Valovanje(val, val, morje) - nastane zaradi adhezije delcev tekočine in zraka; Ko drsi po gladki gladini vode, zrak sprva ustvarja valovanje in šele nato, deluje na svoje nagnjene površine, postopoma razvije vznemirjenost vodne mase. Izkušnje so pokazale, da vodni delci nimajo gibanja naprej; premika le navpično. Morski valovi so gibanje vode na morski gladini, ki se pojavlja v določenih intervalih.

Najvišja točka vala se imenuje glavnik ali vrh vala, najnižja točka pa je podplat. Višina vala je razdalja od grebena do njegovega vznožja in dolžina to je razdalja med dvema grebenoma ali podplatoma. Čas med dvema vrhovoma ali koritoma se imenuje obdobje valovi.

Glavni vzroki

V povprečju višina vala med nevihto v oceanu doseže 7-8 metrov, običajno se lahko razteza v dolžino - do 150 metrov in do 250 metrov med nevihto.

V večini primerov so morski valovi odvisni od moči vetra, njegovega trajanja in "pospeška" - dolžine poti, po kateri veter deluje na vodo. površino. Včasih lahko valovi, ki udarijo ob obalo, izvirajo tisoče kilometrov od obale. Obstaja pa še veliko drugih dejavnikov pri nastanku morskih valov: to so plimske sile Lune in Sonca, nihanje atmosferskega tlaka, izbruhi podvodnih vulkanov, podvodni potresi in gibanje morskih plovil.

Valovi, opaženi v drugih vodnih telesih, so lahko dveh vrst:

1) Veter ki jih ustvari veter, ki po prenehanju delovanja vetra postanejo ustaljeni in se imenujejo vzpostavljeni valovi ali valovi; Vetrovni valovi nastanejo zaradi delovanja vetra (gibanja zračnih mas) na površino vode, to je vbrizgavanja. Razlog za nihajna gibanja valov postane lahko razumljiv, če opazite učinek istega vetra na površini pšeničnega polja. Jasno je vidna nestalnost vetrnih tokov, ki ustvarjajo valove.

2) Valovi gibanja, ali stoječi valovi, nastanejo kot posledica močnih tresljajev na dnu med potresi ali vzbujenih, na primer, zaradi močne spremembe atmosferskega tlaka. Te valove imenujemo tudi enojni valovi.

Za razliko od plimovanja in tokov valovi ne premikajo vodnih mas. Valovi se premikajo, voda pa ostaja na mestu. Čoln, ki se ziblje na valovih, ne odplava z valovi. Po nagnjenem pobočju se bo lahko rahlo premikala le zaradi sile zemeljske gravitacije. Delci vode se valovito premikajo po obročih. Dlje kot so ti obroči od površine, manjši postajajo in na koncu popolnoma izginejo. Ko ste v podmornici na globini 70-80 metrov, ne boste občutili učinka morskih valov niti med najhujšo nevihto na površini.

Vrste morskih valov

Valovi lahko prepotujejo ogromne razdalje, ne da bi spremenili obliko in skoraj brez izgube energije, še dolgo po tem, ko veter, ki jih je povzročil, poneha. Morski valovi, ki se razbijejo ob obalo, sprostijo ogromno energije, ki se je nabrala med potovanjem. Sila nenehno lomljivih valov spreminja obliko obale na različne načine. Širječi in valoviti valovi naplavljajo obalo in se zato imenujejo konstruktiven. Valovi, ki butajo ob obalo, jo postopoma uničujejo in odplavljajo plaže, ki jo varujejo. Zato se imenujejo uničujoče.

Nizki, široki, zaobljeni valovi stran od obale se imenujejo valovi. Zaradi valov vodni delci opisujejo kroge in obroče. Velikost kolobarjev se zmanjšuje z globino. Ko se val približuje nagnjeni obali, vodni delci v njem opisujejo vse bolj sploščene ovale. Ko se približajo obali, morski valovi ne morejo več zapreti svojih ovalov in val se zlomi. V plitvi vodi vodni delci ne morejo več zapreti svojih ovalov in val se zlomi. Rti so oblikovani iz trših kamnin in erodirajo počasneje kot sosednji deli obale. Strmi, visoki morski valovi spodkopavajo skalnate pečine ob vznožju in ustvarjajo niše. Pečine se včasih podirajo. Z valovi zglajena terasa je vse, kar je ostalo od skal, ki jih je uničilo morje. Včasih se voda po navpičnih razpokah v skali dvigne do vrha in izbruhne na površje ter oblikuje lijak. Uničujoča sila valov razširi razpoke v skali in nastanejo jame. Ko valovi obrabijo skalo na obeh straneh, dokler se ne srečajo na prelomu, nastanejo loki. Ko vrh loka pade v morje, ostanejo kamniti stebri. Njihovi temelji so spodkopani, stebri pa se zrušijo in nastanejo balvani. Prodniki in pesek na plaži so posledica erozije.

