La oss snakke om Svartehavsbølgene. Hyppig gjentakelse av sterk vind, betydelig havstørrelse, store dybder og litt robust kystlinje bidrar til utviklingen av bølger. De høyeste bølgehøydene i Svartehavet er 14 meter. Lengden på slike bølger er 200 meter. På innflygingene til Sotsji er maksimal bølgehøyde 6 meter, lengde 120 meter.
Du kan evaluere spenning ikke bare etter bølgeelementer (høyde, lengde, periode), men også etter grad.
Graden av spenning vurderes ved hjelp av en spesiell skala. Så, for eksempel, på denne skalaen, overstiger ikke 1 poeng - bølgehøyde 25 centimeter, 2 poeng - bølgehøyde 25-75 centimeter, 3 poeng - 0,75-1,25 meter, 4 poeng - 1,25-2 meter. Skalaen har 9 poeng totalt. Du kan beskrive tilstanden til havoverflaten under vindbølger: 1 punkt - utseendet av krusninger under vindkast, 2 punkter - gjennomsiktig glassaktig skum vises på bølgetoppene, 3 punkter - individuelle hvite "lam" vises på bølgetoppene, 4 poeng - hele havet er dekket med "lam" " osv.
Vindstyrkeskalaen (der poeng tilsvarer meter per sekund) har 12 poeng. Styrken til en storm bestemmes av vindens styrke. Derfor vil uttrykket "storm 10 poeng" være riktig, men uttrykket "storm 10 poeng" vil være feil. I Svartehavet er frekvensen av sterke bølger lav. I løpet av det mest stormfulle året observeres ikke bølger på 6-9 punkter på mer enn 17 dager.
Et særtrekk ved Svartehavsbølgene er deres "stabilitet". Dette er den såkalte dønningen, som har en lengre svingeperiode enn en vindbølge. Dønning er bølger observert i lett eller ingen vind ("død dønning"). Opprinnelsen til disse bølgene er imidlertid relatert til vindaktivitet. Bølger dannet i stormsonen, som ligger på dette tidspunktet i den vestlige delen av Svartehavet, kan komme til den kaukasiske kysten av havet. På den kaukasiske kysten kan vinden være svak og bølgene store. Dette blir dønningen. Eksistensen av svell er assosiert med konseptet om den "niende bølgen", som lenge har eksistert blant våre sjømenn, kjent for mange fra Aivazovskys maleri. Det kan ikke sies at ideen om en niende bølge var helt uten grunnlag. Faktum er at svellebølger som regel reiser i grupper, med de største bølgene i midten av gruppen, og mindre bølger i kantene. Noen bølger i en gitt gruppe kan faktisk være mye større enn de andre, men det vil være den tredje, femte eller niende, og fra hvilken bølge som skal begynne å telle er ukjent. Dermed skal man slett ikke tro at den niende bølgen er den mest forferdelige. Forresten, blant de gamle grekerne ble hver tredje skaft ansett som den farligste, og blant romerne - hver tiende.
Seilere tolererer dønninger lettere enn Azov eller Kaspiske vindbølger - "humpethet" med en periode på 3-5 sekunder. Imidlertid har dønningen den ubehagelige egenskapen at den gir en sterk surf nær kysten. Bølgen, nesten umerkelig i havet på grunn av dens svake bratthet, treffer kysten med enorm kraft.
Video av stormfullt hav ved Svartehavet (Anapa)
Å svømme i sjøen under en storm er svært farlig. Det er vanligvis ganske vanskelig å overvinne breakers-sonen og komme ut i åpent hav, hvor du kan flyte relativt rolig, stige og falle etter hvert som hver bølge passerer. Det er mye vanskeligere for en sliten person å komme til kysten igjen gjennom en barriere av kollapsende og frådende bølger. Nå og da blir han båret tilbake til sjøen. Det var tilfeller da selv folk som kunne svømme godt druknet her. Det er derfor advarselsskilt er hengt opp på by- og feriestedstrender under stormer. Det er på sin plass å minne om her at alle dyr, maneter, havslopper og andre organismer forlater den farlige surfesonen før en storm, måker flyr til kysten, men du kan se hvordan noen mennesker velger tidspunktet for stormen for å demonstrere deres "tapperhet" ved å svinge på bølger.
Kraften fra bølger som treffer kysten og strukturer er enorm. I nærheten av Sotsji overstiger den 100 tonn per kvadratmeter. Slike støt gir utbrudd på flere titalls meter høye. Den kolossale energien til å bryte bølger brukes på å knuse steiner og flytte sediment. Uten påvirkning av bølger ville elveutvaskninger gradvis rulle ned til dybden, men bølgene returnerer dem til kysten og tvinger dem til å bevege seg langs den. For eksempel, langs den kaukasiske kysten av Svartehavet er det en konstant strøm av sediment. Fra Tuapse til Pitsunda beveger bølger seg 30 - 35 tusen kubikkmeter sediment per år.
