Vague(Vague, surtension, mer) - formé en raison de l'adhérence de particules de fluide et d'air; glissant sur la surface lisse de l'eau, l'air crée d'abord des ondulations, puis seulement, agissant sur ses surfaces inclinées, développe progressivement l'excitation de la masse d'eau. L'expérience a montré que les particules d'eau n'ont pas de mouvement de translation ; se déplace uniquement verticalement. Les vagues de la mer sont le mouvement de l'eau à la surface de la mer, qui se produit à intervalles réguliers.

Le point le plus haut de la vague s'appelle crête ou le sommet de la vague, et le point le plus bas - Unique. Hauteur la vague est la distance entre la crête et sa semelle, et longueur est la distance entre deux crêtes ou semelles. Le temps entre deux crêtes ou semelles s'appelle période vagues.

Les principales causes d'apparition

En moyenne, la hauteur d'une vague lors d'une tempête dans l'océan atteint 7 à 8 mètres, elle peut généralement s'étendre en longueur - jusqu'à 150 mètres et jusqu'à 250 mètres lors d'une tempête.

Dans la plupart des cas, les vagues de la mer sont formées par le vent. La force et la taille de ces vagues dépendent de la force du vent, ainsi que de sa durée et de son "accélération" - la longueur de la trajectoire le long de laquelle le vent agit sur l'eau surface. Parfois, les vagues qui se brisent sur la côte peuvent provenir de milliers de kilomètres de la côte. Mais il existe de nombreux autres facteurs dans l'apparition des vagues marines: ce sont les forces de formation des marées de la Lune, du Soleil, les fluctuations de la pression atmosphérique, les éruptions de volcans sous-marins, les tremblements de terre sous-marins et le mouvement des navires.

Les vagues observées dans d'autres espaces aquatiques peuvent être de deux types :

1) vent, créées par le vent, prenant à la cessation de l'action du vent, un caractère stable et appelées vagues régulières, ou houle ; Les vagues de vent sont créées en raison de l'effet du vent (mouvement des masses d'air) à la surface de l'eau, c'est-à-dire de l'injection. La raison des mouvements oscillatoires des vagues devient facile à comprendre si l'on remarque l'effet du même vent sur la surface d'un champ de blé. L'incohérence des flux de vent, qui créent des vagues, est clairement visible.

2) Vagues de déplacement, ou ondes stationnaires, se forment à la suite de chocs violents au fond lors de tremblements de terre ou excités, par exemple, par un changement brutal de la pression atmosphérique. Ces ondes sont aussi appelées ondes solitaires.

Contrairement aux marées, aux marées et aux courants, les vagues ne déplacent pas de masses d'eau. Les vagues arrivent, mais l'eau reste où elle est. Un bateau qui se balance sur les vagues ne flotte pas avec la vague. Il pourra se déplacer un peu sur un plan incliné, uniquement grâce à la force de gravité terrestre. Les particules d'eau de l'onde se déplacent le long des anneaux. Plus ces anneaux sont éloignés de la surface, plus ils deviennent petits et, finalement, disparaissent complètement. Étant dans un sous-marin à une profondeur de 70 à 80 mètres, vous ne ressentirez pas l'effet des vagues de la mer même pendant la plus forte tempête à la surface.

Types de vagues de la mer

Les vagues peuvent parcourir de grandes distances sans changer de forme et perdre peu ou pas d'énergie, longtemps après que le vent qui les a provoquées s'est calmé. Se brisant sur le rivage, les vagues de la mer libèrent une énorme énergie accumulée pendant le voyage. La force des vagues qui déferlent continuellement modifie la forme du rivage de différentes manières. Des vagues débordantes et roulantes lavent le rivage et sont donc appelées constructif. Les vagues qui viennent s'écraser sur la côte la détruisent peu à peu et emportent les plages qui la protègent. C'est pourquoi ils sont appelés destructeur.

Les vagues basses, larges et arrondies loin du rivage sont appelées houle. Les ondes font que les particules d'eau décrivent des cercles, des anneaux. La taille des anneaux diminue avec la profondeur. Au fur et à mesure que la vague s'approche du rivage en pente, les particules d'eau qu'elle contient décrivent des ovales de plus en plus aplatis. En approchant du rivage, les vagues de la mer ne peuvent plus fermer leurs ovales et la vague se brise. En eau peu profonde, les particules d'eau ne peuvent plus fermer leurs ovales et la vague se brise. Les caps sont formés de roches plus dures et sont détruits plus lentement que les sections voisines de la côte. Les vagues abruptes de la haute mer minent les falaises rocheuses à la base, formant des niches. Les falaises s'effondrent parfois. La terrasse lissée par les vagues est tout ce qui reste des rochers détruits par la mer. Parfois, l'eau monte le long des fissures verticales de la roche jusqu'au sommet et éclate à la surface, formant un entonnoir. La force destructrice des vagues élargit les fissures dans la roche, formant des grottes. Lorsque les vagues minent la roche de deux côtés jusqu'à ce qu'elles se rejoignent dans un espace, des arcs se forment. Lorsque le sommet de l'arc tombe dans la mer, il reste des piliers de pierre. Leurs bases sont minées et les piliers s'effondrent, formant des rochers. Les galets et le sable de la plage sont le résultat de l'érosion.