Uničujoči valovi postopoma razjedajo obalo in odnašajo pesek in kamenčke z morskih plaž. Valovi z vso težo svoje vode in odplaknjenega materiala na pobočja in pečine uničijo njihovo površino. V vsako razpoko, vsako razpoko stisnejo vodo in zrak, pogosto z eksplozivno energijo, ki postopoma ločujejo in oslabijo skale. Odlomljene kamenine se uporabijo za nadaljnje uničevanje. Tudi najtrše kamnine se postopoma uničijo, kopno na obali pa se pod vplivom valov spreminja. Valovi lahko uničijo morsko obalo z neverjetno hitrostjo. V Lincolnshiru v Angliji erozija (uničenje) napreduje s hitrostjo 2 m na leto. Od leta 1870, ko so na rtu Hatteras zgradili največji svetilnik v ZDA, je morje odplaknilo plaže 426 m v notranjost.

cunami

cunami To so valovi ogromne uničujoče moči. Povzročijo jih podvodni potresi ali vulkanski izbruhi in lahko prečkajo oceane hitreje kot reaktivno letalo: 1000 km/h. V globokih vodah so lahko manjše od enega metra, vendar se, ko se približajo obali, upočasnijo in zrastejo do 30-50 metrov, preden se zrušijo, poplavijo obalo in pometejo vse na svoji poti. 90 % vseh zabeleženih cunamijev se je zgodilo v Tihem oceanu.

Najpogostejši razlogi.

Približno 80 % primerov nastanka cunamija je podvodni potresi. Pri potresu pod vodo pride do medsebojnega navpičnega premika dna: del dna potone, del pa se dvigne. Na vodni površini se nihajna gibanja dogajajo navpično in se vrnejo na prvotno raven - povprečno gladino morja - in ustvarijo vrsto valov. Vsakega podvodnega potresa ne spremlja cunami. Cunamigenski (to je ustvarjanje valov cunamija) je običajno potres s plitvim izvorom. Problem prepoznavanja cunamigenosti potresa še ni rešen, službe za opozarjanje pa se osredotočajo na magnitudo potresa. Najmočnejši cunamiji nastanejo v subdukcijskih conah. Prav tako je potrebno, da podvodni sunek resonira z nihanji valov.

Zemeljski plazovi. Tovrstni cunamiji se pojavljajo pogosteje, kot so ocenjevali v 20. stoletju (približno 7 % vseh cunamijev). Pogosto potres povzroči zemeljski plaz in povzroči tudi val. 9. julija 1958 je potres na Aljaski povzročil zemeljski plaz v zalivu Lituya. Gmota ledu in zemeljskih kamnov se je zrušila z višine 1100 m. Na nasprotni obali zaliva je nastal val, ki je dosegel višino več kot 524 m. Takšni primeri so precej redki in ne veljajo za standardne . Toda podvodni plazovi se veliko pogosteje pojavljajo v deltah rek, ki niso nič manj nevarne. Potres lahko povzroči zemeljski plaz in na primer v Indoneziji, kjer je šelfna sedimentacija zelo velika, so še posebej nevarni plazoviti cunamiji, ki se redno pojavljajo in povzročajo lokalne valove, visoke več kot 20 metrov.

Vulkanski izbruhi predstavljajo približno 5 % vseh cunamijev. Veliki podvodni izbruhi imajo enak učinek kot potresi. Pri velikih vulkanskih eksplozijah iz eksplozije ne nastanejo samo valovi, ampak voda napolni tudi votline izbruhanega materiala ali celo kaldero, kar povzroči dolg val. Klasičen primer je cunami, ki ga je povzročil izbruh Krakatoe leta 1883. Ogromni cunamiji iz vulkana Krakatoa so bili opaženi v pristaniščih po vsem svetu in so skupno uničili več kot 5.000 ladij in ubili približno 36.000 ljudi.

Znaki cunamija.

• Nenadoma hitro umik vode z obale na precejšnjo razdaljo in sušenje dna. Bolj kot se morje umika, višji so lahko valovi cunamija. Ljudje, ki so na obali in ne vedo za nevarnosti, lahko ostanejo iz radovednosti ali zaradi nabiranja rib in školjk. V tem primeru je treba čim prej zapustiti obalo in se odmakniti čim dlje od nje - tega pravila je treba upoštevati, ko ste na primer na Japonskem, na obali Indonezije v Indijskem oceanu ali Kamčatki. V primeru telecunamija se val običajno približa, ne da bi se voda umaknila.
• Potres. Žarišče potresa je običajno v oceanu. Na obali je potres običajno precej šibkejši, pogosto pa potresa sploh ni. V območjih s cunamijem velja pravilo, da se je bolje, če se čuti potres, oddaljiti od obale in se hkrati povzpeti na hrib ter se tako vnaprej pripraviti na prihod vala.
• Nenavaden drift led in drugi plavajoči predmeti, nastajanje razpok v mrtvem ledu.
• Ogromne povratne napake na robovih mirujočega ledu in grebenov nastajanje množic in tokov.

prevarantski valovi

prevarantski valovi(Roaming waves, monster waves, freak waves - anomalous waves) - velikanski valovi, ki nastanejo v oceanu, visoki več kot 30 metrov, se obnašajo nenavadno za morske valove.

