Ако изобарите се изтеглят през 8 mbar, тогава номограмата, показана на фиг. 26 б.

Периодът и дължината на вълната могат да бъдат изчислени от данните за скоростта на вятъра и височината на вълната. Приблизително изчисляване на периода на вълната може да се направи според графиката (фиг. 27), която показва връзката между периодите и височината на ветровите вълни при различни скорости на вятъра (W). Дължината на вълната се определя от нейния период и дълбочината на морето в дадена точка според графиката (фиг. 28).

Човекът възприема много природни явления като самоочевидни. Свикнали сме с лято, есен, зима, дъжд, сняг, вълни и не мислим за причините. И все пак, защо се образуват вълни в морето? Защо се появяват вълни на повърхността на водата дори при пълно спокойствие?

Произход

Има няколко теории, обясняващи произхода на морските и океанските вълни. Те се образуват поради:

• промени в атмосферното налягане;
• приливи и отливи;
• подводни земетресения и вулканични изригвания;
• движение на кораба;
• силен вятър.

За да разберете механизма на образуване, трябва да помните, че водата се вълнува и осцилира неволно - в резултат на физическо въздействие. Камъче, лодка, докосваща го ръка привеждат течната маса в движение, създавайки вибрации с различна сила.

Характеристики

Вълните също са движението на водата по повърхността на резервоар. Те са резултат от сцеплението на въздушни частици и течност. Отначало симбиозата вода-въздух причинява вълни на повърхността на водата, а след това кара водния стълб да се движи.

Размерът, дължината и силата варират в зависимост от силата на вятъра. По време на буря мощните стълбове се издигат на 8 метра и се простират на дължина почти четвърт километър.

Понякога силата е толкова разрушителна, че пада върху крайбрежната ивица, изкоренява чадъри, душове и други плажни сгради, събаря всичко по пътя си. И това въпреки факта, че колебанията се образуват на няколко хиляди километра от брега.

Всички вълни могат да бъдат разделени на 2 категории:

• вятър;
• стоящ.

вятър

Вятърните мелници, както подсказва името, се образуват под въздействието на вятъра. Поривите му се втурват към допирателна, принуждавайки водата и я принуждавайки да се движи. Вятърът изтласква течната маса напред пред себе си, но гравитацията забавя процеса, избутвайки го назад. Движенията по повърхността, произтичащи от влиянието на две сили, наподобяват възходи и спускания. Техните върхове се наричат ​​гребени, а техните основи се наричат ​​подметки.

След като разбрахме защо вълните се образуват в морето, остава открит въпросът защо те правят осцилаторни движения нагоре и надолу? Обяснението е просто – непостоянството на вятъра. След това бързо и стремително се втурва, след което затихва. Височината на гребена, честотата на трептенията директно зависят от неговата сила и мощност. Ако скоростта на движение и силата на въздушните течения надвишават нормата, се издига буря. Друга причина е възобновяемата енергия.

Възобновима енергия

Понякога морето е напълно спокойно и се образуват вълни. Защо? Океанографите и географите приписват това явление на възобновяемата енергия. Колебанията на водата са неговият източник и начини за запазване на потенциала за дълго време.

В реалния живот изглежда така. Вятърът създава известно количество вибрации в езерото. Енергията на тези трептения ще продължи няколко часа. През това време течните образувания изминават разстояние от десетки километри и се „закачват“ в райони, където е слънчево, няма вятър, а водоемът е спокоен.

стоящ

Постоянни или самотни вълни възникват поради сътресения на дъното на океана, характерни за земетресения, вулканични изригвания, а също и поради рязка промяна в атмосферното налягане.

Това явление се нарича seiches, което се превежда от френски като "да се люлееш". Сейшовете са характерни за заливите, заливите и някои морета, представляват опасност за плажовете, постройките в крайбрежната ивица, корабите, акостирали на кея и хората на борда.

градивни и разрушителни

Формации, които преодоляват дълги разстояния и не променят формата си и не губят енергия, се удрят в брега и се разбиват. В същото време всяко напускане има различен ефект върху крайбрежната ивица. Ако мие брега, се класифицира като конструктивен.

Разрушителният прилив на водата пада със силата си върху брега, разрушавайки го, постепенно отмивайки пясъка и камъчетата от плажната ивица. В този случай природното явление се класифицира като разрушително.

Разрушението е с различна разрушителна сила. Понякога е толкова мощен, че сваля склонове, разцепва скали, разделя скали. С течение на времето дори най-твърдите скали се разрушават. Най-големият фар в Америка е построен на нос Хатерас през 1870 г. Оттогава морето се е преместило на почти 430 метра навътре, отмивайки бреговата линия и плажовете. Това е само един от десетките факти.

Цунамита са вид разрушителни водни образувания, характеризиращи се с голяма разрушителна сила. Скоростта на движението им достига 1000 км/ч. Това е по-високо от това на реактивен самолет. На дълбочина височината на гребена на цунамито е малка, но близо до брега те се забавят, но увеличават височината до 20 метра.

