لماذا تتشكل الأمواج في البحر؟ كيف تظهر الموجات؟ كيف تتكون الأمواج في البحر
من أين تأتي الأمواج العملاقة؟
ما يسبب ظهور معظم الأمواج في المحيطات والبحار ، حول طاقة الأمواج وحول أكبر الموجات العملاقة.
السبب الرئيسي لظهور أمواج المحيط هو تأثير الرياح على سطح الماء. يمكن أن تتطور سرعة بعض الموجات بل وتتجاوز 95 كم في الساعة. يمكن فصل التلال عن التلال بمقدار 300 متر. يسافرون مسافات طويلة عبر سطح المحيط. يتم استهلاك معظم طاقتهم قبل وصولهم إلى الأرض ، وربما تجاوز أعمق مكان في العالم- خندق ماريانا. ونعم ، لقد أصبحوا أصغر. وإذا هدأت الرياح ، تصبح الأمواج أكثر هدوءًا وسلاسة.
إذا كان هناك نسيم قوي في المحيط ، فعادة ما يصل ارتفاع الأمواج إلى 3 أمتار. إذا بدأت الرياح في أن تصبح عاصفة ، فيمكن أن تصل إلى 6 أمتار.في العاصفة القوية ، يمكن أن يكون ارتفاعها بالفعل أكثر من 9 أمتار وتصبح شديدة الانحدار ، مع رذاذ غزير.
أثناء العاصفة ، عندما تكون الرؤية صعبة في المحيط ، يتجاوز ارتفاع الأمواج 12 مترًا. لكن خلال عاصفة شديدة ، عندما يكون البحر مغطى بالكامل بالرغوة وحتى السفن الصغيرة أو اليخوت أو السفن (وليس فقط الأسماك ، حتى أكبر سمكة) يمكن ببساطة أن تضيع بين 14 موجة.
إيقاع الأمواج
تغسل الموجات الكبيرة الشواطئ تدريجياً. يمكن للأمواج الصغيرة تسوية الشاطئ ببطء بالرواسب. ضربت الأمواج الشواطئ بزاوية معينة ، وبالتالي ، فإن الرواسب التي جرفت في مكان ما سيتم نقلها وترسبها في مكان آخر.
خلال أقوى الأعاصير أو العواصف ، يمكن أن تحدث مثل هذه التغييرات بحيث يمكن أن تتحول مساحات شاسعة من الساحل فجأة بشكل كبير.
وليس الساحل فقط. ذات مرة ، في عام 1755 ، كانت الأمواج التي يبلغ ارتفاعها 30 مترًا بعيدة جدًا عنا ، فجرت لشبونة عن وجه الأرض ، وأغرقت مباني المدينة تحت أطنان من المياه ، وحولتها إلى أطلال وقتلت أكثر من نصف مليون شخص. وحدث ذلك في يوم كاثوليكي كبير - عيد جميع القديسين.
موجات قاتلة
عادة ما يتم ملاحظة أكبر الموجات على طول تيار الإبرة (أو تيار أغولهاس) ، قبالة سواحل جنوب إفريقيا. هنا لوحظ أيضا أعلى موجة في المحيط. كان ارتفاعه 34 متراً بشكل عام ، أكبر موجة شوهدت على الإطلاق سجلها الملازم فريدريك مارجو على متن سفينة في طريقها من مانيلا إلى سان دييغو. كان ذلك في 7 فبراير 1933. كان ارتفاع تلك الموجة أيضًا حوالي 34 مترًا. أطلق البحارة على هذه الموجات لقب "الموجات القاتلة". كقاعدة عامة ، دائمًا ما يسبق الموجة العالية بشكل غير معتاد نفس الاكتئاب العميق (أو الانحدار). من المعروف أن عددًا كبيرًا من السفن اختفى في مثل هذه الإخفاقات المجوفة. بالمناسبة ، فإن الموجات التي تتشكل أثناء المد والجزر ليست مرتبطة بالمد والجزر. إنها ناتجة عن زلزال تحت الماء أو ثوران بركاني في قاع البحر أو المحيط ، مما يؤدي إلى حركة كتل ضخمة من المياه ، ونتيجة لذلك ، موجات كبيرة.
