Вятърни вълни: концепция, структура и характеристики. Как се образува вятърна вълна?

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-12 04:05

Вълната е природен феномен, който до голяма степен определя комфорта да бъдеш в открито море. Малките вълни може дори да не бъдат забелязани. Но големите са способни да причинят значителни щети на морски кораб и да навредят на неговите пътници. Тази статия ще се фокусира върху ветровите вълни. Какви са те, как се формират и какви характеристики имат? Нека да отговорим на всички тези въпроси заедно!

Вятърни вълни - какво е това?

Нито едно водно тяло не може да остане спокойно и неподвижно. В крайна сметка дори вятърът, който е незначителен по сила, със сигурност ще се отрази на повърхността му. Ветрова вълна се образува в резултат на прякото въздействие на вятъра върху водната повърхност на море или езеро. За да разберете по-добре механизма на образуването му, можете да наблюдавате пшенично поле при ветровито време.

И така, как се образуват ветрови вълни? При лек вятър се появяват леки вълнички върху спокойна повърхност на водата. С увеличаване на скоростта му се появяват малки ритмични вълни. Постепенно дължината и височината им се увеличават. С по-нататъккогато вятърът се усилва, върху гребените им започват да се образуват „агънца“от бяла пяна. Скоростта на ветровите вълни може да варира в широки граници (от 10 до 90 km/h). След като вятърът спре в морето, можете да видите дълги, ниски и нежни вълни, наречени вълни.

Важно е да се отбележи, че водата е много по-плътна субстанция от въздуха. В резултат на това повърхността на резервоара "изоста" малко след удара на вятъра, а вълните се превръщат във вълни само след известно време.

Вятърните вълни трябва да се различават от цунамита и приливите. Първите възникват в резултат на повишената сеизмична активност на земната кора, а вторите в резултат на въздействието на спътника на нашата планета, Луната.

структура на морските вълни

Вятърната вълна се състои от няколко елемента (виж диаграмата по-долу):

• Гребенът е най-високата точка на вълната.
• Дъното е най-ниската точка на вълната.
• Склонове - подветрено и наветрено.

Подветреният (преден) наклон на вълната винаги е по-стръмен от наветрения. Тук, между другото, има пряка аналогия с пясъчни дюни, които също се образуват под въздействието на вятъра. Приближавайки се до брега, подметката на вълната се забавя на дъното на водоема и гребена й се преобръща, разбивайки се на множество пръски. Този процес е придружен от активно разрушаване на скалите. Ако вълната удари крайбрежна скала, тогава водата се изхвърля под формата на мощен пенест стълб, чиято височина може да достигне няколко десетки метра.

Характеристики на вятърните вълни

В океанографията има четири основни характеристики на морската вълна. Това е:

• Височината е вертикалното разстояние между подметката и билото.
• Дължина - разстоянието между два гребена на съседни вълни.
• Скорост - разстоянието, което върхът на вълната изминава за единица време (обикновено се измерва в метри в секунда).
• Стръмността е съотношението на височината на вълната към половината от нейната дължина.

Дължината на ветровите вълни варира в широки граници от 0,5 до 250 метра, височината може да достигне 20-25 метра. Най-мощните вълни се наблюдават в южното полукълбо, в открития океан. Тук скоростта на тяхното движение често достига 15-20 m/s. Най-малките вълни са характерни за вътрешните морета, които навлизат дълбоко в континента (например за Черно или Азовско море).

Морски вълни: мащаб

Състоянието на морето е термин, използван в океанографската наука за определяне на състоянието на откритата повърхност на големи водни тела (езера, морета, океани). Характеризира се преди всичко с височината на вълните и тяхната сила. За оценка на степента на вълнение на морето се използва 9-точкова скала, разработена от Световната метеорологична организация.

Резултат	Име	Височина на вълната (m)	Външни знаци
0	Идеално спокойно море	0	Повърхността на морето е гладка
1	Спокойно море	0-0, 1	Вълнички и леки вълни
2	Ниско вълнение	0, 1-0, 5	Гребените на вълните започват да се преобръщат, но все още няма пяна
3	Леко вълнение	0, 5-1, 25	Понякога "агнета" се появяват по гребените на вълните
4	Умерено вълнение	1, 25-2, 5	"Агнета" присъстват в големи количества
5	Бурно море	2, 5-4	Появяват се големи хребети
6	Голяма суматоха	4-6	Хребетите образуват големи бури
7	силно вълнение	6-9	Пяната се разтяга на ивици и частично покрива склоновете на вълните
8	Много силно вълнение	9-14	Пяната покрива изцяло склоновете на вълните
9	Изключително вълнение	Над 14	Цялата повърхност на вълните е покрита с дебел слой пяна. Въздухът е наситен с воден прах. Видимостта пада рязко.

Морските вълни като източник на енергия

ИзползвайтеЕстествената енергия на океанските вълни е една от обещаващите области на алтернативната електроенергия. Учените са изчислили, че общата мощност на всички вятърни вълни на планетата е 10²⁰ J/час. Това е колосална цифра, но проблемът е, че получаването и използването на тази енергия е много трудно.

Днес страни като Великобритания, Ирландия, Норвегия и Индия са сериозно ангажирани с развитието на вълновата енергия. Работата на вълновата електроцентрала се основава на преобразуването на механичната енергия на морската вълна в електрическа чрез работни механизми, състоящи се от специални плувки, остриета и махала.

Първата такава електроцентрала беше пусната в Норвегия през 1985 г. Мощността му е 850 kW. Днес редица страни използват вълнова енергия за захранване на автономни шамандури, фарове, ферми за марикултури и дори малки платформи за сондаж.