Dlaczego w morzu tworzą się fale? Jak pojawiają się fale? Jak powstają fale na morzu

Skąd się biorą gigantyczne fale?

Co powoduje pojawianie się większości fal w oceanach i morzach, o energii fal io najbardziej gigantycznych falach.

Głównym powodem pojawiania się fal oceanicznych jest wpływ wiatrów na powierzchnię wody. Prędkość niektórych fal może się rozwijać i przekraczać nawet 95 km na godzinę. Grzbiet od grzbietu dzieli 300 metrów. Pokonują duże odległości po powierzchni oceanu. Większość ich energii jest zużywana, zanim dotrą do lądu, być może omijając go najgłębsze miejsce na świecie- Rów Mariański. I tak, są coraz mniejsze. A jeśli wiatr się uspokoi, fale stają się spokojniejsze i gładsze.

Jeśli w oceanie wieje silna bryza, wysokość fal zwykle sięga 3 metrów. Jeśli wiatr zaczyna być burzowy, mogą osiągnąć 6 m. Przy silnej wichurze ich wysokość może już przekraczać 9 m i stają się strome, z obfitym rozpryskiem.

Podczas sztormu, gdy widoczność w oceanie jest utrudniona, wysokość fal przekracza 12 metrów. Ale podczas silnego sztormu, kiedy morze jest całkowicie pokryte pianą, a nawet małe statki, jachty lub statki (i to nie tylko ryby, nawet największa ryba) może po prostu zgubić się między 14 falami.

Uderzenie fal

Duże fale stopniowo zmywają brzegi. Małe fale mogą powoli wyrównać plażę z osadem. Fale uderzają w brzegi pod pewnym kątem, dlatego osady wypłukane w jednym miejscu zostaną wyniesione i osadzone w innym.

Podczas najsilniejszych huraganów lub burz mogą wystąpić takie zmiany, że ogromne połacie wybrzeża mogą nagle ulec znacznej transformacji.

I nie tylko wybrzeże. Dawno, dawno temu, w 1755 roku, bardzo daleko od nas, 30-metrowe fale zmiotły Lizbonę z powierzchni ziemi, zatapiając budynki miasta tonami wody, zamieniając je w ruiny i zabijając ponad pół miliona ludzi. A stało się to w wielkie katolickie święto – Wszystkich Świętych.

zabójcze fale

Największe fale są zwykle obserwowane wzdłuż Prądu Igłowego (lub Prądu Agulhas), u wybrzeży Afryki Południowej. Tutaj również zostało to zauważone najwyższa fala w oceanie. Jego wysokość wynosiła 34 m. Ogólnie rzecz biorąc, największą falę, jaką kiedykolwiek widziano, zarejestrował porucznik Frederick Margo na statku płynącym z Manili do San Diego. Był 7 lutego 1933 roku. Wysokość tej fali również wynosiła około 34 metrów. Żeglarze nadali takim falom przydomek „zabójcze fale”. Z reguły niezwykle wysoka fala jest zawsze poprzedzona tą samą głęboką depresją (lub spadkiem). Wiadomo, że duża liczba statków zaginęła w takich zagłębieniach-awariach. Nawiasem mówiąc, fale, które tworzą się podczas przypływów, nie są związane z przypływami. Spowodowane są one podwodnym trzęsieniem ziemi lub erupcją wulkanu na dnie morza lub oceanu, która powoduje ruch ogromnych mas wody iw rezultacie duże fale.

Wiele zjawisk przyrodniczych człowiek postrzega jako oczywiste. Jesteśmy przyzwyczajeni do lata, jesieni, zimy, deszczu, śniegu, fal i nie zastanawiamy się nad przyczynami. A jednak, dlaczego w morzu tworzą się fale? Dlaczego zmarszczki pojawiają się na powierzchni wody nawet przy całkowitym spokoju?

Początek

Istnieje kilka teorii wyjaśniających pochodzenie fal morskich i oceanicznych. Powstają z powodu:

zmiany ciśnienia atmosferycznego;
przypływy i odpływy;
podwodne trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów;
ruchy statków;
silny wiatr.

Aby zrozumieć mechanizm powstawania, należy pamiętać, że woda jest wzburzona i oscyluje mimowolnie - w wyniku fizycznego uderzenia. Kamyk, łódka, dotknięcie ręką wprawia płynną masę w ruch, wywołując wibracje o różnej sile.

Charakterystyka

Fale to także ruch wody na powierzchni zbiornika. Są wynikiem przylegania cząstek powietrza i cieczy. Symbioza woda-powietrze najpierw powoduje powstawanie zmarszczek na powierzchni wody, a następnie powoduje ruch słupa wody.