Les vagues destructrices emportent progressivement la côte et emportent le sable et les galets des plages de la mer. En faisant tomber tout le poids de leur eau et des matériaux emportés sur les pentes et les falaises, les vagues détruisent leur surface. Ils forcent l'eau et l'air dans chaque fissure, chaque crevasse, souvent avec l'énergie d'une explosion, séparant et affaiblissant progressivement les roches. Des fragments de roche détachés sont utilisés pour une destruction ultérieure. Même les rochers les plus durs sont progressivement détruits et la terre sur la côte est modifiée par l'action des vagues. Les vagues peuvent détruire le bord de mer à une vitesse incroyable. Dans le Lincolnshire, en Angleterre, l'érosion (destruction) progresse à un rythme de 2 m par an. Depuis 1870, date à laquelle le plus grand phare des États-Unis a été construit au cap Hatteras, la mer a emporté les plages à 426 m à l'intérieur des terres.

Tsunami

Tsunami Ce sont des vagues d'une énorme puissance destructrice. Ils sont causés par des séismes sous-marins ou des éruptions volcaniques et peuvent traverser les océans plus vite qu'un avion à réaction : 1000 km/h. Dans les eaux profondes, ils peuvent mesurer moins d'un mètre, mais à mesure qu'ils s'approchent du rivage, ils ralentissent leur course et atteignent 30 à 50 mètres avant de s'effondrer, d'inonder le rivage et d'emporter tout sur leur passage. 90% de tous les tsunamis enregistrés se produisent dans l'océan Pacifique.

Les raisons les plus courantes.

Environ 80 % des générations de tsunamis sont tremblements de terre sous-marins. Lors d'un tremblement de terre sous l'eau, un déplacement mutuel du fond se produit le long de la verticale : une partie du fond tombe, et une partie monte. A la surface de l'eau, des mouvements oscillatoires se produisent le long de la verticale, tentent de revenir au niveau initial - le niveau moyen de la mer - et génèrent une série de vagues. Tous les tremblements de terre sous-marins ne sont pas accompagnés d'un tsunami. Un tsunami (c'est-à-dire générant une vague de tsunami) est généralement un tremblement de terre dont la source est peu profonde. Le problème de la reconnaissance de la tsunamigénicité d'un tremblement de terre n'a pas encore été résolu et les services d'alerte sont guidés par la magnitude du tremblement de terre. Les tsunamis les plus forts sont générés dans les zones de subduction. Aussi, il faut que la poussée sous-marine entre en résonance avec les oscillations des vagues.

Glissements de terrain. Les tsunamis de ce type se produisent plus fréquemment qu'on ne l'estimait au XXe siècle (environ 7 % de tous les tsunamis). Souvent, un tremblement de terre provoque un glissement de terrain et génère également une vague. Le 9 juillet 1958, à la suite d'un tremblement de terre en Alaska, un glissement de terrain s'est produit dans la baie de Lituya. Une masse de glace et de roches terrestres s'est effondrée d'une hauteur de 1100 m. Une vague s'est formée, atteignant une hauteur de plus de 524 m sur la rive opposée de la baie. De tels cas sont assez rares et ne sont pas considérés comme un standard. Mais beaucoup plus souvent, des glissements de terrain sous-marins se produisent dans les deltas fluviaux, qui ne sont pas moins dangereux. Un tremblement de terre peut provoquer un glissement de terrain et, par exemple, en Indonésie, où la sédimentation du plateau est très importante, les tsunamis de glissement de terrain sont particulièrement dangereux, car ils se produisent régulièrement, provoquant des vagues locales d'une hauteur de plus de 20 mètres.

Éruptions volcaniques représentent environ 5 % de tous les tsunamis. Les grandes éruptions sous-marines ont le même effet que les tremblements de terre. Dans les fortes explosions volcaniques, non seulement les vagues de l'explosion, mais l'eau remplit également les cavités du matériau en éruption ou même la caldeira, entraînant une longue vague. Un exemple classique est le tsunami qui s'est formé après l'éruption du Krakatoa en 1883. D'énormes tsunamis du volcan Krakatau ont été observés dans les ports du monde entier et ont détruit un total de plus de 5 000 navires, tuant environ 36 000 personnes.

Signes d'un tsunami.

• rapide et soudain retrait d'eau du rivage sur une distance considérable et assèchement du fond. Plus la mer se retire, plus les vagues du tsunami peuvent être fortes. Les gens qui sont sur le rivage et qui ne connaissent pas danger, peuvent rester par curiosité ou pour ramasser des poissons et des coquillages. Dans ce cas, il est nécessaire de quitter la côte le plus tôt possible et de s'en éloigner au maximum - cette règle doit être suivie, par exemple, au Japon, sur la côte de l'océan Indien en Indonésie, au Kamtchatka. Dans le cas d'un télétsunami, la vague approche généralement sans que l'eau se retire.
• Tremblement de terre. L'épicentre d'un tremblement de terre se trouve généralement dans l'océan. Sur la côte, le tremblement de terre est généralement beaucoup plus faible, et souvent il n'y en a pas du tout. Dans les régions sujettes aux tsunamis, il existe une règle selon laquelle si un tremblement de terre se fait sentir, il vaut mieux s'éloigner de la côte et en même temps gravir une colline, se préparant ainsi à l'avance à l'arrivée d'une vague.
• dérive inhabituelle glace et autres objets flottants, la formation de fissures dans la banquise côtière.
• Énormes revers aux bords des glaces et des récifs immobiles, la formation de foules, de courants.

vagues meurtrières

vagues meurtrières(Vagues errantes, vagues monstres, vagues anormales - une vague anormale) - les vagues géantes qui se produisent dans l'océan, de plus de 30 mètres de haut, ont un comportement inhabituel pour les vagues marines.