Še pred 10-15 leti so znanstveniki menili, da so zgodbe mornarjev o velikanskih morilskih valovih, ki se pojavijo od nikoder in potopijo ladje, zgolj pomorska folklora. Za dolgo časa tavajoči valovi so veljali za fikcijo, saj niso ustrezali nobenemu takrat obstoječemu matematičnemu modelu za izračun nastanka in njihovega obnašanja, saj valovi z višino več kot 21 metrov ne morejo obstajati v oceanih planeta Zemlje.

Eden prvih opisov pošastnega vala sega v leto 1826. Njegova višina je bila več kot 25 metrov, opazili pa so ga v Atlantskem oceanu v bližini Biskajskega zaliva. Nihče ni verjel temu sporočilu. In leta 1840 je navigator Dumont d'Urville tvegal, da se je pojavil na srečanju Francoskega geografskega društva in izjavil, da je na lastne oči videl 35-metrski val. Prisotni so se mu smejali ki so se nenadoma pojavile sredi oceana, tudi ob majhni nevihti, njihova strmina pa je bila podobna strmim vodnim stenam, postajala je vse večja.

Zgodovinski dokazi o prevarantskih valovih

Tako je leta 1933 ladjo ameriške mornarice Ramapo ujela nevihta v Tihem oceanu. Sedem dni so ladjo premetavali valovi. In 7. februarja zjutraj je od zadaj nenadoma priplazil jašek neverjetne višine. Ladjo je najprej vrglo v globoko brezno, nato pa dvignilo skoraj navpično na goro peneče se vode. Posadka, ki je imela srečo, da je preživela, je zabeležila višino valov 34 metrov. Gibal se je s hitrostjo 23 m/s oziroma 85 km/h. Do zdaj velja, da je to najvišji prevarantski val, ki so ga kdaj izmerili.

Med drugo svetovno vojno, leta 1942, je ladja Queen Mary prepeljala 16 tisoč ameriških vojakov iz New Yorka v Združeno kraljestvo (mimogrede, rekord glede števila ljudi, prepeljanih na eni ladji). Nenadoma se je pojavil 28-metrski val. »Zgornja paluba je bila na običajni višini in nenadoma - nenadoma - se je nenadoma spustila,« se je spominjal dr. Norval Carter, ki je bil na krovu nesrečne ladje. Ladja se je nagnila pod kotom 53 stopinj – če bi bil kot še tri stopinje večji, bi bila smrt neizogibna. Zgodba o "Queen Mary" je bila osnova hollywoodskega filma "Poseidon".

Vendar so 1. januarja 1995 na naftni ploščadi Dropner v Severnem morju ob obali Norveške instrumenti prvič zabeležili val z višino 25,6 metra, imenovan Dropnerjev val. Projekt Maximum Wave nam je omogočil nov pogled na vzroke smrti suhotovornih ladij, ki so prevažale kontejnerje in drug pomemben tovor. Nadaljnje raziskave so v treh tednih po vsem svetu zabeležile več kot 10 posameznih velikanskih valov, katerih višina je presegala 20 metrov. Nov projekt se imenuje Wave Atlas, ki predvideva sestavo svetovnega zemljevida opazovanih pošastnih valov ter njegovo kasnejšo obdelavo in dodajanje.

Vzroki

Obstaja več hipotez o vzrokih za ekstremne valove. Mnogi od njih nimajo zdrave pameti. Najenostavnejše razlage temeljijo na analizi preproste superpozicije valov različnih dolžin. Ocene pa kažejo, da je verjetnost ekstremnih valov v takšni shemi premajhna. Druga omembe vredna hipoteza nakazuje možnost fokusiranja valovne energije v nekaterih strukturah površinskega toka. Te strukture pa so preveč specifične, da bi mehanizem za fokusiranje energije lahko pojasnil sistematično pojavljanje ekstremnih valov. Najbolj zanesljiva razlaga za pojav ekstremnih valov bi morala temeljiti na notranjih mehanizmih nelinearnih površinskih valov brez vključevanja zunanjih dejavnikov.

Zanimivo je, da so takšni valovi lahko tako grebeni kot globeli, kar potrjujejo očividci. Nadaljnje raziskave vključujejo učinke nelinearnosti v vetrnih valovih, ki lahko privedejo do oblikovanja majhnih skupin valov (paketov) ali posameznih valov (solitonov), ki lahko potujejo na velike razdalje, ne da bi bistveno spremenili svojo strukturo. Takšni paketi so bili tudi v praksi večkrat opaženi. Značilnosti takih skupin valov, ki potrjujejo to teorijo, so, da se gibljejo neodvisno od drugih valov in imajo majhno širino (manj kot 1 km), višine pa se na robovih močno zmanjšajo.

Vendar še ni bilo mogoče popolnoma razjasniti narave nenormalnih valov.

