Да поговорим за вълните на Черно море. Честото повтаряне на силни ветрове, значителният размер на морето, големите дълбочини и леко насеченото крайбрежие допринасят за развитието на вълните. Най-високите височини на вълните в Черно море са 14 метра. Дължината на такива вълни е 200 метра. На подстъпите към Сочи максималната височина на вълната е 6 метра, дължина 120 метра.
Можете да оцените вълнението не само по вълнови елементи (височина, дължина, период), но и по степен.
Степента на възбуда се оценява с помощта на специална скала. Така например в тази скала 1 точка - височината на вълната не надвишава 25 сантиметра, 2 точки - височина на вълната 25-75 сантиметра, 3 точки - 0,75-1,25 метра, 4 точки - 1,25-2 метра. Скалата има общо 9 точки. Можете да опишете състоянието на морската повърхност по време на вятърни вълни: 1 точка - появата на вълни по време на пориви на вятъра, 2 точки - прозрачна стъклена пяна се появява на гребените на вълните, 3 точки - отделни бели „агнета“ се появяват на гребени на вълните, 4 точки - цялото море е покрито с "агнета" и др.
Скалата за сила на вятъра (където точките съответстват на метри в секунда) има 12 точки. Силата на бурята се определя от силата на вятъра. Следователно изразът „буря 10 точки“ ще бъде правилен, но изразът „буря 10 точки“ ще бъде неправилен. В Черно море честотата на силно вълнение е ниска. През най-бурната година вълни от 6-9 бала не се наблюдават повече от 17 дни.
Отличителна черта на черноморските вълни е тяхната „стабилност“. Това е така нареченото вълнение, което има по-дълъг период на трептене от вятърната вълна. Вълните са вълни, наблюдавани при слаб или без вятър („мъртво вълнение“). Произходът на тези вълни обаче е свързан с активността на вятъра. Вълните, образувани в зоната на бурята, която се намира в този момент в западната част на Черно море, могат да стигнат до кавказкото крайбрежие на морето. На кавказкото крайбрежие ветровете могат да бъдат слаби, а вълните - големи. Това ще бъде подуването. Наличието на подуване се свързва с концепцията за „деветата вълна“, която отдавна съществува сред нашите моряци, позната на мнозина от картината на Айвазовски. Не може да се каже, че идеята за девета вълна е била напълно безосновна. Факт е, че набъбващите вълни по правило се движат на групи, като най-големите вълни са в центъра на групата, а по-малките вълни са по краищата. Някоя вълна от дадена група може наистина да е много по-голяма от останалите, но тя ще бъде третата, петата или деветата и от коя вълна да започне броенето не се знае. Така че изобщо не трябва да мислите, че деветата вълна е най-ужасната. Между другото, сред древните гърци всеки трети вал се смяташе за най-опасен, а сред римляните - всеки десети.
Моряците понасят подуването по-лесно от азовските или каспийските вятърни вълни - „неравности“ с период от 3-5 секунди. Валенето обаче има неприятната особеност, че предизвиква силен прибой близо до брега. Вълната, почти незабележима в морето поради леката си стръмност, се удря в брега с огромна сила.
Видео на бурно море на Черно море (Анапа)
Плуването в морето по време на буря е много опасно. Обикновено е доста трудно да се преодолее зоната на разбивачите и да се излезе в открито море, където можете да се носите относително спокойно, като се издигате и спускате с всяка вълна. Много по-трудно е за уморен човек да стигне отново до брега през преграда от срутващи се и разпенени вълни. От време на време го отнасят обратно към морето. Имаше случаи, когато дори хора, които знаеха как да плуват добре, се давеха тук. Ето защо по време на бури на градските и курортни плажове се поставят предупредителни табели. Тук е уместно да припомним, че всички животни, медузи, морски бълхи и други организми напускат опасната зона за сърф преди буря, чайките летят до брега, но можете да видите как някои хора избират времето на бурята, за да демонстрират своята „смелост“ чрез люлеене на вълни.