Il y a encore 10 à 15 ans, les scientifiques considéraient les histoires de marins sur de gigantesques vagues meurtrières qui surgissent de nulle part et coulent des navires, juste du folklore maritime. Longtemps vagues errantesétaient considérées comme de la fiction, car elles ne correspondaient à aucun des modèles mathématiques qui existaient à l'époque pour calculer l'occurrence et leur comportement, car les vagues de plus de 21 mètres de haut dans les océans de la planète Terre ne peuvent pas exister.

L'une des premières descriptions d'une vague monstre remonte à 1826. Sa hauteur était de plus de 25 mètres et il a été remarqué dans l'océan Atlantique près du golfe de Gascogne. Personne n'a cru ce message. Et en 1840, le navigateur Dumont d'Urville se hasarda à se présenter à une réunion de la Société française de géographie et déclara qu'il avait vu de ses propres yeux une vague de 35 mètres. Les personnes présentes se moquaient de lui. apparu soudainement au milieu de l'océan, même avec une petite tempête, et leur escarpement ressemblait à de purs murs d'eau, il est devenu de plus en plus.

Preuve historique des "vagues meurtrières"

Ainsi, en 1933, l'USS Ramapo a été pris dans une tempête dans l'océan Pacifique. Pendant sept jours, le navire a été jeté sur les flots. Et le matin du 7 février, un puits d'une hauteur incroyable a soudainement surgi par derrière. Au début, le navire a été jeté dans un abîme profond, puis soulevé presque verticalement sur une montagne d'eau écumante. L'équipage, qui a eu la chance de survivre, a enregistré une hauteur de vague de 34 mètres. Elle se déplaçait à une vitesse de 23 m/s, soit 85 km/h. Jusqu'à présent, il s'agit de la vague scélérate la plus élevée jamais mesurée.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, en 1942, le paquebot Queen Mary a transporté 16 000 soldats américains de New York à la Grande-Bretagne (soit dit en passant, un record pour le nombre de personnes transportées sur un navire). Soudain, il y a eu une vague de 28 mètres. "Le pont supérieur était à sa hauteur habituelle, et tout à coup - une fois ! - il est tombé brusquement", se souvient le Dr Norval Carter, qui était à bord du navire malheureux. Le navire s'est incliné à un angle de 53 degrés - si l'angle avait été supérieur d'au moins trois degrés, la mort aurait été inévitable. L'histoire de "Queen Mary" a constitué la base du film hollywoodien "Poséidon".

Cependant, le 1er janvier 1995, une vague de 25,6 mètres de haut, appelée vague Dropner, a été enregistrée pour la première fois sur la plate-forme pétrolière Dropner en mer du Nord au large de la Norvège. Le projet "Maximum Wave" a permis de jeter un nouveau regard sur les causes de la mort des cargos secs qui transportaient des conteneurs et d'autres marchandises importantes. Des recherches plus poussées ont enregistré plus de 10 vagues géantes uniques autour du globe en trois semaines, dont la hauteur dépassait 20 mètres. Le nouveau projet s'appelait Wave Atlas (Atlas des vagues), qui prévoit la compilation d'une carte du monde des vagues monstres observées et son traitement et son ajout ultérieurs.

causes

Il existe plusieurs hypothèses sur les causes des vagues extrêmes. Beaucoup d'entre eux manquent de bon sens. Les explications les plus simples reposent sur l'analyse d'une simple superposition d'ondes de longueurs différentes. Les estimations montrent cependant que la probabilité de vagues extrêmes dans un tel schéma s'avère trop faible. Une autre hypothèse intéressante suggère la possibilité d'une focalisation de l'énergie des vagues dans certaines structures de courants de surface. Ces structures sont cependant trop spécifiques pour que le mécanisme de focalisation d'énergie puisse expliquer l'apparition systématique d'ondes extrêmes. L'explication la plus fiable de l'apparition d'ondes extrêmes devrait être basée sur les mécanismes internes des ondes de surface non linéaires sans impliquer de facteurs externes.

Fait intéressant, ces vagues peuvent être à la fois des crêtes et des creux, ce qui est confirmé par des témoins oculaires. D'autres recherches portent sur les effets de la non-linéarité des vagues de vent, qui peuvent conduire à la formation de petits groupes de vagues (paquets) ou de vagues individuelles (solitons) qui peuvent parcourir de longues distances sans modification significative de leur structure. Des packages similaires ont également été observés à plusieurs reprises dans la pratique. Les traits caractéristiques de tels groupes de vagues, confirmant cette théorie, sont qu'ils se déplacent indépendamment des autres vagues et ont une faible largeur (moins de 1 km), avec des hauteurs qui chutent fortement sur les bords.

