Formiranje morskih talasa. Zašto su valovi na moru? Kako nastaju morski talasi

Površina mora i okeana rijetko je mirna: obično je prekrivena valovima, a valovi neprestano udaraju o obale.

Neverovatan prizor: masivni teretni brod, koji igraju džinovski olujni talasi na otvorenom okeanu, izgleda da nije ništa više od oraha. Filmovi o katastrofama prepuni su sličnih slika - talas visok kao zgrada od deset spratova.

Talasne oscilacije morske površine nastaju za vrijeme oluje, kada dugi naleti vjetra u kombinaciji s promjenama atmosferskog tlaka formiraju složeno haotično valno polje.

Trčanje valova, kipuća pjena za surfanje

Udaljavajući se od ciklona koji je izazvao oluju, možete posmatrati kako se talasni obrazac transformiše, kako talasi postaju ravnomerniji i uredniji redovi koji se kreću jedan za drugim u istom pravcu. Ovi talasi se nazivaju bujanje. Visina takvih talasa (odnosno razlika u nivoima između najviše i najniže tačke talasa) i njihova dužina (razdaljina između dva susedna vrha), kao i brzina njihovog širenja, prilično su konstantne. Dva vrha mogu biti razdvojena na udaljenosti do 300 m, a visina takvih talasa može doseći 25 m. Vibracije talasa od takvih talasa šire se do dubine od 150 m.

Iz područja formiranja valovi nabujale putuju veoma daleko, čak iu potpunom zatišju. Na primjer, cikloni koji prolaze uz obalu Newfoundlanda uzrokuju valove koji za tri dana stignu do Biskajskog zaljeva kod zapadne obale Francuske - skoro 3000 km od mjesta gdje su se formirali.

Kada se približe obali, kako se dubina smanjuje, ovi valovi mijenjaju svoj izgled. Kada vibracije valova dođu do dna, kretanje valova se usporava, počinju se deformirati, što se završava urušavanjem vrhova. Surferi se raduju ovim valovima. Posebno su spektakularni u područjima gdje se morsko dno naglo spušta blizu obale, na primjer u Gvinejskom zaljevu u zapadnoj Africi. Ovo mjesto je veoma popularno među surferima širom svijeta.

Plima: globalni talasi

Plima i oseka su fenomen potpuno drugačije prirode. To su periodične fluktuacije nivoa mora, koje su jasno vidljive uz obalu i ponavljaju se otprilike svakih 12,5 sati. Oni su uzrokovani gravitacijskom interakcijom oceanskih voda uglavnom s Mjesecom. Period plime i oseke je određen omjerom perioda dnevne rotacije Zemlje oko svoje ose i rotacije Mjeseca oko Zemlje. Sunce takođe učestvuje u formiranju plime i oseke, ali u manjoj meri od Meseca. Uprkos superiornosti u masi. Sunce je predaleko od Zemlje.

Ukupna veličina plime i oseke zavisi od relativnog položaja Zemlje, Meseca i Sunca, koji se menja tokom meseca. Kada su na istoj liniji (što se dešava za vrijeme punog mjeseca i mladog mjeseca), plime i oseke dostižu svoje maksimalne vrijednosti. Najveće plime i oseke su uočene u zalivu Fundy na obali Kanade: razlika između maksimalnog i minimalnog položaja nivoa mora ovdje je oko 19,6 m.

Glasano Hvala!

Možda će vas zanimati:

• 
  

Esej Y. LESNY

Kad bismo mogli da se zajašemo velškom „vremenskom mašinom“, pojurimo na njoj u maglovitu daljinu prošlosti i odatle pogledamo našu kuglu, ne bismo je prepoznali. Prije više milijuna godina, kontinenti ne samo da su imali potpuno različite obrise, već je i sama površina ovih kontinenata imala potpuno drugačiji izgled: prekrivali su ih različiti, vanzemaljski pejzaži, rasle su različite biljke i pronađene su različite životinje. Čovjek sa svojim gradovima, oranicama i putevima tada nije postojao... Samo je jedno ostalo nepromijenjeno kroz sve geološke periode: ovaj pogled na more. Prije više miliona godina, isti valovi su se kotrljali preko njega koji ga sada oru. Pogled na talasastu vodenu površinu je najstariji pejzaž koji poznajemo na zemlji. A i danas je to najčešće: na kraju krajeva, dvije trećine cijele površine naše planete prekriveno je vodom!