Rozmiar, długość i siła różnią się w zależności od siły wiatru. Podczas burzy potężne filary wznoszą się na 8 metrów i rozciągają na długości prawie ćwierć kilometra.

Czasami siła jest tak niszczycielska, że spada na pas wybrzeża, wyrywa parasole, prysznice i inne budynki plażowe, burzy wszystko na swojej drodze. I to pomimo faktu, że wahania powstają kilka tysięcy kilometrów od wybrzeża.

Wszystkie fale można podzielić na 2 kategorie:

wiatr;
na stojąco.

wiatr

Wiatraki, jak sama nazwa wskazuje, powstają pod wpływem wiatru. Jego podmuchy pędzą stycznie, zmuszając wodę i zmuszając ją do ruchu. Wiatr popycha płynną masę do przodu, ale grawitacja spowalnia ten proces, wypychając ją z powrotem. Ruchy na powierzchni, wynikające z oddziaływania dwóch sił, przypominają wzloty i upadki. Ich wierzchołki nazywane są grzebieniami, a podstawy – podeszwami.

Po ustaleniu, dlaczego fale tworzą się na morzu, pytanie pozostaje otwarte, dlaczego wykonują one ruchy oscylacyjne w górę iw dół? Wyjaśnienie jest proste - niestałość wiatru. Następnie szybko i gwałtownie nurkuje, po czym opada. Wysokość grzebienia, częstotliwość oscylacji zależy bezpośrednio od jego siły i mocy. Jeśli prędkość ruchu i siła prądów powietrza przekroczą normę, rozpętuje się burza. Innym powodem jest energia odnawialna.

Energia odnawialna

Czasami morze jest całkowicie spokojne i tworzą się fale. Czemu? Oceanografowie i geografowie przypisują to zjawisko energii odnawialnej. Wahania wody są jej źródłem i sposobem na zachowanie potencjału przez długi czas.

W prawdziwym życiu wygląda to tak. Wiatr wytwarza pewną ilość wibracji w stawie. Energia tych oscylacji utrzyma się przez kilka godzin. W tym czasie formacje płynne pokonują odległość kilkudziesięciu kilometrów i „cumują” w miejscach, gdzie jest słonecznie, nie ma wiatru, a zbiornik jest spokojny.

na stojąco

Fale stojące lub pojedyncze powstają w wyniku wstrząsów na dnie oceanu, charakterystycznych dla trzęsień ziemi, erupcji wulkanów, a także w wyniku gwałtownej zmiany ciśnienia atmosferycznego.

Zjawisko to nazywa się seiches, co z francuskiego tłumaczy się jako „kołysanie się”. Seje są typowe dla zatok, zatok i niektórych mórz, stanowią zagrożenie dla plaż, budowli w pasie nadmorskim, statków zacumowanych przy molo i ludzi na pokładzie.

konstruktywne i destrukcyjne

Formacje, które pokonują duże odległości i nie zmieniają kształtu i nie tracą energii, uderzają o brzeg i pękają. Jednocześnie każdy rozbieg ma inny wpływ na pas przybrzeżny. Jeśli myje brzeg, jest klasyfikowany jako konstruktywny.

Niszczycielski przypływ wody spada z siłą na wybrzeże, niszcząc je, stopniowo zmywając piasek i kamyki z pasa plaży. W tym przypadku zjawisko naturalne jest klasyfikowane jako destrukcyjne.

Zniszczenie ma różną niszczycielską moc. Czasami jest tak potężny, że znosi zbocza, rozłupuje urwiska, rozdziela skały. Z czasem nawet najtwardsze skały ulegają zniszczeniu. Największa latarnia morska w Ameryce została zbudowana na przylądku Hatteras w 1870 roku. Od tego czasu morze przesunęło się prawie 430 metrów w głąb lądu, zmywając wybrzeże i plaże. To tylko jeden z dziesiątek faktów.

Tsunami to rodzaj niszczycielskich formacji wodnych charakteryzujących się dużą siłą niszczącą. Prędkość ich ruchu sięga 1000 km / h. To więcej niż w samolocie odrzutowym. Na głębokości wysokość grzbietu tsunami jest niewielka, ale w pobliżu wybrzeża zwalniają, ale zwiększają wysokość do 20 metrów.