Valovi, ki smo jih vajeni videti na gladini morja, nastanejo predvsem pod vplivom vetra. Lahko pa nastanejo valovi tudi iz drugih razlogov, takrat se imenujejo;

Plimovanje, nastalo pod vplivom plimskih sil Lune in Sonca;

Barični tlak, ki se pojavi ob nenadnih spremembah atmosferskega tlaka;

Seizmični (cunami), ki nastane kot posledica potresa ali vulkanskega izbruha;

Težave z ladjo, ki nastanejo, ko se ladja premika.

Na gladini morij in oceanov prevladujejo vetrovni valovi. Plimski, seizmični, tlačni in ladijski valovi nimajo bistvenega vpliva na plovbo ladij v odprtem oceanu, zato se na njihovem opisu ne bomo zadrževali. Vetrovni valovi so eden glavnih hidrometeoroloških dejavnikov, ki določajo varnost in ekonomsko učinkovitost plovbe, saj val, ki se zaleti na ladjo, jo zadene, zaziba, udari v bok, poplavi palube in nadgradnje ter zmanjša hitrost. Gibanje ustvarja nevarne nagibe, otežuje določanje položaja plovila in močno izčrpava posadko. Poleg izgube hitrosti valovi povzročajo zavijanje plovila in odstopanje od zastavljene smeri, za njeno vzdrževanje pa je potrebno stalno premikanje krmila.

Vetrovni valovi so proces nastajanja, razvoja in širjenja valov, ki jih povzroča veter na morski gladini. Vetrovni valovi imajo dve glavni značilnosti. Prva značilnost je nepravilnost: nered v velikostih in oblikah valov. En val ne ponavlja drugega; velikemu lahko sledi majhen ali morda še večji; Vsak posamezen val nenehno spreminja svojo obliko. Grebeni valov se ne premikajo le v smeri vetra, ampak tudi v druge smeri. Tako zapleteno strukturo razburkane morske gladine pojasnjujejo z vrtinčasto, turbulentno naravo vetra, ki tvori valove. Druga lastnost valovanja je hitra spremenljivost njegovih elementov v času in prostoru in je prav tako povezana z vetrom. Vendar pa velikost valov ni odvisna samo od hitrosti vetra, pomembna sta tudi površina in konfiguracija vodne površine. S praktičnega vidika ni potrebe po poznavanju elementov vsakega posameznega vala ali vsake valovne vibracije. Zato se preučevanje valov na koncu zmanjša na prepoznavanje statističnih vzorcev, ki so numerično izraženi z odvisnostmi med valovnimi elementi in dejavniki, ki jih določajo.

3.1.1. Valoviti elementi

Skupni elementi za valove so (slika 25):

Apex - najvišja točka grebena vala;

Dno je najnižja točka valovnice;

Višina (h) - preseganje vrha vala;

Dolžina (L) je vodoravna razdalja med vrhoma dveh sosednjih grebenov na profilu valov, narisanem v splošni smeri širjenja valov;

Perioda (t) - časovni interval med prehodom dveh sosednjih vrhov valov skozi fiksno navpičnico; z drugimi besedami, to je časovno obdobje, v katerem val prepotuje razdaljo, ki je enaka njegovi dolžini;

Naklon (e) je razmerje med višino danega vala in njegovo dolžino. Strmina vala na različnih točkah profila valov je različna. Povprečna strmina valov je določena z razmerjem:

riž. 25. Osnovni elementi valov.

Valovna fronta je črta na tlorisu hrapave površine, ki poteka vzdolž oglišč grebena danega vala, ki jih določa niz valovnih profilov, narisanih vzporedno s splošno smerjo širjenja valov.

Za navigacijo so najpomembnejši valovni elementi, kot so višina, perioda, dolžina, strmina in splošna smer gibanja valov. Vsi so odvisni od parametrov vetrnega toka (hitrosti in smeri vetra), njegove dolžine (pospeška) nad morjem in trajanja njegovega delovanja.

Glede na pogoje nastanka in širjenja lahko vetrne valove razdelimo na štiri vrste.

Veter - sistem valov, ki je v trenutku opazovanja pod vplivom vetra, ki ga povzroča. Smeri širjenja vetrovnih valov in vetra v globoki vodi običajno sovpadajo ali se razlikujejo za največ štiri točke (45°).

Za vetrovne valove je značilno, da je njihov zavetrni naklon bolj strm kot privetrni, zato se vrhovi grebenov običajno zrušijo in tvorijo peno ali pa jih močan veter celo odtrga. Ko valovi vstopijo v plitvo vodo in se približajo obali, se lahko smeri širjenja valov in vetra razlikujejo za več kot 45°.

Nabrekanje - valovi, povzročeni z vetrom, ki se širijo v območju tvorjenja valov, potem ko veter oslabi in/ali spremeni svojo smer, ali valovi, povzročeni z vetrom, ki pridejo iz območja tvorjenja valov na drugo območje, kjer veter piha z drugačno hitrostjo. in/ali drugo smer. Poseben primer valovanja, ki se širi v odsotnosti vetra, imenujemo mrtvi val.