Der det er en strand, mister bølgene mesteparten av energien. Der det ikke er noen, ødelegger de berggrunnen. Under den store patriotiske krigen nådde erosjonen av kysten sør for havnen i Sotsji 4 meter per år. Rett etter krigens slutt startet strandvernarbeidet i dette området, og kysterosjonen stoppet.
En jernbane går langs den kaukasiske kysten av havet. Sanatorier, teatre, havterminaler og boligbygg ble bygget i kystsonen. Derfor må strendene beskyttes mot erosjon. Den beste beskyttelsen i denne forbindelse er stranden, hvor bølgene bryter før de når kysten. For å sikre strendene bygges lysker og undervannsbølgebrytere. Disse strukturene hindrer bevegelse av småstein langs kysten til andre områder og deres migrering ned i havdypet. Slik vokser stranden.
Er det tsunamibølger i Svartehavet forårsaket av jordskjelv, slik vi har i Fjernøsten? Det er tsunamier, men de er veldig svake. De registreres kun av instrumenter og føles ikke engang av mennesker.
Til hvilken dybde beveger vanlige bølger seg? Allerede på 10 meters dyp er de mindre enn på overflaten, og på 50 meters dyp er de helt usynlige. Kanskje er det fred i dypet, som ingenting forstyrrer? Nei, det er ikke sant. Det er sine egne, såkalte interne bølger. De skiller seg fra overflaten i størrelse (titalls meter i høyden og kilometer i lengden), og årsakene til deres opprinnelse er forskjellige. De oppstår som regel i grensesnittet mellom to lag med forskjellige tettheter. Selv om de ikke er synlige på overflaten, møter ubåter store vanskeligheter under en slik "undervannsstorm".
Bølger skapes av vinden. Stormer skaper vind som påvirker overflaten av vannet, noe som resulterer i krusninger, akkurat som krusningene i kaffekoppen din etter å ha surfet når du blåser på den. Selve vinden kan sees på værvarslingskart: dette er lavtrykkssoner. Jo større konsentrasjon de har, desto sterkere vil vinden være. Små (kapillære) bølger beveger seg i utgangspunktet i den retningen vinden blåser. Jo sterkere og lengre vinden blåser, jo større innvirkning har den på vannoverflaten. Over tid begynner bølgene å øke i størrelse. Ettersom vinden fortsetter å blåse og bølgene den genererer fortsetter å bli påvirket av den, begynner de små bølgene å vokse. Vinden har større effekt på dem enn på en rolig vannoverflate. Størrelsen på bølgen avhenger av hastigheten til vinden som danner den. En vind som blåser med en viss konstant hastighet vil kunne generere en bølge av en viss størrelse. Og så snart bølgen når sin maksimalt mulige størrelse for en gitt vind, blir den "fullformet." De genererte bølgene har forskjellige hastigheter og bølgeperioder. (Se avsnittet om bølgeterminologi for flere detaljer.) Langtidsbølger reiser raskere og reiser lengre avstander enn deres langsommere motstykker. Når de beveger seg bort fra vindens kilde (utbredelse), danner bølgene linjer med surfe (svulmer), som uunngåelig ruller inn på kysten. Du er sikkert allerede kjent med konseptet "bølgesett"! Bølger som ikke lenger påvirkes av vinden som genererte dem kalles grunnbrønner. Dette er akkurat hva surfere er ute etter! Hva påvirker størrelsen på bølgene (svulmen)? Det er tre hovedfaktorer som påvirker størrelsen på bølgene på åpent hav: Vindhastighet - jo høyere den er, jo større blir bølgen. Varigheten av vinden er lik den forrige. Hent (hent, "dekningsområde") - igjen, jo større dekningsområdet er, jo større blir bølgen dannet. Så snart vinden slutter å påvirke dem, begynner bølgene å miste energien. De vil bevege seg til fremspringene på havbunnen eller andre hindringer i deres vei (for eksempel en stor øy) absorberer all energien. Det er flere faktorer som påvirker størrelsen på bølgen på et bestemt surfested. Blant dem: Retningen til brenningene (svulmen) - vil det tillate at svellen kommer til stedet vi trenger? Havbunn - en dønning som beveger seg fra dypet av havet til et rev, danner store bølger med tønner inni. En grunne, lang avsats som strekker seg mot kysten vil bremse bølgene og de vil miste energien. Tidevann - noen idretter er helt avhengige av det. Finn ut mer i delen om hvordan de beste bølgene vises
Det virker som et trivielt spørsmål, men det er noen interessante nyanser.