Ali možemo li reći da nam je ovaj drevni i rašireni krajolik poznat bolje od svih ostalih? Teško. Nehotice nas privlači surova ljepota olujnog mora, inspirira pjesnike i umjetnike, ali ipak malo znamo o morskim valovima. Čak je i sam tip ovog talasastog pokreta koji većina ljudi zamišlja potpuno pogrešan.

Zapravo, većina ljudi misli da se čini da valovi klize po površini mora, krećući se duž nje, poput vode u riječnom koritu. Ali to nije istina: u uzburkanom moru se kreće samo oblik kretanja, dok sami valovi osciliraju samo gore-dolje. Jeste li ikada vidjeli komad drveta, čamac ili bilo koji plutajući objekt koji pomjera uzburkano more? Imajte na umu da talasi koji se brzo kreću uopće ne nose ovaj predmet sa sobom, već ga samo lagano pomeraju gore-dolje. More se uzburka na potpuno isti način kao što se „uznemiri požutjelo polje“: klasovi ne mijenjaju svoje mjesto na njivi, svaki se klas samo malo ispumpa naprijed i onda se opet uspravi - a u međuvremenu vidite talasi koji jure poljem jedan za drugim. To je oblik kretanja koji teče, a ne same uši.

Izreka „svjetska glasina je kao morski val“ iznenađujuće jasno ilustruje ovu osebujnu vrstu kretanja. Da bi se neke vijesti proširile gradom, nije potrebno da ljudi trče s jednog kraja grada na drugi: usmeno se prenosi od usta do usta.

Po tome se morski valovi razlikuju od onih pješčanih valova kojima vjetar ore pustinje i priobalna područja: ovdje se valovita brda pijeska zapravo, sama po sebi, kreću, a samo se njihov oblik ne pomiče kao na moru.

Zato morski valovi jure tako ogromnom brzinom, često prestižući naše "brze" vlakove: brzine valova od 5...6 hvati u sekundi, ili 40 versta na sat, nisu neuobičajene. Da se ne kreće oblik kretanja, već same vodene mase, takva brzina bi bila nemoguća.

Ali još nismo rekli ništa o razlogu koji stvara talase. Ovaj razlog, kao što je poznato, je vjetar, tj. protok vazduha. Udarajući u vodu, vazdušna struja savija njenu površinu; formira se udubljenje, ali se sledećeg trenutka čestice vode koje se spuštaju silom potiskuju prema gore, tako da se na mestu udubljenja formira uspon. Ovo uzvišenje, koje pada pod uticajem gravitacije, ponovo je zamenjeno dolinom itd. Svaka čestica vode u uzburkanom moru kreće se samo gore-dolje, ali uzbuđenje, počevši u jednom trenutku, prenosi se na susjedne čestice, šireći se sve dalje i pokrivajući ogromno područje. Kretanje valovitog polja prilično dobro ilustruje ovaj fenomen.

Ali vjetar nije jedini razlog za smetnje na moru. Drugi, rjeđi razlog su zemljotresi koji se dešavaju u blizini obale. Takvi talasi nisu visoki, ali veoma dugi i putuju izuzetnom brzinom, ponekad i preko 600 versta na sat! Ali ova vrsta talasa se uočava mnogo rjeđe od talasa koji potiču od vjetra. U nastavku ćemo se prvenstveno osvrnuti na ove potonje.

Koliko su veliki talasi? Često čujemo o kolosalnoj veličini morskih valova, o vodenim planinama visine višespratnice. Precizna mjerenja uništila su ovu legendu o nevjerovatnoj visini valova, a zanimljivo je da što su mjerenja bila tačnija, to su valovi bili niži. Na otvorenom moru valovi rijetko dosežu visinu veću od 6 hvati; Ovo je maksimalna visina, ali obično valovi nisu veći od 3 metra, tako da talas od 5 hvati treba smatrati izuzetkom.