Mešani - valovi, ki nastanejo kot posledica interakcije vetrnih valov in valov.

Transformacija vetrnih valov - spremembe v strukturi vetrnih valov s spremembami globine. V tem primeru se oblika valov popači, postanejo strmejši in krajši, na majhni globini, ki ne presega višine vala, se grebeni slednjih prevrnejo in valovi se uničijo.

Za vetrovne valove so po videzu značilne različne oblike.

Valovanje je začetna oblika razvoja vetrnega vala, ki nastane pod vplivom šibkega vetra; Vrhovi valov so podobni luskam, ko valovijo.

Tridimenzionalni valovi so niz valov, katerih povprečna dolžina vrha je nekajkrat večja od povprečne valovne dolžine.

Pravilni valovi so valovi, pri katerih so oblika in elementi vseh valov enaki.

Množica je kaotična motnja, ki nastane kot posledica interakcije valov, ki potujejo v različnih smereh.

Valovi, ki se lomijo čez bregove, grebene ali skale, imenujemo lomilci. Valovi, ki udarjajo v obalno območje, se imenujejo surf. Ob strmih obalah in v bližini pristaniških objektov ima surfanje obliko povratnega valovanja.

Valovanje na gladini morja delimo na proste, ko sila, ki jih je povzročila, preneha delovati in se valovi prosto gibljejo, in prisilne, ko sila, ki je povzročila nastanek valov, ne preneha.

Glede na spremenljivost valovnih elementov skozi čas jih delimo na ustaljene valove, t.j. vetrovne valove, pri katerih se statistične značilnosti valov s časom ne spreminjajo, in razvijajoče se ali slabše valove, ki s časom spreminjajo svoje elemente.

Glede na obliko delimo valove na dvodimenzionalne - niz valov, katerih povprečna dolžina vrha je večkrat večja od povprečne valovne dolžine, tridimenzionalne - niz valov, katerih povprečna dolžina vrha je nekajkrat večja od valovne dolžine. , in samoten, ki ima samo kupolast greben brez podplata.

Glede na razmerje med valovno dolžino in globino morja delimo valove na kratke, katerih dolžina je bistveno manjša od globine morja, in dolge, katerih dolžina je večja od globine morja.

Glede na naravo gibanja valovne oblike so lahko translacijske, pri katerih je vidno gibanje valovne oblike, in stoječe - brez gibanja. Glede na to, kako se valovi nahajajo, jih delimo na površinske in notranje. Notranji valovi se oblikujejo na eni ali drugi globini na meji med plastmi vode različnih gostot.

3.1.2. Metode za izračun valovnih elementov

Rotacijsko gibanje zaporedno lociranih vodnih delcev, zamaknjenih za fazni kot v začetnem trenutku gibanja, ustvarja videz translacijskega gibanja: posamezni delci se gibljejo po sklenjenih orbitah, valovni profil pa se giblje translacijsko v smeri vetra. Teorija trohoidnega valovanja je omogočila matematično utemeljitev strukture posameznih valov in medsebojno povezavo njihovih elementov. Pridobljene so bile formule, ki so omogočile izračun posameznih valovnih elementov

Opozoriti je treba, da teorija trohoidnega valovanja velja samo za pravilna dvodimenzionalna valovanja, ki jih opazimo v primeru valovanja prostega vetra – swell. Pri tridimenzionalnem vetrovnem valovanju orbitalne poti delcev niso sklenjene krožne orbite, saj pod vplivom vetra pride do horizontalnega prenosa vode na morski gladini v smeri širjenja valov.

Trohoidna teorija morskih valov ne razkriva procesa njihovega razvoja in slabljenja, pa tudi mehanizma prenosa energije od vetra do vala. Medtem je rešitev teh vprašanj potrebna za pridobitev zanesljivih odvisnosti za izračun elementov vetrovnih valov.

Zato je razvoj teorije valovanja morja šel po poti razvijanja teoretičnih in empiričnih povezav med vetrom in valovi ob upoštevanju raznolikosti realnega morskega valovanja in nestacionarnosti pojava, tj. njihov razvoj in oslabitev.

Na splošno lahko formule za izračun elementov vetrovnih valov izrazimo kot funkcijo več spremenljivk

H, t, L, C=f(W , D t, H),

kjer je W hitrost vetra; D - pospešek, t - trajanje delovanja vetra; H - globina morja.

Za plitva morska območja lahko odvisnosti uporabimo za izračun višine in dolžine valov

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

Za območja odprtega morja se elementi valov, katerih verjetnost višine je 5 %, in povprečne valovne dolžine izračunajo po odvisnostih:

H = 0,45 Š 0,56 D 0,54 A,

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

Koeficient A se izračuna po formuli

Na Državnem oceanografskem inštitutu so na osnovi spektralne statistične teorije valov pridobili grafične povezave med valovnimi elementi in hitrostjo vetra, trajanjem njegovega delovanja in dolžino pospeška. Te odvisnosti je treba šteti za najbolj zanesljive, ki dajejo sprejemljive rezultate, na podlagi katerih so bili izdelani nomogrami za izračun višine valov v Hidrometeorološkem centru ZSSR (V.S. Krasyuk). Nomogram (slika 26) je razdeljen na štiri kvadrante (I-IV) in je sestavljen iz serije grafov, ki so razvrščeni v določenem zaporedju.