Bølger oppstår av ulike årsaker: på grunn av vind, passasje av et skip, fall av en gjenstand i vannet, månens tyngdekraft, et jordskjelv, utbruddet av en undervannsvulkan eller et jordskred. Men hvis de er forårsaket av forskyvning av væske fra et passerende skip eller en fallende gjenstand, bidrar tiltrekningen av Månen og Solen til utseendet til flodbølger, og et jordskjelv kan forårsake en tsunami, med vind er det vanskeligere.
Her er hvordan det skjer...
Her er saken i luftens bevegelse - det er tilfeldige virvler i den, små ved overflaten og store i det fjerne. Når de passerer over en vannmasse, synker trykket og det dannes en bule på overflaten. Vinden begynner å legge mer press på sin vindhelling, noe som fører til en trykkforskjell, og på grunn av det begynner luftbevegelsen å "pumpe" energi inn i bølgen. I dette tilfellet er bølgens hastighet proporsjonal med lengden, det vil si at jo lengre lengde, desto større er hastigheten. Bølgehøyde og bølgelengde henger sammen. Derfor, når vinden akselererer en bølge, øker hastigheten, derfor øker dens lengde og høyde. Det er sant at jo nærmere bølgehastigheten er vindhastigheten, jo mindre energi kan vinden gi til bølgen. Hvis hastighetene deres er like, overfører ikke vinden energi til bølgen i det hele tatt.
La oss nå finne ut hvordan bølger dannes generelt. To fysiske mekanismer er ansvarlige for deres dannelse: tyngdekraft og overflatespenning. Når noe av vannet stiger, prøver tyngdekraften å bringe det tilbake, og når det faller, fortrenger den nabopartikler, som også prøver å komme tilbake. Kraften av overflatespenning bryr seg ikke i hvilken retning overflaten av væsken er bøyd den virker i alle fall. Som et resultat svinger vannpartikler som en pendel. Nærliggende områder blir "infisert" fra dem, og en overflatebølge oppstår.
Bølgeenergi overføres godt bare i den retningen som partikler kan bevege seg fritt. Dette er lettere å gjøre på overflaten enn på dybden. Dette er fordi luften ikke skaper noen begrensninger, mens på dypet er vannpartiklene i svært trange forhold. Årsaken er dårlig komprimerbarhet. På grunn av det kan bølger reise lange avstander langs overflaten, men blekne veldig raskt dypt inn i det indre.
Det er viktig at væskepartiklene nesten ikke beveger seg under bølgen. På store dyp har bevegelsesbanen deres form av en sirkel, på grunne dybder - en langstrakt horisontal ellipse. Dette gjør at skip i havnen, fugler eller trebiter kan bobbe på bølgene uten å bevege seg på overflaten.
En spesiell type overflatebølger er de såkalte rogue waves – gigantiske enkeltbølger. Hvorfor de oppstår er fortsatt ukjent. De er sjeldne i naturen og kan ikke simuleres i laboratoriemiljø. Imidlertid tror de fleste forskere at useriøse bølger dannes på grunn av en kraftig reduksjon i trykket over overflaten av havet eller havet. Men en grundigere studie av dem ligger foran.
Her er vi i detalj
Vi har lenge vært vant til mange fenomener som oppstår på planeten vår, uten å tenke i det hele tatt på arten av deres forekomst og mekanikken i deres handling. Dette er klimaendringer, og årstidene, og endringen av tid på døgnet, og dannelsen av bølger i hav og hav.
Og i dag vil vi bare ta hensyn til det siste spørsmålet, spørsmålet om hvorfor bølger dannes i havet.
Hvorfor dukker det opp bølger på havet?
Det er teorier om at bølger i hav og hav oppstår på grunn av trykkendringer. Dette er imidlertid ofte bare antagelser fra folk som raskt prøver å finne en forklaring på et slikt naturfenomen. I virkeligheten er ting noe annerledes.
Husk hva som får vann til å "bekymre seg". Dette er en fysisk påvirkning. Å kaste noe i vannet, kjøre hånden over det, treffe skarpt i vannet, vibrasjoner av forskjellige størrelser og frekvenser vil helt sikkert begynne å strømme gjennom det. Basert på dette kan vi forstå at bølger er et resultat av en fysisk påvirkning på vannoverflaten.
Men hvorfor dukker det opp store bølger på havet som kommer til kysten langveisfra? Synderen er et annet naturfenomen - vinden.