Cependant, il n'a pas encore été possible d'élucider complètement la nature des ondes anormales.

Les vagues que nous avons l'habitude de voir à la surface de la mer se forment principalement sous l'action du vent. Cependant, les vagues peuvent également se produire pour d'autres raisons, alors elles sont appelées ;

Marée, formée sous l'action des forces de formation des marées de la Lune et du Soleil ;

Baric, résultant de changements soudains de la pression atmosphérique;

Sismique (tsunami), résultant d'un tremblement de terre ou d'éruptions volcaniques ;

Embarqué, résultant du mouvement du navire.

Les vagues de vent sont prédominantes à la surface des mers et des océans. Les ondes de marée, sismiques, de pression et de navire n'ont pas d'effet significatif sur la navigation des navires en haute mer, nous ne nous attarderons donc pas sur leur description. Les vagues de vent sont l'un des principaux facteurs hydrométéorologiques qui déterminent la sécurité et l'efficacité économique de la navigation, car une vague, heurtant un navire, tombe dessus, se balance, heurte le côté, inonde les ponts et les superstructures et réduit la vitesse. Le tangage crée des roulis dangereux, rend difficile la détermination de la position du navire et épuise fortement l'équipage. En plus de la perte de vitesse, la vague fait embarder le navire et s'éloigner d'un cap donné, et un déplacement constant du gouvernail est nécessaire pour le maintenir.

Les vagues de vent sont le processus de formation, de développement et de propagation des vagues induites par le vent à la surface de la mer. Les vagues de vent ont deux caractéristiques principales. La première caractéristique est l'irrégularité : le désordre des tailles et des formes des vagues. Une vague n'en répète pas une autre, une grande peut être suivie d'une petite, et peut-être même d'une plus grande ; chaque onde individuelle change continuellement de forme. Les crêtes des vagues se déplacent non seulement dans la direction du vent, mais aussi dans d'autres directions. Une telle structure complexe de la surface de la mer perturbée s'explique par la nature tourbillonnante et turbulente du vent qui forme les vagues. La deuxième caractéristique de la vague est la variabilité rapide de ses éléments dans le temps et dans l'espace et est également associée au vent. Cependant, la taille des vagues ne dépend pas seulement de la vitesse du vent, la durée de son action, la superficie et la configuration de la surface de l'eau sont essentielles. Du point de vue de la pratique, il n'est pas nécessaire de connaître les éléments de chaque onde individuelle ou de chaque oscillation d'onde. Par conséquent, l'étude des vagues se réduit finalement à l'identification de modèles statistiques, qui sont numériquement exprimés par les dépendances entre les éléments des vagues et les facteurs qui les déterminent.

3.1.1. Éléments de vague

Les éléments communs aux vagues sont (Fig. 25):

Top - le point le plus élevé de la crête de la vague ;

Sole - le point le plus bas du creux de la vague;

Hauteur (h) - dépassement du sommet de la vague;

La longueur (L) est la distance horizontale entre les sommets de deux crêtes adjacentes sur un profil de vague tracé dans la direction générale de propagation des vagues ;

Période (t) - l'intervalle de temps entre le passage de deux sommets de vagues adjacents à travers une verticale fixe ; autrement dit, c'est l'intervalle de temps pendant lequel l'onde parcourt une distance égale à sa longueur ;

Inclinaison (e) - le rapport entre la hauteur d'une vague donnée et sa longueur. La pente de la vague à différents points du profil de la vague est différente. La pente moyenne de la vague est déterminée par le rapport :

Riz. 25. Éléments de base des vagues.

Front d'onde - une ligne sur le plan d'une surface rugueuse, passant le long des sommets de la crête d'une vague donnée, qui sont déterminés par un ensemble de profils d'onde tracés parallèlement à la direction générale de propagation des ondes.

Pour la navigation, des éléments tels que la hauteur, la période, la longueur, l'inclinaison et la direction générale du mouvement des vagues sont de la plus haute importance. Tous dépendent des paramètres du flux de vent (vitesse et direction du vent), de sa longueur (accélération) sur la mer et de la durée de son action.

Selon les conditions de formation et de propagation, les ondes de vent peuvent être divisées en quatre types.

Vent - un système de vagues, qui est au moment de l'observation sous l'influence du vent avec lequel il est causé. Les directions de propagation des ondes de vent et du vent en eau profonde coïncident généralement ou ne diffèrent pas de plus de quatre points (45°).

Les vagues de vent se caractérisent par le fait que leur pente sous le vent est plus raide que celle au vent, de sorte que les sommets des crêtes s'effondrent généralement, formant de la mousse, ou même se brisent par un vent fort. Lorsque les vagues pénètrent dans les eaux peu profondes et s'approchent du rivage, les directions de propagation des vagues et du vent peuvent différer de plus de 45°.

Houle - vagues induites par le vent se propageant dans une zone de formation de vagues après que le vent s'affaiblit et/ou change de direction, ou vagues induites par le vent qui viennent d'une région de formation de vagues vers une autre zone où le vent souffle avec une vitesse et/ou une direction différente . Un cas particulier de houle qui se propage en l'absence de vent est appelé houle morte.

Mixte - excitation résultant de l'interaction des vagues de vent et de la houle.