Силата на вълните, които удрят бреговете и конструкциите, е огромна. Край Сочи надхвърля 100 тона на квадратен метър. Такива удари предизвикват изблици с височина няколко десетки метра. Колосалната енергия на разбиващите се вълни се изразходва за раздробяване на скали и преместване на утайки. Без влиянието на вълните речните отмивания постепенно биха се спуснали в дълбочина, но вълните ги връщат на брега и ги принуждават да се движат по него. Например по кавказкото крайбрежие на Черно море има постоянен поток от седименти. От Туапсе до Пицунда вълните пренасят 30 - 35 хиляди кубически метра седимент годишно.
Там, където има плаж, вълните губят по-голямата част от енергията си. Там, където го няма, разрушават скалната основа. По време на Великата отечествена война ерозията на брега южно от пристанището на Сочи достига 4 метра годишно. Веднага след края на войната в този район започнаха работи по защита на брега и бреговата ерозия спря.
Железопътна линия минава по кавказкото крайбрежие на морето. В крайбрежната зона са построени санаториуми, театри, морски терминали и жилищни сгради. Поради това морските брегове трябва да бъдат защитени от ерозия. Най-добрата защита в това отношение е плажът, където вълните се разбиват, преди да стигнат до брега. За обезопасяване на плажовете се изграждат слабини и подводни вълноломи. Тези структури предотвратяват движението на камъчета по брега към други зони и миграцията им в морските дълбини. Ето как плажът расте.
Има ли вълни цунами в Черно море, причинени от земетресения, както имаме в Далечния изток? Има цунами, но са много слаби. Регистрират се само от уреди и дори не се усещат от хората.
До каква дълбочина достигат обикновените вълни? Вече на дълбочина от 10 метра те са по-малки, отколкото на повърхността, а на дълбочина от 50 метра са напълно невидими. Може би в дълбините има мир, който нищо не нарушава? Не, това не е вярно. Има свои собствени, така наречените вътрешни вълни. Те се различават от повърхностните по размерите си (десетки метри височина и километри дължина), различни са и причините за възникването им. Те възникват, като правило, на границата между два слоя с различна плътност. Въпреки че не се виждат на повърхността, подводниците срещат големи трудности по време на такава „подводна буря“.
Вълните се създават от вятъра. Бурите създават ветрове, които удрят повърхността на водата, което води до вълни, точно като вълните в чашата ви кафе след сърфиране, когато духате върху нея. Самият вятър може да се види на картите с прогноза за времето: това са зони с ниско налягане. Колкото по-голяма е тяхната концентрация, толкова по-силен ще бъде вятърът. Малките (капилярни) вълни първоначално се движат в посоката, в която духа вятърът. Колкото по-силен и по-дълъг е 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-голям ефект върху тях, отколкото върху спокойна водна повърхност. Размерът на вълната зависи от скоростта на вятъра, който я образува. Вятър, който духа с определена постоянна скорост, ще може да генерира вълна с определен размер. И веднага щом вълната достигне максималния възможен размер за даден вятър, тя става „напълно оформена“. Генерираните вълни имат различна скорост и период на вълната. (Вижте раздела относно вълновата терминология за повече подробности.) Вълните с дълъг период се движат по-бързо и изминават по-дълги разстояния от техните по-бавни двойници. Докато се отдалечават от източника на вятъра (разпространение), вълните образуват линии от прибой (набъбвания), които неизбежно се търкалят към брега. Вероятно вече сте запознати с понятието „вълнов набор“! Вълните, които вече не се влияят от вятъра, който ги е генерирал, се наричат подземни кладенци. Точно това преследват сърфистите! Какво влияе върху размера на прибоя (подуването)?Има три основни фактора, които влияят на размера на вълните в открито море: Скорост на вятъра – колкото по-висока е, толкова по-голяма ще бъде вълната. Продължителността на вятъра е подобна на предишната. Fetch (fetch, „област на покритие“) - отново, колкото по-голяма е зоната на покритие, толкова по-голяма е вълната. Веднага след като вятърът спре да им влияе, вълните започват да губят енергията си. Те ще се движат, докато издатините на морското дъно или други препятствия по пътя им (голям остров, например) поемат цялата енергия. Има няколко фактора, които влияят върху размера на вълната на определено място за сърф. Между тях:Посоката на вълната (swell) - ще позволи ли вълната да стигне до мястото, от което се нуждаем? Океанско дъно - вълна, движеща се от дълбините на океана към риф, образува големи вълни с варели вътре. Плитък, 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
Изглежда като тривиален въпрос, но има някои интересни нюанси.