W 80% przypadków tsunami są wynikiem podwodnych trzęsień ziemi, w pozostałych 20% - erupcji wulkanów i osunięć ziemi. W wyniku trzęsień ziemi dno przesuwa się pionowo: jedna jego część tonie, a druga równolegle się podnosi. Na powierzchni zbiornika powstają fluktuacje o różnej sile.

Anomalni zabójcy

Są również znani jako wędrowcy, potwory, anomalie i bardziej charakterystyczne dla oceanów.

Jeszcze 30-40 lat temu opowieści żeglarzy o anomalnych wahaniach wody uchodziły za fikcję, ponieważ relacje naocznych świadków nie pasowały do istniejących teorii i obliczeń naukowych. Za granicę wibracji oceanicznych i morskich uznano wysokość 21 metrów.

Głównym powodem powstawania fal jest wiatr wiejący nad wodą. Dlatego wielkość fali zależy od siły i czasu jej oddziaływania. Pod wpływem wiatru cząsteczki wody unoszą się, czasem odrywając od powierzchni, ale po pewnym czasie pod wpływem naturalnej grawitacji nieuchronnie opadają. Z daleka może się wydawać, że fala idzie do przodu, ale w rzeczywistości, jeśli ta fala oczywiście nie jest tsunami, (tsunami mają inny charakter występowania), to tylko opada i wznosi się. Na przykład ptak morski, który wylądował na powierzchni wzburzonego morza, będzie kołysał się na falach, ale się nie ruszy.

Dopiero w pobliżu brzegu, gdzie nie jest już głęboka, woda przesuwa się do przodu, staczając się na brzeg. Nawiasem mówiąc, zgodnie z muszelką sprayu z oderwanych kropli tworzących grzebień na fali, doświadczeni żeglarze określają stopień zakłócenia morza, jeśli grzebień i piana na nim dopiero się tworzą, to morze ma 3 punkty.

Jaki rodzaj fali morskiej nazywa się wybrzeżem.

Fale na morzu mogą istnieć nawet bez wiatru, są to tsunami spowodowane klęskami żywiołowymi, takimi jak podwodne erupcje wulkanów, oraz fala, którą żeglarze nazywają wybrzeżem. Powstaje na morzu po silnym sztormie, gdy wiatr ucichł, ale ze względu na dużą masę wody, która została wprawiona w ruch przez wiatr i zjawisko zwane rezonansem, fale nadal się kołyszą. Należy zauważyć, że takie fale są niewiele bezpieczniejsze niż burza i mogą łatwo wywrócić statek lub łódź z niedoświadczonymi żeglarzami.

Początkowo fala pojawia się z powodu wiatru. Sztorm powstały na otwartym oceanie, z dala od wybrzeża, wywoła wiatry, które zaczną oddziaływać na powierzchnię wody, w związku z czym zacznie się pojawiać falowanie. Wiatr, jego kierunek, a także prędkość, wszystkie te dane można zobaczyć na mapach prognozy pogody. Wiatr zaczyna nadmuchać wodę i zaczną się pojawiać „małe” (kapilarne) fale, początkowo zaczną poruszać się w kierunku, w którym wieje wiatr.

Wiatr wieje na płaskiej tafli wody, im dłużej i mocniej wiatr zaczyna wiać, tym większy jest wpływ na taflę wody. Z biegiem czasu fale łączą się, a rozmiar fali zaczyna się zwiększać. Stały wiatr zaczyna tworzyć dużą falę. Wiatr ma znacznie większy wpływ na już powstałe fale, choć nie duże - znacznie większy niż na spokojną przestrzeń wody.

Wielkość fal zależy bezpośrednio od prędkości wiejącego wiatru, który je tworzy. Wiatr wiejący ze stałą prędkością może wygenerować falę o porównywalnej wielkości. A gdy tylko fala osiągnie rozmiar, jaki nadał jej wiatr, staje się w pełni uformowaną falą, która kieruje się w stronę wybrzeża.

Fale mają różne prędkości i okresy. Fale o długim okresie poruszają się wystarczająco szybko i pokonują większe odległości niż ich odpowiedniki o mniejszej prędkości. Gdy oddalasz się od źródła wiatru, fale łączą się, tworząc falę, która idzie w kierunku wybrzeża. Fale, na które nie ma już wpływu wiatr, nazywane są „falami dennymi”. To są fale, na które polują wszyscy surferzy.