يرى الإنسان أن العديد من الظواهر الطبيعية بديهية. تعودنا الصيف والخريف والشتاء والمطر والثلج والأمواج ولا نفكر في الأسباب. ومع ذلك ، لماذا تتشكل الأمواج في البحر؟ لماذا تظهر التموجات على سطح الماء حتى في هدوء تام؟
أصل
هناك العديد من النظريات التي تشرح أصل البحر وأمواج المحيط. يتم تشكيلها بسبب:
- تغيرات في الضغط الجوي.
- المد والجزر؛
- الزلازل تحت الماء والانفجارات البركانية.
- تحركات السفن
- ريح شديدة.
لفهم آلية التكوين ، يجب على المرء أن يتذكر أن الماء يهتز ويتذبذب بشكل لا إرادي - نتيجة للتأثير المادي. حصاة ، قارب ، يد تلمسها تعمل على تحريك الكتلة السائلة ، مما يخلق اهتزازات ذات قوى مختلفة.
صفات
الأمواج هي أيضًا حركة المياه على سطح الخزان. إنها نتيجة التصاق جزيئات الهواء والسائل. في البداية ، يتسبب التعايش بين الماء والهواء في حدوث تموجات على سطح الماء ، ثم يتسبب في تحرك عمود الماء.
يختلف الحجم والطول والقوة حسب قوة الرياح. خلال العاصفة ، ترتفع الأعمدة القوية إلى 8 أمتار وتمتد بطول ربع كيلومتر تقريبًا.
في بعض الأحيان تكون القوة مدمرة لدرجة أنها تسقط على الشريط الساحلي ، وتقتلع المظلات ، والاستحمام وغيرها من المباني الشاطئية ، وتهدم كل شيء في طريقها. وهذا على الرغم من حقيقة أن التقلبات تتشكل على بعد آلاف الكيلومترات من الساحل.
يمكن تقسيم جميع الموجات إلى فئتين:
- ريح؛
- يقف.
ريح
طواحين الهواء ، كما يوحي الاسم ، تتشكل تحت تأثير الرياح. تندفع هبوبه في الظل ، مما يجبر الماء على التحرك. تدفع الرياح الكتلة السائلة أمامها ، لكن الجاذبية تبطئ العملية وتدفعها للخلف. تشبه الحركات على السطح ، الناتجة عن تأثير قوتين ، صعودًا وهبوطًا. تسمى قممها قمم ، وتسمى قواعدها باطن.
بعد معرفة سبب تشكل الموجات على البحر ، يبقى السؤال مفتوحًا لماذا تقوم بحركات تذبذبية لأعلى ولأسفل؟ التفسير بسيط - تقلب الريح. ثم ينقض بسرعة وبشكل متهور ، ثم يهدأ. ارتفاع القمة وتواتر التذبذبات تعتمد بشكل مباشر على قوتها وقوتها. إذا تجاوزت سرعة الحركة وقوة التيارات الهوائية القاعدة ، ترتفع العاصفة. سبب آخر هو الطاقة المتجددة.
طاقة متجددة
أحيانًا يكون البحر هادئًا تمامًا وتتشكل الأمواج. لماذا ا؟ يعزو علماء المحيطات والجغرافيون هذه الظاهرة إلى الطاقة المتجددة. تقلبات المياه هي مصدرها وطرق الحفاظ على الإمكانات لفترة طويلة.
في الحياة الواقعية ، يبدو مثل هذا. تخلق الرياح قدرًا معينًا من الاهتزاز في البركة. ستستمر طاقة هذه التذبذبات لعدة ساعات. خلال هذا الوقت ، تغطي التكوينات السائلة مسافة عشرات الكيلومترات و "المستنقع" في المناطق التي يكون فيها الجو مشمسًا ، ولا توجد رياح ، والخزان هادئ.
يقف
تنشأ الموجات الواقفة أو المنعزلة بسبب الصدمات في قاع المحيط ، والتي تتميز بالزلازل ، والانفجارات البركانية ، وأيضًا بسبب التغير الحاد في الضغط الجوي.