Transformation des vagues de vent - un changement dans la structure des vagues de vent avec un changement de profondeur. Dans ce cas, la forme des vagues est déformée, elles deviennent plus raides et plus courtes, et à une faible profondeur ne dépassant pas la hauteur de la vague, les crêtes de cette dernière se renversent et les vagues sont détruites.

Dans leur apparence, les vagues de vent se caractérisent par différentes formes.

Ondulations - la forme initiale de développement des vagues de vent, survenant sous l'influence d'un vent faible; les crêtes des vagues avec des ondulations ressemblent à des écailles.

Excitation tridimensionnelle - un ensemble d'ondes dont la longueur moyenne de la crête est plusieurs fois supérieure à la longueur d'onde moyenne.

Vague régulière - vague dans laquelle la forme et les éléments de toutes les vagues sont les mêmes.

Foule - excitation chaotique résultant de l'interaction des vagues qui courent dans des directions différentes.

Les vagues déferlant sur les berges, les récifs ou les rochers sont appelées déferlantes. Les vagues qui se brisent dans la zone côtière sont appelées surf. Sur les côtes escarpées et dans les installations portuaires, le ressac a la forme d'une faille inverse.

Les vagues à la surface de la mer sont divisées en libres, lorsque la force qui les a provoquées cesse d'agir et que les vagues se déplacent librement, et forcées, lorsque l'action de la force qui a provoqué la formation des vagues ne s'arrête pas.

Selon la variabilité des éléments de vague dans le temps, ils sont divisés en vagues stables, c'est-à-dire de vent, dans lesquelles les caractéristiques statistiques des vagues ne changent pas dans le temps, et en développement ou en amortissement - en changeant leurs éléments dans le temps.

Selon la forme d'onde, ils sont divisés en deux dimensions - un ensemble d'ondes dont la longueur moyenne de la crête est plusieurs fois supérieure à la longueur d'onde moyenne, en trois dimensions - un ensemble d'ondes, la longueur moyenne de la crête dont est plusieurs fois supérieure à la longueur d'onde, et solitaire, n'ayant qu'une crête en forme de dôme sans semelle.

En fonction du rapport de la longueur d'onde à la profondeur de la mer, les ondes sont divisées en ondes courtes, dont la longueur est bien inférieure à la profondeur de la mer, et en ondes longues, dont la longueur est supérieure à la profondeur de la mer.

De par la nature du mouvement de la forme d'onde, ils sont translationnels, dans lesquels il y a un mouvement visible de la forme d'onde, et debout - sans mouvement. Selon la localisation des ondes, elles sont divisées en surface et interne. Les ondes internes se forment à telle ou telle profondeur à l'interface entre des couches d'eau de densité différente.

3.1.2. Méthodes de calcul des éléments d'onde

Le mouvement de rotation des particules d'eau successives décalées d'un angle de phase au moment initial du mouvement crée l'apparence d'un mouvement de translation : les particules individuelles se déplacent sur des orbites fermées, tandis que le profil d'onde se déplace en translation dans la direction du vent. La théorie trochoïdale des ondes a permis de justifier mathématiquement la structure des ondes individuelles et d'interconnecter leurs éléments. Des formules ont été obtenues qui permettent de calculer les éléments individuels des vagues

Il est à noter que la théorie trochoïdale des vagues n'est valable que pour les vagues bidimensionnelles régulières, qui sont observées dans le cas des vagues de vent libre - houle. Avec les ondes de vent tridimensionnelles, les trajectoires orbitales des particules ne sont pas des orbites circulaires fermées, car sous l'influence du vent, il y a un transfert horizontal d'eau à la surface de la mer dans le sens de la propagation des ondes.

La théorie trochoïdale des vagues marines ne révèle pas le processus de leur développement et de leur atténuation, ainsi que le mécanisme de transfert d'énergie du vent à la vague. En attendant, la solution de ces problèmes précis est nécessaire afin d'obtenir des dépendances fiables pour le calcul des éléments des vagues de vent.

Par conséquent, le développement de la théorie des vagues marines a suivi la voie du développement de relations théoriques et empiriques entre le vent et les vagues, en tenant compte de la diversité des vagues réelles de vent marin et de la non-stationnarité du phénomène, c'est-à-dire en tenant compte de leur développement. et atténuation.

De manière générale, les formules de calcul des éléments des vagues de vent peuvent être exprimées en fonction de plusieurs variables

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

Où W - vitesse du vent; D - accélération, t - durée de l'action du vent ; H est la profondeur de la mer.

Pour les zones d'eau peu profonde des mers, pour calculer la hauteur et la longueur d'onde, vous pouvez utiliser les dépendances

A \u003d 0,0151H 0,342; z = 0,104H 0,573 .

Pour les zones ouvertes des mers, les éléments de vagues, dont la couverture en hauteur est de 5%, et les valeurs moyennes des longueurs d'onde sont calculés en fonction des dépendances:

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

L \u003d 0,3lW 0,66 D 0,64 A.