Ali ako je tako, odakle su onda, pitat će se čitatelj, ove priče o morskim valovima nalik na planine, priče koje se ponekad čuje od najsavjesnijih očevidaca? Ovdje stvar leži u čudnoj iluziji vizije. Valove na otvorenom moru morate, naravno, promatrati s palube broda, koja za vrijeme valova ne ostaje horizontalna, već se savija u svim smjerovima. Kada paluba, tokom bacanja, nagne putnika prema moru, on ugleda ogromne vodene valove ispred sebe - i nehotice precjenjuje njihovu visinu, budući da je ne računa iz horizontalne površine, već iz nagnute palube. Drugim riječima, putnik mentalno mjeri ne vertikalni porast vala, već dužinu njegovog nagiba. Kao rezultat ove optičke varke, koju putnik, naravno, ne prepoznaje, talasi mu se čine tako ogromnim.

Zanimljivo je napomenuti da visine valova nisu iste u svim morima. Što je more dublje, to je njegova površina obimnija, što je manje otoka i plićaka na njemu koji ometaju nesmetano kretanje vodenih masa i vjetra - to su valovi veći. U ovom slučaju, salinitet vode, odnosno njena gustina, također igra određenu ulogu. Slana voda je teža od slatke vode i manje je podložna silama vjetra od slatke vode; Zato što je voda slanija, to su niži talasi. Zato su, sa jednakim površinama, jezera burnija od morskih uvala, odvojena od mora stijenama i pješčanim obalama. Ali ako površine vodenih bazena nisu jednake, tada, kao što smo već spomenuli, njihovi valovi neće biti isti. U našem Kaspijskom moru talasi su mnogo manji nego u ogromnom Sredozemnom moru, au ovom potonjem su opet mnogo manji nego u Atlantskom okeanu. Zauzvrat, atlantski valovi nikada ne dosegnu dimenzije koje plaše plivače Antarktičkog oceana, koji se slobodno širi ogromnim prostranstvom južne hemisfere.

Do sada smo govorili o visini talasa i još nismo rekli ništa o njihovoj dužini, tj. o udaljenosti između vrhova (ili između dolina) dva susedna talasa. Što su talasi veći, to je njihova širina veća, i postoji prilično jednostavan odnos između ove dve veličine; Naime, širina je otprilike 30...40 puta veća od visine. Talasi visine tri hvata dostižu 100 hvati u dužinu, a 5...6 hvati, tj. najviši talasi mogu doseći dužinu i do pola milje.

Možda nas ovdje zanima još jedno pitanje: koliko duboko pod vodom se poremećaj širi? Ovo nije prazno pitanje - ima važan praktični značaj za ronjenje, prilikom polaganja morskih kablova itd. Donedavno je bilo prihvaćeno da je dubina prostiranja talasa jednaka 300 puta visini talasa. Iz toga slijedi, na primjer, da kada se talasi od 3 hvati kreću po površini mora, onda se odjeci ovog uzbuđenja osjećaju na dubini od 3x300 = 900 hvati, tj. skoro dve milje. Sada se sumnja da bi se poremećaj mogao proširiti na takve dubine. Direktnim mjerenjima utvrđeno je, međutim, da se na dubini od 100 hvati i dalje osjeća, pa spokojna plovidba Nautilusa Žila Vernova plitko ispod nivoa olujnog mora spada u sferu fantazije.

Mnogi ljudi nisu ni svjesni ogromnog značaja koji morski valovi imaju u prirodi. Za osobu koja svoje brodove povjerava moru, uzbuđenje je nepoželjna pojava: dali bismo mnogo da beskrajno prostranstvo oceana uvijek bude mirno i nepomično. Ali ta brojna živa bića koja žive u njegovim dubinama bez dna imaju potpuno drugačiji stav prema tome. Nemiri povećavaju površinu dodira vode i vazduha, a time doprinose prodiranju kiseonika u gustinu vodenih masa, bez kojih je život nemoguć. To je važna uloga koju uzbuđenje igra u spašavanju prirode! Razbijajući i zakopavajući naše brodove, oluje donose životvorni eliksir u bezgranični podvodni svijet.