هذه الظاهرة تسمى seiches ، والتي تترجم من الفرنسية إلى "التأثير". تعتبر السيشات نموذجية للخلجان والخلجان وبعض البحار ؛ فهي تشكل خطراً على الشواطئ والمباني في الشريط الساحلي والسفن الراسية على الرصيف والأشخاص الموجودين على متنها.
بناءة وهدامة
تشكيلات تتغلب على المسافات الطويلة ولا تغير شكلها ولا تفقد طاقتها تضرب الساحل وتنكسر. في الوقت نفسه ، لكل جولة تأثير مختلف على الشريط الساحلي. إذا غسلت الشاطئ ، يتم تصنيفها على أنها بناءة.
تتساقط المياه المدمرة بقوة على الساحل فتدمرها وتزيل تدريجياً الرمال والحصى من قطاع الشاطئ. في هذه الحالة ، يتم تصنيف الظاهرة الطبيعية على أنها مدمرة.
للدمار قوة تدميرية مختلفة. في بعض الأحيان يكون قويًا لدرجة أنه يسقط المنحدرات ويقسم المنحدرات ويفصل الصخور. بمرور الوقت ، يتم تدمير حتى أقسى الصخور. تم بناء أكبر منارة في أمريكا في كيب هاتيراس في عام 1870. منذ ذلك الحين ، تحرك البحر نحو 430 مترًا إلى الداخل ، مما أدى إلى جرف السواحل والشواطئ. هذه مجرد واحدة من عشرات الحقائق.
تسونامي هي نوع من التكوينات المائية المدمرة التي تتميز بقوة تدميرية كبيرة. تصل سرعة حركتهم إلى 1000 كم / ساعة. هذا أعلى من الطائرات النفاثة. في العمق ، يكون ارتفاع قمة تسونامي صغيرًا ، لكن بالقرب من الساحل يتباطأ ، لكن يزيد الارتفاع إلى 20 مترًا.
في 80٪ من الحالات ، تحدث أمواج تسونامي نتيجة الزلازل تحت الماء ، وفي الـ 20٪ المتبقية - الانفجارات البركانية والانهيارات الأرضية. نتيجة للزلازل ، ينحرف القاع رأسيًا: يغوص جزء منه ، والجزء الآخر يرتفع بشكل متوازٍ. تتشكل تقلبات قوة مختلفة على سطح الخزان.
القتلة الشاذين
تُعرف أيضًا باسم المتجولون والوحوش والشاذة وأكثر ما يميز المحيطات.
حتى قبل 30-40 عامًا ، كانت قصص البحارة حول تقلبات المياه الشاذة تُعتبر خيالًا ، لأن روايات شهود العيان لم تتناسب مع النظريات والحسابات العلمية القائمة. كان ارتفاع 21 مترا يعتبر الحد الأقصى للاهتزازات المحيطية والبحرية.
السبب الرئيسي لتكوين الأمواج هو الرياح التي تهب فوق الماء. لذلك ، يعتمد حجم الموجة على قوة ووقت تأثيرها. بسبب الرياح ، جزيئات الماء ترتفع ، وأحيانًا تنفصل عن السطح ، ولكن بعد مرور بعض الوقت ، تحت تأثير الجاذبية الطبيعية ، تسقط حتما. من بعيد ، قد يبدو أن الموجة تتحرك إلى الأمام ، ولكن في الواقع ، إذا لم تكن هذه الموجة ، بالطبع ، تسونامي (تسونامي لها طبيعة مختلفة من الحدوث) ، فإنها تهبط وترتفع فقط. لذلك ، على سبيل المثال ، طائر البحر الذي هبط على سطح بحر هائج سوف يتأرجح على الأمواج ، لكنه لن يتزحزح.
فقط بالقرب من الشاطئ ، حيث لم يعد عميقًا ، يتحرك الماء للأمام ، متدحرجًا على الشاطئ. بالمناسبة ، وفقًا لصدفة رذاذ القطرات المنفصلة التي تشكل قمة على موجة ، يحدد البحارة المتمرسون درجة اضطراب البحر ، إذا كانت القمة والرغوة قد بدأت للتو في التكون ، فإن البحر يكون 3 نقاط.
أي نوع من موجات البحر يسمى الساحل.