V kvadrantu I (šteto od spodnjega desnega kota) nomograma je podana stopinjska mreža, katere vsaka delitev (vodoravno) ustreza 1° poldnevnika na dani zemljepisni širini (od 70 do 20° S) za zemljevide na merilo 1:15 000000 polarnih stereografskih projekcij. Stopinjska mreža je potrebna za pretvorbo razdalje med izobarami n in polmerom ukrivljenosti izobar R, izmerjenih na kartah drugega merila, v merilo 1:15 000000. V tem primeru določimo razdaljo med izobare n in polmer ukrivljenosti izobare R v meridianskih stopinjah na določeni zemljepisni širini. Polmer ukrivljenosti izobar R je polmer kroga, s katerim ima odsek izobare, ki poteka skozi točko, za katero se izvaja izračun, ali blizu nje, največji stik. Določimo ga z merilnikom tako, da ga izberemo tako, da lok, narisan iz najdenega središča, sovpada z danim odsekom izobare. Nato na stopinjsko mrežo narišemo izmerjene vrednosti na določeni zemljepisni širini, izražene v stopinjah poldnevnika, in s kompasom določimo polmer ukrivljenosti izobar in razdaljo med izobarami, ki ustreza lestvici od 1:15.000.000.

riž. 26. Nomogram za izračun valovnih elementov in hitrosti vetra iz kart polja površinskega tlaka, kjer so izobare vrisane v intervalih 5 mbar (a) in 8 mbar (b). 1 - zima, 2 - poletje.

V kvadrantu IV so krivulje, ki omogočajo določitev višine tako imenovanih značilnih valov (h 3H), ki imajo glede na hitrost vetra, pospešek ali trajanje delovanja vetra verjetnost 12,5%.

Če je mogoče pri določanju višine valov uporabiti ne le podatke o hitrosti vetra, temveč tudi o pospešku in trajanju vetra, se izračun izvede s pomočjo pospeška in trajanja vetra (v urah). Da bi to naredili, iz kvadranta III nomograma spustimo navpičnico ne na krivuljo pospeška, temveč na krivuljo trajanja vetra (6 ali 12 ur). Iz dobljenih rezultatov (v smislu pospeška in trajanja) se vzame manjša vrednost višine valov.

Izračun z uporabo predlaganega nomograma se lahko izvede samo za območja "globokega morja", to je za območja, kjer globina morja ni manjša od polovice valovne dolžine. Ko pospešek preseže 500 km ali trajanje vetra preseže 12 ur, se uporabi odvisnost višine valov od vetra, ki ustreza oceanskim razmeram (odebeljena krivulja v kvadrantu IV).

Tako je za določitev višine valov na dani točki potrebno izvesti naslednje operacije:

A) poiščite polmer ukrivljenosti izobare R, ki poteka skozi dano točko ali blizu nje (z uporabo kompasa z izbiro). Polmer ukrivljenosti izobar je določen le pri ciklonski ukrivljenosti (v ciklonih in kotlinah) in je izražen v meridianskih stopinjah;

B) določite tlačno razliko n z merjenjem razdalje med sosednjimi izobarami na območju izbrane točke;

C) z uporabo ugotovljenih vrednosti R in n, odvisno od letnega časa, najdemo hitrost vetra W;

D) ob poznavanju hitrosti vetra W in pospeška D ali trajanja vetra (6 ali 12 ur) ugotovimo višino pomembnih valov (h 3H).

Pospešek se ugotovi na naslednji način. Od vsake točke, za katero se izračuna višina valov, se vleče črta toka v smeri proti vetru, dokler se njena smer glede na začetno ne spremeni za kot 45° ali doseže obalo ali rob ledu. Približno to bo pospešek oziroma pot vetra, po kateri naj bi se oblikovali valovi, ki bodo prispeli na dano točko.

Trajanje delovanja vetra je definirano kot čas, v katerem smer vetra ostane nespremenjena ali odstopa od prvotne za največ ±22,5°.

Glede na nomogram na sl. 26a lahko višino valov določite iz zemljevida polja površinskega tlaka, na katerem so izobare vrisane skozi 5 mbar. Če so izobare potegnjene skozi 8 mbar, potem nomogram, prikazan na sl. 26 b.

Obdobje in dolžino valov je mogoče izračunati iz podatkov o hitrosti vetra in višini valov. Približen izračun periode valovanja lahko naredimo z grafom (slika 27), ki prikazuje razmerje med periodami in višino vetrovnih valov pri različnih hitrostih vetra (W). Valovna dolžina je določena z njegovo periodo in globino morja na dani točki glede na graf (slika 28).