Вълните възникват по различни причини: поради вятър, преминаване на кораб, падане на обект във водата, гравитацията на Луната, земетресение, изригване на подводен вулкан или свлачище. Но ако са причинени от изместване на течност от преминаващ кораб или падащ обект, привличането на Луната и Слънцето допринася за появата на приливни вълни, а земетресението може да предизвика цунами, с вятъра е по-трудно.
Ето как става...
Тук въпросът е в движението на въздуха - в него има произволни вихри, малки на повърхността и големи в далечината. Когато преминават над водно тяло, налягането намалява и на повърхността му се образува издутина. Вятърът започва да оказва по-голям натиск върху неговия наветрен склон, което води до разлика в налягането и поради това движението на въздуха започва да „изпомпва“ енергия във вълната. В този случай скоростта на вълната е пропорционална на нейната дължина, тоест колкото по-голяма е дължината, толкова по-голяма е скоростта. Височината на вълната и дължината на вълната са свързани. Следователно, когато вятърът ускорява вълна, нейната скорост се увеличава, следователно дължината и височината й се увеличават. Вярно е, че колкото по-близо е скоростта на вълната до скоростта на вятъра, толкова по-малко енергия вятърът може да даде на вълната. Ако скоростите им са равни, вятърът изобщо не предава енергия на вълната.
Сега нека разберем как се формират вълните като цяло. Два физически механизма са отговорни за тяхното образуване: гравитация и повърхностно напрежение. Когато част от водата се издигне, гравитацията се опитва да я върне обратно, а когато падне, измества съседните частици, които също се опитват да се върнат обратно. Силата на повърхностното напрежение не се интересува в каква посока е огъната повърхността на течността; тя действа във всеки случай. В резултат на това водните частици се колебаят като махало. Съседните зони се „заразяват“ от тях и възниква повърхностна вълна.
Вълновата енергия се предава добре само в посоката, в която частиците могат да се движат свободно. Това е по-лесно да се направи на повърхността, отколкото на дълбочина. Това е така, защото въздухът не създава никакви ограничения, докато на дълбочина водните частици са в много тесни условия. Причината е лошата свиваемост. Поради него вълните могат да пътуват на дълги разстояния по повърхността, но много бързо избледняват дълбоко във вътрешността.
Важно е, че по време на вълната течните частици почти не се движат. На големи дълбочини траекторията на тяхното движение има формата на кръг, на плитки дълбочини - удължена хоризонтална елипса. Това позволява на кораби в пристанището, птици или парчета дърво да се поклащат по вълните, без всъщност да се движат по повърхността.
Специален вид повърхностни вълни са т. нар. измамнически вълни – гигантски единични вълни. Защо възникват все още не е известно. Те са редки в природата и не могат да бъдат симулирани в лабораторни условия. Повечето учени обаче смятат, че измамните вълни се образуват поради рязко намаляване на налягането над повърхността на морето или океана. Но по-обстойното им изследване предстои.
Ето ни в детайли
Отдавна сме свикнали с много явления, случващи се на нашата планета, без изобщо да се замисляме за естеството на тяхното възникване и механиката на тяхното действие. Това е и изменението на климата, и смяната на сезоните, и смяната на времето на деня, и образуването на вълни в моретата и океаните.
И днес просто искаме да обърнем внимание на последния въпрос, въпросът защо се образуват вълни в морето.
Защо се появяват вълни в морето?
Има теории, че вълните в моретата и океаните възникват поради промени в налягането. Това обаче често са само предположения на хора, които бързо се опитват да намерят обяснение за подобно природно явление. В действителност нещата са малко по-различни.
Спомнете си какво кара водата да се „тревожи“. Това е физическо въздействие. Хвърляйки нещо във водата, прокарвайки ръката си върху него, рязко удряйки водата, вибрации с различни размери и честоти със сигурност ще започнат да текат през него. Въз основа на това можем да разберем, че вълните са резултат от физическо въздействие върху повърхността на водата.
Защо обаче в морето се появяват големи вълни, идващи отдалече на брега? Виновникът е друг природен феномен – вятърът.
Факт е, че поривите на вятъра преминават над водата по допирателна линия, упражнявайки физически ефект върху морската повърхност. Именно този ефект изпомпва водата и я кара да се движи на вълни.