يمكن أن توجد الأمواج في البحر حتى بدون رياح ، وهي موجات تسونامي ناتجة عن كوارث طبيعية مثل الانفجارات البركانية تحت الماء ، وموجة يسميها البحارة الساحل. تتشكل في البحر بعد عاصفة قوية ، عندما تهدأ الرياح ، ولكن بسبب الكتلة الكبيرة من المياه التي دخلت إلى الحركة من الرياح وظاهرة تسمى الرنين ، تستمر الأمواج في التأرجح. وتجدر الإشارة إلى أن مثل هذه الأمواج ليست أكثر أمانًا من العاصفة ويمكن أن تنقلب بسهولة سفينة أو قارب بحارة عديمي الخبرة.
في البداية ، تظهر الموجة بسبب الرياح. عاصفة تتشكل في المحيط المفتوح ، بعيدًا عن الساحل ، ستخلق رياحًا ستبدأ في التأثير على سطح الماء ، فيما يتعلق بذلك ، يبدأ حدوث انتفاخ. الرياح واتجاهها وسرعتها ، كل هذه البيانات يمكن رؤيتها على خرائط توقعات الطقس. تبدأ الرياح في تضخيم الماء ، وستبدأ الموجات "الصغيرة" (الشعرية) في الظهور ، وتبدأ في البداية في التحرك في الاتجاه الذي تهب فيه الرياح.
تهب الرياح على سطح مائي مسطح ، فكلما بدأت الرياح بالهبوط لفترة أطول وأقوى ، زاد التأثير على سطح الماء. بمرور الوقت ، تندمج الموجات ويبدأ حجم الموجة في الزيادة. تبدأ الرياح المستمرة في تكوين انتفاخ كبير. للرياح تأثير أكبر بكثير على الأمواج المتكونة بالفعل ، على الرغم من أنها ليست كبيرة - أكثر بكثير من تأثيرها على الامتداد الهادئ للمياه.
يعتمد حجم الأمواج بشكل مباشر على سرعة الرياح التي تشكلها. يمكن للرياح التي تهب بسرعة ثابتة أن تولد موجة ذات حجم مماثل. وبمجرد أن تكتسب الموجة الحجم الذي تضعه الريح فيها ، فإنها تصبح موجة مكتملة التكوين تتجه نحو الساحل.
للموجات سرعات وفترات مختلفة. الأمواج ذات الفترة الطويلة تتحرك بسرعة كافية وتغطي مسافات أكبر من نظيراتها بسرعة أقل. عندما تبتعد عن مصدر الرياح ، تتحد الأمواج لتشكل انتفاخًا يتجه نحو الساحل. تسمى الموجات التي لم تعد تتأثر بالرياح "الموجات السفلية". هذه هي الأمواج التي يبحث عنها جميع راكبي الأمواج.
ما الذي يؤثر على حجم الانتفاخ؟ هناك ثلاثة عوامل تؤثر على حجم الأمواج في المحيطات المفتوحة:
سرعة الرياح - كلما زادت السرعة ، زادت الموجة في النهاية.
مدة الرياح - كلما هبت الرياح أطول ، على غرار العامل السابق ، ستكون الموجة أكبر.
الجلب (منطقة تغطية الرياح) - كلما زادت مساحة التغطية ، زادت الموجة.
عندما يتوقف تأثير الرياح على الأمواج ، فإنها تبدأ في فقدان طاقتها. سيستمرون في التحرك حتى يصطدموا بحواف القاع بالقرب من جزيرة محيطية كبيرة ويصطاد راكب الأمواج إحدى هذه الأمواج في حالة الحظ السعيد.
هناك عوامل تؤثر على حجم الموجات في مكان معين. بينهم:
اتجاه الانتفاخ هو ما سيسمح للأمواج بالوصول إلى المكان الذي نحتاجه.
قاع المحيط - ينتفخ ينتقل من المحيط المفتوح إلى سلسلة من الصخور تحت الماء ، أو الشعاب المرجانية - تشكل موجات كبيرة يمكن أن تلتف في أنبوب. أو حافة قاعية ضحلة - على العكس من ذلك ، سوف تبطئ الأمواج وستنفق جزءًا من طاقتها.