Številne naravne pojave ljudje jemljemo za samoumevne. Navajeni smo poletja, jeseni, zime, dežja, snega, valov in ne razmišljamo o razlogih. In vendar, zakaj nastanejo valovi v morju? Zakaj se na gladini vode pojavijo valovi tudi v popolnem miru?

Izvor

Obstaja več teorij, ki pojasnjujejo nastanek morskih in oceanskih valov. Nastanejo zaradi:

• spremembe atmosferskega tlaka;
• oseke in oseke;
• podvodni potresi in vulkanski izbruhi;
• premiki ladij;
• močan veter.

Da bi razumeli mehanizem nastanka, se morate spomniti, da je voda vznemirjena in vibrira prisilno - kot posledica fizičnega vpliva. Kamenček, čoln ali roka, ki se jih dotakne, sprožijo tekočo maso in ustvarijo tresljaje različnih moči.

Značilnosti

Valovi so tudi gibanje vode na površini rezervoarja. Nastanejo zaradi adhezije delcev zraka in tekočine. Sprva vodno-zračna simbioza povzroči valovanje na gladini vode, nato pa povzroči premikanje vodnega stebra.

Velikost, dolžina in moč se razlikujejo glede na moč vetra. Med nevihto se močni stebri dvignejo 8 metrov in se raztezajo skoraj četrt kilometra v dolžino.

Včasih je sila tako uničujoča, da zadene obalni pas, izruva senčnike, tuše in druge objekte na plaži ter poruši vse, kar se ji znajde na poti. In to kljub dejstvu, da se nihanja oblikujejo več tisoč kilometrov od obale.

Vse valove lahko razdelimo v 2 kategoriji:

• veter;
• stoji.

Veter

Vetrne, kot že ime pove, nastanejo pod vplivom vetra. Njegovi sunki segajo tangencialno, črpajo vodo in jo silijo v premikanje. Veter potiska tekočo maso naprej pred seboj, vendar gravitacija upočasni proces in jo potisne nazaj. Premiki na površini, ki so posledica vpliva dveh sil, spominjajo na vzpone in spuste. Njihovi vrhovi se imenujejo grebeni, njihove baze pa podplati.

Ko smo ugotovili, zakaj na morju nastanejo valovi, ostaja odprto vprašanje: zakaj delajo nihajna gibanja navzgor in navzdol? Razlaga je preprosta - spremenljivost vetra. Hitro in sunkovito prileti, nato pa potihne. Višina grebena in frekvenca nihanj sta neposredno odvisna od njegove moči in moči. Če hitrost gibanja in moč zračnih tokov presegata normo, nastane nevihta. Drugi razlog je obnovljiva energija.

Obnovljiva energija

Včasih je morje popolnoma mirno, vendar nastanejo valovi. Zakaj? Oceanografi in geografi ta pojav pripisujejo obnovljivi energiji. Vibracije vode so njen vir in načini za ohranjanje potenciala za dolgo časa.

V življenju je to videti nekako takole. Veter ustvarja določeno količino tresljajev v vodnem telesu. Energija teh vibracij traja več ur. V tem času tekoče tvorbe pokrivajo razdalje več deset kilometrov in se "privezujejo" na območjih, kjer je sončno, brez vetra in je vodno telo mirno.

stoji

Stoječi ali enojni valovi nastanejo zaradi tresljajev na oceanskem dnu, značilnih za potrese, vulkanske izbruhe, pa tudi zaradi ostre spremembe atmosferskega tlaka.

Ta pojav se imenuje seiche, kar v prevodu iz francoščine pomeni "zanihati". Seiši so značilni za zalive, zalive in nekatera morja, predstavljajo nevarnost za plaže, objekte v obalnem pasu, ladje, privezane ob pomolu, in ljudi na krovu.

Konstruktivno in destruktivno

Formacije, ki potujejo na velike razdalje, ne da bi spremenile obliko ali izgubile energijo, udarijo ob obalo in se zlomijo. Poleg tega ima vsak val drugačen učinek na obalni pas. Če naplavi obalo, je razvrščen kot konstruktiven.

Uničujoči val vode z vso močjo udari po obali, jo uniči, postopoma izpira pesek in kamenčke z obalnega pasu. V tem primeru je naravni pojav razvrščen kot uničujoč.

Uničenje ima različne uničujoče moči. Včasih je tako močna, da podira pobočja, cepi pečine in ločuje skale. Sčasoma tudi najtrše kamnine erodirajo. Največji ameriški svetilnik je bil zgrajen na rtu Hatteras leta 1870. Od takrat se je morje pomaknilo skoraj 430 metrov v obalo in splavilo obalni pas in plaže. To je samo eno od desetin dejstev.

Cunami je vrsta uničujočih vodnih formacij, za katere je značilna velika uničevalna moč. Njihova hitrost doseže do 1000 km/h. To je višje kot pri reaktivnem letalu. V globini je višina grebena cunamija majhna, vendar se ob obali upočasnijo, vendar se višina poveča na 20 metrov.