Le coefficient A est calculé par la formule

À l'Institut océanographique d'État, sur la base de la théorie statistique spectrale des vagues, des relations graphiques ont été obtenues entre les éléments des vagues et la vitesse du vent, la durée de son action et la longueur de l'accélération. Ces dépendances doivent être considérées comme les plus fiables, donnant des résultats acceptables, sur la base desquels des nomogrammes ont été construits au Centre hydrométéorologique de l'URSS (V.S. Krasyuk) pour calculer la hauteur des vagues. Le nomogramme (Fig. 26) est divisé en quatre quadrants (I-IV) et consiste en une série de graphiques disposés dans une certaine séquence.

Dans le quadrant I (compté à partir du coin inférieur droit) du nomogramme, une grille de degrés est donnée, dont chaque division (horizontalement) correspond à 1 ° méridien à une latitude donnée (de 70 à 20 ° N) pour les cartes d'une échelle de projections stéréographiques polaires au 1:15 000000. Une grille de degrés est nécessaire pour convertir la distance entre les isobares n et le rayon de courbure des isobares R, mesuré sur des cartes d'une échelle différente, à une échelle de 1:15 000000. Dans ce cas, nous déterminons la distance entre les isobares n et le rayon de courbure des isobares R en degrés méridiens à une latitude donnée. Le rayon de courbure des isobares R est le rayon du Cercle avec lequel la section de l'isobare passant par le point pour lequel le calcul est effectué ou à proximité de celui-ci a le plus grand contact. Il est déterminé à l'aide d'un mètre par sélection de manière à ce que l'arc tiré du centre trouvé coïncide avec la section donnée de l'isobare. Ensuite, sur la grille des degrés, nous traçons les valeurs mesurées à une latitude donnée, exprimées en degrés du méridien, et avec une solution de boussole nous déterminons le rayon de courbure des isobares et la distance entre les isobares, correspondant à une échelle de 1 : 15 000 000.

Riz. Fig. 26. Nomogramme pour le calcul des éléments des vagues et de la vitesse du vent à partir des cartes du champ de pression de surface, où les isobares sont tracées à des intervalles de 5 mbar (a) et 8 mbar (b). 1 - hiver, 2 - été.

Dans le quadrant IV se trouvent des courbes qui permettent de déterminer la hauteur des vagues dites significatives (h 3H) avec une probabilité de 12,5% en fonction de la vitesse du vent, de l'accélération ou de la durée du vent.

S'il est possible d'utiliser non seulement des données sur la vitesse du vent, mais également sur l'accélération et la durée du vent lors de la détermination de la hauteur des vagues, le calcul est effectué sur la base de l'accélération et de la durée du vent (en heures) . Pour cela, à partir du quadrant III du nomogramme, on abaisse la perpendiculaire non pas à la courbe d'accélération, mais à la courbe de durée de l'action du vent (6 ou 12 heures). A partir des résultats obtenus (accélération et durée), on prend la plus petite valeur de la hauteur de vague.

Le calcul à l'aide du nomogramme proposé ne peut être effectué que pour les zones de la "mer profonde", c'est-à-dire pour les zones où la profondeur de la mer n'est pas inférieure à la moitié de la longueur d'onde. Pour une accélération supérieure à 500 km ou une durée de vent supérieure à 12 h, on utilise la dépendance de la hauteur des vagues au vent correspondant aux conditions océaniques (courbe épaissie dans le quadrant IV).

Ainsi, pour déterminer la hauteur des vagues en un point donné, il faut effectuer les opérations suivantes :

A) trouver le rayon de courbure de l'isobare R passant par un point donné ou à proximité (à l'aide d'un compas par sélection). Le rayon de courbure des isobares est déterminé uniquement dans le cas de la courbure cyclonique (dans les cyclones et les creux) et est exprimé en degrés méridiens ;

B) déterminer la différence de pression n en mesurant la distance entre les isobares adjacentes dans la zone du point sélectionné ;

C) selon les valeurs trouvées de R et n, selon la saison, on trouve la vitesse du vent W ;

D) connaissant la vitesse du vent W et l'accélération D ou la durée du vent (6 ou 12 heures), on trouve la hauteur des vagues significatives (h 3H).

L'accélération est la suivante. A partir de chaque point pour lequel la hauteur des vagues est calculée, une ligne de courant est tracée dans la direction contre le vent jusqu'à ce que sa direction change par rapport à la première d'un angle de 45° ou atteigne la côte ou la lisière des glaces. Approximativement, ce sera l'accélération ou la trajectoire du vent, au cours de laquelle devrait se former (des vagues arrivant à un point donné.

La durée de l'action du vent est définie comme le temps pendant lequel la direction du vent est inchangée ou s'écarte de l'original d'au plus ± 22,5 °.

Selon le nomogramme de la Fig. 26a, on peut déterminer la hauteur des vagues à partir de la carte du champ de pression de surface, sur laquelle sont tracées les isobares passant par 5 mbar. Si les isobares passent par 8 mbar, le nomogramme illustré à la fig. 26 b.

La période et la longueur d'onde peuvent être calculées à partir des données sur la vitesse du vent et la hauteur des vagues. Un calcul approximatif de la période des vagues peut être effectué selon le graphique (Fig. 27), qui montre la relation entre les périodes et la hauteur des vagues de vent à différentes vitesses de vent (W). La longueur d'onde est déterminée par sa période et la profondeur de la mer en un point donné selon le graphique (Fig. 28).