Някой, разбира се, ще зададе друг въпрос защо вълните в морето и океана се движат в колебателни движения. Отговорът на този въпрос обаче е дори по-прост от природата на самите вълни. Факт е, че вятърът има непостоянен физически ефект върху повърхността на водата, тъй като е насочен към нея на пориви с различна сила и мощност. Това влияе върху факта, че вълните имат различни размери и честоти на трептене. Разбира се, силни вълни, истинска буря, възникват, когато вятърът надвишава нормата.
Защо има вълни в морето без вятър?
Много разумен нюанс е въпросът защо има вълни на морето, дори ако има абсолютно спокойствие, ако изобщо няма вятър.
И тук отговорът на въпроса е фактът, че водните вълни са идеален източник на възобновяема енергия. Факт е, че вълните са способни да съхраняват своя потенциал за много дълго време. Тоест вятърът, който задейства водата, създавайки определен брой трептения (вълни), може да е достатъчен, за да може вълната да продължи да трепти много дълго време, а самият вълнов потенциал не се изчерпва дори след десетки на километри от точката на произход на вълната.
Това са всички отговори на въпросите защо има вълни на морето.
Повърхността на моретата и океаните рядко е спокойна: обикновено е покрита с вълни и прибоят непрекъснато бие в бреговете.
Невероятна гледка: масивен товарен кораб, който се играе от гигантски бурни вълни в открития океан, изглежда не е нищо повече от орехова черупка. Филмите за бедствия са пълни с подобни изображения - вълна, висока колкото десететажна сграда.
Вълновите колебания на морската повърхност възникват по време на буря, когато дълъг поривист вятър, съчетан с промени в атмосферното налягане, образува сложно хаотично вълново поле.
Бягащи вълни, кипяща сърфска пяна
Отдалечавайки се от циклона, който е причинил бурята, можете да наблюдавате как моделът на вълните се трансформира, как вълните стават по-равномерни и подредени редове, движещи се една след друга в една и съща посока. Тези вълни се наричат набъбване. Височината на такива вълни (т.е. разликата в нивата между най-високата и най-ниската точка на вълната) и тяхната дължина (разстоянието между два съседни върха), както и скоростта на тяхното разпространение, са доста постоянни. Два гребена могат да бъдат разделени на разстояние до 300 m, а височината на такива вълни може да достигне 25 m. Вълновите вибрации от такива вълни се разпространяват на дълбочина до 150 m.
От зоната на образуване, набъбващите вълни пътуват много далеч, дори при пълно спокойствие. Например циклони, преминаващи край бреговете на Нюфаундленд, причиняват вълни, които за три дни достигат до Бискайския залив край западния бряг на Франция - почти 3000 км от мястото, където са се образували.
При приближаване до брега, с намаляване на дълбочината, тези вълни променят външния си вид. Когато вълновите вибрации достигнат дъното, движението на вълните се забавя, те започват да се деформират, което завършва с разпадането на гребените. Сърфистите очакват с нетърпение тези вълни. Те са особено впечатляващи в райони, където морското дъно се спуска рязко близо до брега, например в Гвинейския залив в Западна Африка. Това място е много популярно сред сърфистите по целия свят.
Приливи и отливи: глобални вълни
Приливите и отливите са явление от съвсем различно естество. Това са периодични колебания в морското ниво, ясно видими край брега и повтарящи се приблизително на всеки 12,5 часа. Те са причинени от гравитационното взаимодействие на океанските води главно с Луната. Периодът на приливите и отливите се определя от съотношението на периодите на дневното въртене на Земята около оста й и въртенето на Луната около Земята. Слънцето също участва във формирането на приливите и отливите, но в по-малка степен от Луната. Въпреки превъзходството в масовостта. Слънцето е твърде далеч от Земята.
Следователно общата величина на приливите зависи от относителните позиции на Земята, Луната и Слънцето, които се променят през месеца. Когато са на една линия (което се случва по време на пълнолуние и новолуние), приливите и отливите достигат максималните си стойности. Най-високите приливи и отливи се наблюдават в залива Fundy на брега на Канада: разликата между максималното и минималното положение на морското равнище тук е около 19,6 m.