V 80% primerov so cunamiji posledica podvodnih potresov, v preostalih 20% - vulkanskih izbruhov in zemeljskih plazov. Zaradi potresov se dno premakne navpično: en del se spusti, drugi del pa vzporedno dvigne. Na površini rezervoarja nastajajo tresljaji različnih jakosti.

Nenormalni morilci

Znani so tudi kot potepuhi, pošasti, nenavadni in bolj pogosti v oceanih.

Še pred 30-40 leti so zgodbe mornarjev o nenavadnih nihanjih vode veljale za bajke, ker se pričevanja očividcev niso ujemala z obstoječimi znanstvenimi teorijami in izračuni. Višina 21 metrov je veljala za mejo oceanskih in morskih nihanj.

Glavni razlog za nastanek valov je veter, ki piha nad vodo. Zato je velikost vala odvisna od moči in časa njegovega udara. Zaradi vetra se delci vode dvignejo navzgor, včasih se odtrgajo od površine, čez nekaj časa pa pod vplivom naravne gravitacije neizogibno padejo navzdol. Od daleč se morda zdi, da se val premika naprej, v resnici pa, če ta val seveda ni cunami (cunami ima drugačno naravo pojavljanja), le pada in se dviga. Tako se bo na primer morska ptica, ki je pristala na gladini razburkanega morja, zibala na valovih, vendar se ne bo premaknila s svojega mesta.

Šele ob obali, kjer ni več globoko, se voda pomakne naprej in se vali na obalo. Mimogrede, izkušeni jadralci določijo stopnjo razburkanosti morja tako, da pogledajo greben iz razpršenih kapljic, ki tvorijo greben na valu; če sta se greben in pena na njem šele začela oblikovati, je stanje morja 3 točke.

Kakšen morski val se imenuje val?

Valovi na morju lahko obstajajo tudi brez vetra; to so cunamiji, ki jih povzročajo naravne katastrofe, kot so podvodni vulkanski izbruhi, in val, ki ga mornarji imenujejo nalet. Nastane na morju po močni nevihti, ko veter pojenja, a zaradi velike vodne mase, ki jo veter požene, in pojava, ki mu rečemo resonanca, valovi še naprej nihajo. Treba je opozoriti, da takšni valovi niso veliko varnejši od nevihte in lahko zlahka prevrnejo ladjo ali čoln z neizkušenimi mornarji.

Valove ustvarja veter. Nevihte ustvarjajo vetrove, ki vplivajo na površino vode, kar povzroči valovanje, tako kot valovanje v skodelici kave po deskanju, ko pihate nanjo. Sam veter je viden na zemljevidih ​​vremenske napovedi: to so območja nizkega zračnega tlaka. Večja kot je njihova koncentracija, močnejši bo veter. Majhni (kapilarni) valovi se sprva gibljejo v smeri, v katero piha veter. Močnejši in dlje ko piha veter, večji je njegov vpliv na vodno gladino. Sčasoma se valovi začnejo povečevati. Ker veter še naprej piha in še naprej vpliva na valove, ki jih ustvarja, začnejo majhni valovi rasti. Veter ima nanje večji vpliv kot na mirno vodno gladino. Velikost vala je odvisna od hitrosti vetra, ki ga tvori. Veter, ki piha z določeno konstantno hitrostjo, bo lahko ustvaril val določene velikosti. In takoj ko val doseže največjo možno velikost za dani veter, postane "popolnoma oblikovan". Ustvarjeni valovi imajo različne hitrosti in valovne periode. (Za več podrobnosti glejte razdelek o valovni terminologiji.) Dolgi valovi potujejo hitreje in prepotujejo daljše razdalje kot njihovi počasnejši dvojniki. Ko se valovi odmikajo od vira vetra (širjenje), oblikujejo valove valov (swells), ki se neizogibno valijo na obalo. Verjetno ste že seznanjeni s konceptom "wave set"! Valovi, na katere veter, ki jih je ustvaril, ne vpliva več, se imenujejo podtalnice. Točno to iščejo deskarji! Kaj vpliva na velikost valovanja (swell)? Na velikost valov na odprtem morju vplivajo trije glavni dejavniki: Hitrost vetra – večja kot je, večji bo val. Trajanje vetra je podobno prejšnjemu. Fetch (fetch, "območje pokritosti") - spet, večje kot je območje pokritosti, večji je val. Takoj ko veter neha vplivati ​​nanje, začnejo valovi izgubljati svojo energijo. Premikali se bodo, dokler izbokline morskega dna ali druge ovire na njihovi poti (na primer velik otok) ne prevzamejo vse energije. Na velikost valov na določeni lokaciji deskanja vpliva več dejavnikov. Med njimi: Smer valovanja (swell) - bo omogočila valovanju do mesta, ki ga potrebujemo? Oceansko dno - val, ki se premika iz globin oceana do grebena, tvori velike valove s sodi v notranjosti. Plitva, dolga polica, ki sega proti obali, bo upočasnila valove in ti bodo izgubili svojo energijo. Plimovanje – nekateri športi so popolnoma odvisni od tega. Izvedite več v razdelku o tem, kako so videti najboljši valovi