L'homme perçoit de nombreux phénomènes naturels comme allant de soi. Nous sommes habitués à l'été, l'automne, l'hiver, la pluie, la neige, les vagues et ne pensons pas aux raisons. Et pourtant, pourquoi des vagues se forment-elles dans la mer ? Pourquoi des ondulations apparaissent-elles à la surface de l'eau même dans un calme absolu ?

Origine

Il existe plusieurs théories expliquant l'origine des vagues de la mer et de l'océan. Ils sont formés en raison de:

• changements de pression atmosphérique;
• flux et reflux;
• tremblements de terre sous-marins et éruptions volcaniques ;
• mouvements de navires ;
• vent fort.

Pour comprendre le mécanisme de formation, il faut se rappeler que l'eau est agitée et oscille involontairement - à la suite d'un impact physique. Un caillou, un bateau, une main qui le touche mettent en mouvement la masse liquide, créant des vibrations de différentes intensités.

Les caractéristiques

Les vagues sont aussi le mouvement de l'eau à la surface d'un réservoir. Ils sont le résultat de l'adhésion de particules d'air et de liquide. Dans un premier temps, la symbiose eau-air provoque des ondulations à la surface de l'eau, puis fait bouger la colonne d'eau.

La taille, la longueur et la force varient en fonction de la force du vent. Lors d'une tempête, de puissants piliers s'élèvent à 8 mètres et s'étirent en longueur sur près d'un quart de kilomètre.

Parfois, la force est si destructrice qu'elle s'abat sur la bande côtière, déracine parasols, douches et autres bâtiments de plage, démolit tout sur son passage. Et cela malgré le fait que des fluctuations se forment à plusieurs milliers de kilomètres de la côte.

Toutes les vagues peuvent être divisées en 2 catégories :

• vent;
• debout.

vent

Les moulins à vent, comme leur nom l'indique, se forment sous l'influence du vent. Ses rafales se précipitent à une tangente, forçant l'eau et la forçant à se déplacer. Le vent pousse la masse liquide devant lui, mais la gravité ralentit le processus, la repoussant. Les mouvements à la surface, résultant de l'influence de deux forces, ressemblent à des hauts et des bas. Leurs sommets sont appelés crêtes et leurs bases sont appelées semelles.

Après avoir découvert pourquoi les vagues se forment sur la mer, la question reste ouverte de savoir pourquoi elles font des mouvements oscillatoires de haut en bas ? L'explication est simple - l'inconstance du vent. Il plonge alors rapidement et impétueusement, puis s'apaise. La hauteur de la crête, la fréquence des oscillations dépendent directement de sa force et de sa puissance. Si la vitesse de déplacement et la force des courants d'air dépassent la norme, une tempête se lève. Une autre raison est l'énergie renouvelable.

Énergie renouvelable

Parfois, la mer est complètement calme et les vagues se forment. Pourquoi? Les océanographes et les géographes attribuent ce phénomène aux énergies renouvelables. Les fluctuations de l'eau en sont la source et les moyens de conserver longtemps le potentiel.

Dans la vraie vie, ça ressemble à ça. Le vent crée une certaine quantité de vibrations dans l'étang. L'énergie de ces oscillations durera plusieurs heures. Pendant ce temps, les formations liquides parcourent une distance de plusieurs dizaines de kilomètres et « s'amarrent » dans des zones où il fait soleil, où il n'y a pas de vent et où le réservoir est calme.

debout

Les ondes stationnaires ou solitaires se produisent en raison de chocs sur le fond de l'océan, caractéristiques des tremblements de terre, des éruptions volcaniques, et également en raison d'un changement brusque de la pression atmosphérique.

Ce phénomène s'appelle seiches, qui se traduit du français par "balancer". Les seiches sont typiques des baies, des golfes et de certaines mers ; elles représentent un danger pour les plages, les structures de la bande côtière, les navires amarrés à quai et les personnes à bord.

constructif et destructeur

Les formations qui surmontent de longues distances et ne changent pas de forme et ne perdent pas d'énergie, frappent la côte et se cassent. Dans le même temps, chaque run-up a un effet différent sur la bande côtière. S'il lave le rivage, il est classé comme constructif.

La vague destructrice de l'eau tombe avec sa puissance sur la côte, la détruisant, emportant progressivement le sable et les cailloux de la bande de plage. Dans ce cas, le phénomène naturel est qualifié de destructeur.

La destruction a un pouvoir destructeur différent. Parfois, il est si puissant qu'il dévale les pentes, fend les falaises, sépare les rochers. Au fil du temps, même les roches les plus dures sont détruites. Le plus grand phare d'Amérique a été construit au cap Hatteras en 1870. Depuis lors, la mer s'est déplacée de près de 430 mètres à l'intérieur des terres, emportant le littoral et les plages. Ce n'est qu'un fait parmi des dizaines.

Les tsunamis sont un type de formations aquatiques destructrices caractérisées par une grande puissance destructrice. La vitesse de leur déplacement atteint 1000 km/h. C'est plus élevé que celui d'un avion à réaction. En profondeur, la hauteur de la crête du tsunami est faible, mais près de la côte, elle ralentit, mais augmente la hauteur à 20 mètres.