دورة المد والجزر - تعتمد العديد من مناطق الأمواج بشكل مباشر على هذه الظاهرة.
نادرًا ما يكون سطح البحار والمحيطات هادئًا: فعادة ما تكون مغطاة بالأمواج ، وتتفوق الأمواج باستمرار على الشواطئ.
مشهد مذهل: لا تبدو سفينة الشحن الضخمة ، التي تلعبها أمواج العاصفة العملاقة في المحيط المفتوح ، أكبر من مجرد قشرة. أفلام الكوارث مليئة بمثل هذه الصور - موجة بارتفاع مبنى من عشرة طوابق.
تحدث التذبذبات الموجية لسطح البحر أثناء العاصفة ، عندما تشكل الرياح العاتية الطويلة ، جنبًا إلى جنب مع التغيرات في الضغط الجوي ، مجال موجة فوضوي معقد.
الأمواج الجارية ، رغوة المغلي من الأمواج
بالابتعاد عن الإعصار الذي تسبب في العاصفة ، يمكن للمرء أن يلاحظ كيف يتغير نمط الموجة ، وكيف تصبح الموجات أكثر تساويًا ، وتتحرك الصفوف النحيلة واحدة تلو الأخرى في اتجاه واحد. تسمى هذه الموجات بالانتفاخ. ارتفاع هذه الموجات (أي الفرق في المستويات بين أعلى وأدنى نقطة في الموجة) وطولها (المسافة بين قمتين متجاورتين) ، وكذلك سرعة انتشارها ، هي ثابتة إلى حد ما. يمكن فصل قمتين بمسافة تصل إلى 300 متر ، ويمكن أن تصل هذه الموجات إلى ارتفاع 25 مترًا. تنتشر الاهتزازات الموجية من هذه الموجات إلى عمق يصل إلى 150 مترًا.
من منطقة التكوين ، تنتشر الموجات المنتفخة بعيدًا جدًا ، حتى مع الهدوء التام. على سبيل المثال ، تتسبب الأعاصير التي تمر قبالة ساحل نيوفاوندلاند في حدوث موجات تصل إلى خليج بسكاي قبالة الساحل الغربي لفرنسا في غضون ثلاثة أيام - ما يقرب من 3000 كيلومتر من مكان تكوينها.
عند الاقتراب من الشاطئ ، مع انخفاض العمق ، تغير هذه الموجات مظهرها. عندما تصل تذبذبات الموجة إلى القاع ، تتباطأ حركة الموجات ، وتبدأ في التشوه ، وينتهي ذلك بانهيار الحواف. ينتظر راكبو الأمواج بفارغ الصبر هذه الموجات. إنها مذهلة بشكل خاص في المناطق التي ينخفض فيها قاع البحر بشكل حاد بالقرب من الساحل ، على سبيل المثال ، في خليج غينيا في غرب إفريقيا. يحظى هذا المكان بشعبية كبيرة بين راكبي الأمواج في جميع أنحاء العالم.
المد والجزر: موجات عالمية
المد والجزر ظاهرة مختلفة تماما. هذه تقلبات دورية في مستوى سطح البحر ، يمكن رؤيتها بوضوح قبالة الساحل وتتكرر كل 12.5 ساعة تقريبًا. وهي ناتجة عن تفاعل الجاذبية بين مياه المحيط والقمر بشكل رئيسي. يتم تحديد فترة المد والجزر من خلال نسبة فترات الدوران اليومي للأرض حول محورها ودوران القمر حول الأرض. تشارك الشمس أيضًا في تكوين المد والجزر ، ولكن بدرجة أقل من القمر. على الرغم من التفوق في الكتلة. الشمس بعيدة جدا عن الارض.
وبالتالي ، فإن القيمة الإجمالية للمد والجزر تعتمد على الموقع النسبي للأرض والقمر والشمس ، والذي يتغير خلال الشهر. عندما يكونون على نفس الخط (الذي يحدث عند اكتمال القمر والقمر الجديد) ، تصل المد والجزر إلى قيمها القصوى. لوحظت أعلى المد والجزر في خليج فوندي على ساحل كندا: الفرق بين الحد الأقصى والأدنى لمواضع مستوى سطح البحر هنا حوالي 19.6 مترًا.