Co wpływa na wielkość obrzęku? Istnieją trzy czynniki, które wpływają na wielkość fal na otwartym oceanie:
Prędkość wiatru — im wyższa prędkość, tym większa będzie ostatecznie fala.
Czas trwania wiatru - im dłużej wieje wiatr, podobnie jak w przypadku poprzedniego czynnika, fala będzie większa.
Fetch (obszar pokrycia wiatrem) — Im większy obszar pokrycia, tym większa fala.
Gdy wpływ wiatru na fale ustaje, zaczynają one tracić energię. Będą się poruszać, dopóki nie uderzą w występy dna w pobliżu jakiejś dużej wyspy oceanicznej, a surfer złapie jedną z tych fal na wypadek szczęścia.

Istnieją czynniki, które wpływają na wielkość fal w określonym miejscu. Pomiędzy nimi:
Kierunek falowania jest tym, co pozwoli falom dotrzeć do miejsca, którego potrzebujemy.
Dno oceanu - Fala poruszająca się z otwartego oceanu uderza w podwodny grzbiet skał lub rafę - tworzy duże fale, za pomocą których mogą skręcać się w rurę. Lub płytka półka dna - wręcz przeciwnie, spowolni fale i zużyją część swojej energii.
Cykl pływów - wiele miejsc do surfowania jest bezpośrednio zależnych od tego zjawiska.

Powierzchnia mórz i oceanów rzadko jest spokojna: zwykle jest pokryta falami, a fale nieustannie biją o brzegi.

Niesamowity widok: ogromny statek towarowy, na którym grają gigantyczne fale sztormowe na otwartym oceanie, wydaje się nie większy niż łupina orzecha. Filmy katastroficzne są pełne takich obrazów - fala tak wysoka jak dziesięciopiętrowy budynek.

Oscylacje fal powierzchni morza występują podczas sztormu, kiedy długi porywisty wiatr w połączeniu ze zmianami ciśnienia atmosferycznego tworzy złożone, chaotyczne pole falowe.

Płynące fale, wrząca piana przyboju

Oddalając się od cyklonu, który wywołał burzę, można zaobserwować, jak zmienia się wzór fal, jak fale stają się bardziej równe, a smukłe rzędy przesuwają się jeden po drugim w jednym kierunku. Fale te nazywane są falami. Wysokość takich fal (czyli różnica poziomów między najwyższym i najniższym punktem fali), ich długość (odległość między dwoma sąsiednimi wierzchołkami), a także prędkość ich propagacji są w miarę stałe. Dwa grzbiety można rozdzielić na odległość do 300 m, a takie fale mogą osiągnąć wysokość 25 m. Wibracje falowe od takich fal rozchodzą się na głębokość do 150 m.

Z rejonu powstania fale wezbraniowe rozchodzą się bardzo daleko, nawet przy całkowitym spokoju. Na przykład cyklony przechodzące u wybrzeży Nowej Fundlandii powodują fale, które w ciągu trzech dni docierają do Zatoki Biskajskiej u zachodnich wybrzeży Francji - prawie 3000 km od miejsca ich powstania.

Zbliżając się do brzegu, w miarę zmniejszania się głębokości, fale te zmieniają swój wygląd. Kiedy oscylacje fal docierają do dna, ruch fal spowalnia, zaczynają się deformować, co kończy się zapadnięciem grzbietów. Takie fale są z niecierpliwością wyczekiwane przez surferów. Są szczególnie spektakularne na obszarach, gdzie dno morskie gwałtownie opada w pobliżu wybrzeża, na przykład w Zatoce Gwinejskiej w zachodniej Afryce. To miejsce jest bardzo popularne wśród surferów z całego świata.

Pływy: fale globalne

Pływy to zupełnie inne zjawisko. Są to okresowe wahania poziomu morza, wyraźnie widoczne u wybrzeży i powtarzające się mniej więcej co 12,5 godziny. Są one spowodowane oddziaływaniem grawitacyjnym wód oceanicznych głównie z Księżycem. Okres pływów jest określony przez stosunek okresów dziennego obrotu Ziemi wokół własnej osi do obrotu Księżyca wokół Ziemi. Słońce jest również zaangażowane w powstawanie przypływów, ale w mniejszym stopniu niż księżyc. Pomimo przewagi w masie. Słońce jest zbyt daleko od ziemi.

Całkowita wartość pływów zależy zatem od względnego położenia Ziemi, Księżyca i Słońca, które zmienia się w ciągu miesiąca. Kiedy znajdują się na tej samej linii (co dzieje się podczas pełni i nowiu), pływy osiągają maksymalne wartości. Najwyższe pływy obserwuje się w Zatoce Fundy na wybrzeżu Kanady: różnica między maksymalnym i minimalnym położeniem poziomu morza wynosi tutaj około 19,6 m.