Međutim, nije daleko vrijeme kada će i čovjek imati koristi od morskih valova, staviti na njih jaram i natjerati ih da pokrenu svoje mehanizme.

Rice. 1.

Činilo bi se čudnim govoriti o porobljavanju morskih valova od strane čovjeka, ali i sada se grade mehanizmi koje pokreće ništa drugo do valovi mora. Kao primjer, ovdje ćemo opisati nedavno izumljenu mašinu američkog inženjera Ransoma. Svrha mašine je da koristi energiju morskih talasa za kondenzaciju vazduha, koji, kao što je poznato, može pokretati sve vrste mehanizama. Dizajn Ransomove mašine nije komplikovan. Kroz blok A baca se konopac, sa kojeg je okačena prazna gvozdena kutija B i tereta C. Talas podiže plutajuću kutiju IN, rotirajući tako blok A i na njega spojen zupčanik. Ovo posljednje pokreće klipove cilindara D. Kada se talas smiri, s njim se spušta i kutija B, a zupčanik se kreće u suprotnom smjeru. Mehanizam je konstruisan tako da se pri svakom pomeranju zupčanika klipovi u cilindrima kreću naizmjenično naprijed ili nazad, sve vrijeme pumpajući zrak u cilindre D. Komprimirani zrak struji kroz cijev E u rezervoar F, gde se akumulira. Dakle, uvijek postoji slobodan izvor energije u rezervoaru u obliku komprimovanog zraka; Ostaje samo da se to stavi u funkciju.

Postoje i druge vrste takvih poklon motora; za sada još nemaju praktičan značaj, ali će u bliskoj budućnosti industrijska upotreba energije talasa nesumnjivo biti stavljena na širi razmjer. I tada će čovjek ne samo osvojiti more, nego će i njegove buntovne valove učiniti svojim poslušnim robovima.

Izvor informacija:

"Priroda i ljudi".
Ilustrovani časopis za nauku, umetnost i književnost. 1912, br. 2

Valovi koje smo navikli vidjeti na površini mora nastaju uglavnom pod utjecajem vjetra. Međutim, valovi mogu nastati i iz drugih razloga, tada se nazivaju;

Plima, nastala pod uticajem plimnih sila Mjeseca i Sunca;

Barični pritisak, koji nastaje prilikom naglih promena atmosferskog pritiska;

Seizmički (tsunami) nastao kao rezultat potresa ili vulkanske erupcije;

Problemi s brodom koji nastaju kada se brod kreće.

Na površini mora i okeana dominiraju vjetrovi valovi. Plimni, seizmički, tlačni i brodski valovi nemaju značajan utjecaj na plovidbu brodova na otvorenom oceanu, pa se nećemo zadržavati na njihovom opisu. Vjetar valovi su jedan od glavnih hidrometeoroloških faktora koji određuju sigurnost i ekonomsku efikasnost plovidbe, budući da val, naletajući na brod, udara u njega, ljulja ga, udara u bok, poplavljuje palube i nadgradnje i smanjuje brzinu. Kretanje stvara opasne liste, otežava određivanje položaja plovila i uvelike iscrpljuje posadu. Osim gubitka brzine, valovi uzrokuju skretanje plovila i skretanje sa zadanog kursa, a za njegovo održavanje potrebno je stalno pomicanje kormila.

Vjetar valovi su proces nastanka, razvoja i širenja vjetrom izazvanih valova na površini mora. Talasi vjetra imaju dvije glavne karakteristike. Prva karakteristika je nepravilnost: nered u veličinama i oblicima valova. Jedan talas ne ponavlja drugi; veliki može biti praćen malim, ili možda još većim; Svaki pojedinačni talas kontinuirano menja svoj oblik. Vrhovi valova se kreću ne samo u smjeru vjetra, već iu drugim smjerovima. Ovako složena struktura poremećene morske površine objašnjava se vrtložnom, turbulentnom prirodom vjetra koji stvara valove. Druga karakteristika talasa je brza varijabilnost njegovih elemenata u vremenu i prostoru i takođe je povezana sa vetrom. Međutim, veličina valova ne ovisi samo o brzini vjetra, od velike su važnosti trajanje njegovog djelovanja, površina i konfiguracija vodene površine. Sa praktične tačke gledišta, nema potrebe da se poznaju elementi svakog pojedinačnog talasa ili svake talasne vibracije. Stoga se proučavanje valova u konačnici svodi na identifikaciju statističkih obrazaca koji su numerički izraženi ovisnostima između valnih elemenata i faktora koji ih određuju.