Dans 80% des cas, les tsunamis sont le résultat de tremblements de terre sous-marins, dans les 20% restants - des éruptions volcaniques et des glissements de terrain. À la suite de tremblements de terre, le fond se déplace verticalement: une partie s'enfonce et l'autre monte parallèlement. Des fluctuations de force différente se forment à la surface du réservoir.

Assassins anormaux

Ils sont également connus comme vagabonds, monstres, anormaux et plus caractéristiques des océans.

Il y a encore 30 à 40 ans, les histoires de marins sur les fluctuations anormales de l'eau étaient considérées comme de la fiction, car les récits de témoins oculaires ne correspondaient pas aux théories et aux calculs scientifiques existants. Une hauteur de 21 mètres était considérée comme la limite des vibrations océaniques et marines.

La principale raison de la formation des vagues est le vent qui souffle sur l'eau. Par conséquent, la magnitude de la vague dépend de la force et du moment de son impact. En raison du vent, les particules d'eau montent, se détachent parfois de la surface, mais après un certain temps, sous l'influence de la gravité naturelle, elles tombent inévitablement. De loin, il peut sembler que la vague avance, mais en fait, si cette vague, bien sûr, n'est pas un tsunami (les tsunamis ont une nature différente), elle ne fait que descendre et monter. Ainsi, par exemple, un oiseau de mer qui a atterri à la surface d'une mer agitée se balancera sur les vagues, mais ne bougera pas.

Seulement près du rivage, là où il n'y a plus de profondeur, l'eau avance, roulant sur le rivage. Soit dit en passant, selon le pétoncle de pulvérisation de gouttes détachées formant une crête sur une vague, des marins expérimentés déterminent le degré de perturbation de la mer, si la crête et l'écume viennent de commencer à se former, alors la mer est de 3 points.

Quel genre de vague de mer s'appelle une côte.

Des vagues sur la mer peuvent exister même sans vent, ce sont des tsunamis causés par des catastrophes naturelles comme des éruptions volcaniques sous-marines, et une vague que les marins appellent une côte. Il se forme en mer après une forte tempête, lorsque le vent s'est calmé, mais en raison de la grande masse d'eau mise en mouvement par le vent et d'un phénomène appelé résonance, les vagues continuent de se balancer. Il convient de noter que de telles vagues ne sont pas beaucoup plus sûres qu'une tempête et peuvent facilement faire chavirer un navire ou un bateau avec des marins inexpérimentés.

Les vagues sont créées par le vent. Les tempêtes créent des vents qui affectent la surface de l'eau, provoquant des ondulations, tout comme les ondulations dans votre tasse de café après avoir surfé lorsque vous soufflez dessus. Le vent lui-même est visible sur les cartes météo : ce sont les zones de basse pression. Plus leur concentration est grande, plus le vent sera fort. Les petites vagues (capillaires) se déplacent initialement dans la direction du vent. Plus le vent souffle fort et longtemps, plus son effet sur la surface de l'eau est important. Au fil du temps, les vagues commencent à grossir. Alors que le vent continue de souffler et que les vagues qu'il génère continuent d'en être affectées, de petites vagues commencent à se développer. Le vent a plus d'effet sur eux que sur une surface calme de l'eau. La taille d'une vague dépend de la vitesse du vent qui la forme. Le vent soufflant à une vitesse constante pourra générer une vague d'une certaine taille. Et dès que la vague atteint sa taille maximale possible avec un vent donné, elle devient « complètement formée ». Les ondes générées ont des vitesses et des périodes d'ondes différentes. (Voir la terminologie des vagues pour plus de détails.) Les vagues de longue période se déplacent plus rapidement et parcourent de plus longues distances que leurs homologues plus lentes. En s'éloignant de la source du vent (propagation), les vagues forment des lignes de vagues (houles) qui roulent inévitablement sur le rivage. Vous connaissez probablement déjà la notion de "wave set" (wave set) ! Les vagues qui ne sont plus affectées par le vent qui les a générées sont appelées vagues de fond (lame de fond). C'est exactement ce que recherchent les surfeurs ! Qu'est-ce qui affecte la taille du surf (houle) ? Trois facteurs principaux affectent la taille des vagues en haute mer : La vitesse du vent - plus elle est élevée, plus la vague sera grande. La durée du vent est similaire à la précédente. Fetch (fetch, "zone de couverture") - encore une fois, plus la zone de couverture est grande, plus la vague est grande. Dès que l'influence du vent sur elles s'arrête, les vagues commencent à perdre leur énergie. Ils se déplaceront jusqu'à ce que les saillies du fond marin, ou d'autres obstacles sur leur chemin (une grande île par exemple) absorbent toute l'énergie. Plusieurs facteurs affectent la taille d'une vague à un endroit particulier du surf. Parmi eux: La direction du surf (houle) - nous permettra-t-elle d'amener la houle à l'endroit dont nous avons besoin ? Le fond de l'océan est une houle se déplaçant des profondeurs de l'océan vers le récif, formant de grosses vagues avec des tonneaux à l'intérieur. Une longue corniche peu profonde s'étendant vers le rivage ralentira les vagues et elles perdront leur énergie. Marées - certains sports en dépendent complètement. En savoir plus dans la section sur la façon dont les meilleures vagues apparaissent.