Faktum er at vindkast passerer over vannet langs en tangentlinje, og utøver en fysisk effekt på havoverflaten. Det er denne effekten som pumper vannet og får det til å bevege seg i bølger.
Noen vil selvfølgelig stille et annet spørsmål om hvorfor bølgene i havet og havet beveger seg i oscillerende bevegelser. Imidlertid er svaret på dette spørsmålet enda enklere enn bølgenes natur. Faktum er at vinden har en inkonsekvent fysisk effekt på overflaten av vannet, fordi den rettes mot den i vindkast av varierende styrke og kraft. Dette påvirker det faktum at bølgene har forskjellige størrelser og svingningsfrekvenser. Selvfølgelig oppstår sterke bølger, en ekte storm, når vinden overskrider normen.
Hvorfor er det bølger på havet uten vind?
En veldig rimelig nyanse er spørsmålet om hvorfor det er bølger på havet selv om det er absolutt ro, hvis det ikke er vind i det hele tatt.
Og her er svaret på spørsmålet det faktum at vannbølger er en ideell kilde til fornybar energi. Faktum er at bølger er i stand til å lagre potensialet sitt i svært lang tid. Det vil si at vinden som satte vannet i aksjon, og skaper et visst antall svingninger (bølger), kan være nok til at bølgen fortsetter å svinge i veldig lang tid, og selve bølgepotensialet tømmes ikke selv etter ti kilometer fra utgangspunktet for bølgen.
Dette er alle svarene på spørsmålene om hvorfor det er bølger på havet.
Overflaten på hav og hav er sjelden rolig: den er vanligvis dekket av bølger, og brenningene slår kontinuerlig mot kysten.
Et fantastisk syn: et massivt lasteskip, som spilles av gigantiske stormbølger i det åpne hav, ser ut til å være ikke mer enn et nøtteskall. Katastrofefilmer er fulle av lignende bilder - en bølge så høy som en ti-etasjers bygning.
Bølgesvingninger av havoverflaten oppstår under en storm, når en lang vindkast kombinert med endringer i atmosfærisk trykk danner et komplekst kaotisk bølgefelt.
Løpende bølger, kokende surfeskum
Når du beveger deg bort fra syklonen som forårsaket stormen, kan du observere hvordan bølgemønsteret forvandles, hvordan bølgene blir jevnere og ordnede rader som beveger seg etter hverandre i samme retning. Disse bølgene kalles svelle. Høyden på slike bølger (det vil si forskjellen i nivåer mellom de høyeste og laveste punktene på bølgen) og deres lengde (avstanden mellom to tilstøtende topper), samt hastigheten på deres forplantning, er ganske konstant. To topper kan skilles med en avstand på opptil 300 m, og høyden på slike bølger kan nå 25 m. Bølgevibrasjoner fra slike bølger forplanter seg til en dybde på opptil 150 m.
Fra formasjonsområdet beveger bølgebølger seg veldig langt, selv i fullstendig ro. For eksempel forårsaker sykloner som passerer utenfor kysten av Newfoundland bølger som på tre dager når Biscayabukta utenfor Frankrikes vestkyst – nesten 3000 km fra der de ble dannet.
Når man nærmer seg kysten, ettersom dybden minker, endrer disse bølgene utseende. Når bølgevibrasjoner når bunnen, bremses bølgenes bevegelse, de begynner å deformeres, noe som ender med sammenbruddet av toppene. Surfere ser frem til disse bølgene. De er spesielt spektakulære i områder der havbunnen synker kraftig nær kysten, for eksempel i Guineabukta i det vestlige Afrika. Dette stedet er veldig populært blant surfere over hele verden.
Tidevann: globale bølger
Tidevann er et fenomen av en helt annen karakter. Dette er periodiske svingninger i havnivået, godt synlige utenfor kysten og gjentas omtrent hver 12,5 time. De er forårsaket av gravitasjonsinteraksjonen mellom havvann hovedsakelig med månen. Tidevannsperioden bestemmes av forholdet mellom periodene for den daglige rotasjonen av jorden rundt sin akse og månens rotasjon rundt jorden. Solen deltar også i dannelsen av tidevann, men i mindre grad enn månen. Til tross for overlegenhet i masse. Solen er for langt fra jorden.
Den totale størrelsen på tidevannet avhenger dermed av de relative posisjonene til Jorden, Månen og Solen, som endres gjennom måneden. Når de er på samme linje (som skjer under fullmåne og nymåne), når tidevannet sine maksimale verdier. Det høyeste tidevannet er observert i Fundy-bukten på kysten av Canada: forskjellen mellom høyeste og laveste havnivåposisjon her er omtrent 19,6 m.