В 80% от случаите цунамита са резултат от подводни земетресения, в останалите 20% - вулканични изригвания и свлачища. В резултат на земетресения дъното се измества вертикално: една част от него потъва, а другата част се издига успоредно. На повърхността на резервоара се образуват флуктуации с различна сила.

Аномални убийци

Те са известни още като скитници, чудовища, аномални и по-характерни за океаните.

Още преди 30-40 години историите на моряците за аномални колебания на водата се смятаха за измислица, тъй като разказите на очевидци не се вписваха в съществуващите научни теории и изчисления. Височина от 21 метра се смяташе за граница за океански и морски вибрации.

Основната причина за образуването на вълни е вятърът, който духа над водата. Следователно големината на вълната зависи от силата и времето на нейното въздействие. Поради вятъра водните частици се издигат нагоре, понякога се откъсват от повърхността, но след известно време, под въздействието на естествената гравитация, те неизбежно падат надолу. Отдалеч може да изглежда, че вълната се движи напред, но всъщност, ако тази вълна, разбира се, не е цунами, (цунамита имат различен характер на възникване), тя само се спуска и се издига. Така, например, морска птица, кацнала на повърхността на бурно море, ще се люлее на вълните, но няма да помръдне.

Само близо до брега, където вече не е дълбоко, водата се придвижва напред, търкаляйки се на брега. Между другото, според скалата от пръскане от отделилите се капки, образуващи гребен на вълната, опитни моряци определят степента на смущение на морето, ако гребена и пяната върху него току-що са започнали да се образуват, тогава морето е 3 точки.

Какъв вид морска вълна се нарича бряг.

Вълните в морето могат да съществуват дори без вятър, това са цунамита, причинени от природни бедствия като подводни вулканични изригвания и вълна, която моряците наричат ​​бряг. Образува се в морето след силна буря, когато вятърът затихва, но поради голямата маса вода, която се е движила от вятъра и явление, наречено резонанс, вълните продължават да се люлеят. Трябва да се отбележи, че такива вълни не са много по-безопасни от буря и могат лесно да преобърнат кораб или лодка с неопитни моряци.

Вълните се създават от вятъра. Бурите създават ветрове, които засягат повърхността на водата, причинявайки вълни. Точно като вълните в чашата ви кафе след сърфиране, когато духате върху нея. Самият вятър може да се види на метеорологичните карти: това са зони с ниско налягане. Колкото по-голяма е концентрацията им, толкова по-силен ще бъде вятърът. Малките (капилярни) вълни първоначално се движат в посоката, в която духа вятърът. Колкото по-силен и по-дълго духа вятърът, толкова по-голямо е въздействието му върху повърхността на водата. С течение на времето вълните започват да се увеличават по размер. Тъй като вятърът продължава да духа и генерираните от него вълни продължават да се влияят от него, малките вълни започват да растат. Вятърът има по-голямо влияние върху тях, отколкото върху спокойна повърхност на водата. Размерът на вълната зависи от скоростта на вятъра, който я образува. Вятърът, който духа с някаква постоянна скорост, ще може да генерира вълна с определен размер. И веднага щом вълната достигне максималния си възможен размер при даден вятър, тя става „напълно оформена“. Генерираните вълни имат различни скорости и периоди на вълните. (Вижте терминологията на вълните за повече подробности.) Дългопериодните вълни пътуват по-бързо и пътуват на по-дълги разстояния от техните по-бавни събратя. Когато се отдалечават от източника на вятъра (разпространяват се), вълните образуват линии от прибои (набъбвания), които неизбежно се търкалят към брега. Вероятно вече сте запознати с понятието "вълнов набор" (wave set)! Вълните, които вече не се влияят от вятъра, който ги генерира, се наричат ​​дънни вълни (groundswell). Точно това търсят сърфистите! Какво влияе върху размера на сърфа (набъбването)?Има три основни фактора, които влияят на размера на вълните в открито море: Скорост на вятъра – колкото по-висока е тя, толкова по-голяма ще бъде вълната. Продължителността на вятъра е подобна на предишната. Fetch (извличане, "обхват на покритие") - отново, колкото по-голяма е зоната на покритие, толкова по-голяма е вълната. Щом влиянието на вятъра върху тях спре, вълните започват да губят енергията си. Те ще се движат до момента, в който издатините на морското дъно или други препятствия по пътя им (голям остров например) поемат цялата енергия. Има няколко фактора, които влияят на размера на вълната на определено място в прибоя. Между тях:Посоката на прибоя (набъбване) – ще ни позволи ли да стигнем набъбването до мястото, от което се нуждаем? Океанското дъно е вълна, движеща се от дълбините на океана към рифа, образувайки големи вълни с бъчви вътре. Плитка дълъг перваз, простиращ се към брега, ще забави вълните и те ще загубят енергията си. Приливи и отливи – някои спортове са напълно зависими от него. Научете повече в раздела за това как се появяват най-добрите вълни.