3.1.1. Talasni elementi

Svaki talas karakterišu određeni elementi,

Zajednički elementi za talase su (slika 25):

Apex - najviša tačka grebena talasa;

Dno je najniža tačka korita talasa;

Visina (h) - prekoračenje vrha talasa;

Dužina (L) je horizontalna udaljenost između vrhova dvaju susjednih grebena na profilu valova povučenom u općem smjeru širenja valova;

Period (t) - vremenski interval između prolaska dva susjedna talasna vrha kroz fiksnu vertikalu; drugim riječima, to je vremenski period tokom kojeg val pređe udaljenost jednaku njegovoj dužini;

Nagib (e) je odnos visine datog talasa i njegove dužine. Strmina talasa na različitim tačkama talasnog profila je različita. Prosječna strmina talasa određena je omjerom:

Rice. 25. Osnovni elementi talasa.

Za praksu je važan najveći nagib, koji je približno jednak odnosu visine talasa h i njegove poludužine λ/2

- brzina talasa c - brzina kretanja vrha talasa u pravcu njegovog širenja, određena u kratkom vremenskom intervalu reda talasnog perioda;

Talasni front je linija na planu hrapave površine, koja prolazi duž vrhova vrha datog vala, koji su određeni skupom valnih profila povučenih paralelno s općim smjerom širenja vala.

Za navigaciju su od najveće važnosti valni elementi kao što su visina, period, dužina, strmina i opći smjer kretanja valova. Svi oni zavise od parametara strujanja vjetra (brzina i smjer vjetra), njegove dužine (ubrzanja) nad morem i trajanja njegovog djelovanja.

U zavisnosti od uslova nastanka i širenja, talasi vetra se mogu podeliti u četiri tipa.

Vjetar - sistem talasa koji je u trenutku posmatranja pod uticajem vjetra kojim je izazvan. Smjerovi širenja vjetrovitih valova i vjetra u dubokoj vodi obično se poklapaju ili razlikuju za najviše četiri točke (45°).

Vjetar valovi se odlikuju po tome što je njihova zavjetrina strmija od vjetrovitog, pa se vrhovi vrhova najčešće urušavaju stvarajući pjenu, ili ih čak i otkivaju jaki vjetrovi. Kada valovi uđu u plitku vodu i približe se obali, smjerovi širenja valova i vjetra mogu se razlikovati za više od 45°.

Otok - valovi izazvani vjetrom koji se šire u području stvaranja valova nakon što vjetar oslabi i/ili promijeni smjer, ili valovi izazvani vjetrom koji dolaze iz područja stvaranja valova u drugo područje gdje vjetar duva različitom brzinom i/ili u drugom pravcu. Poseban slučaj bujanja koji se širi u odsustvu vjetra naziva se mrtvi talas.

Mješoviti - valovi nastali kao rezultat interakcije valova vjetra i talasa.

Transformacija talasa vetra - promene u strukturi talasa vetra sa promenama dubine. U ovom slučaju, oblik valova je izobličen, postaju strmiji i kraći, a na maloj dubini, koja ne prelazi visinu vala, vrhovi potonjeg se prevrću i valovi se uništavaju.

Po svom izgledu, vjetrovi valovi se odlikuju različitim oblicima.

Talasanje je početni oblik razvoja vjetrovnog talasa koji nastaje pod utjecajem slabog vjetra; Vrhovi talasa podsećaju na ljuske kada se talasaju.

Trodimenzionalni talasi su skup talasa čija je prosečna dužina grebena nekoliko puta veća od prosečne talasne dužine.

Regularni talasi su talasi kod kojih su oblik i elementi svih talasa isti.

Gužva je haotičan poremećaj koji nastaje kao rezultat interakcije valova koji putuju u različitim smjerovima.

Talasi koji se probijaju preko obala, grebena ili stijena nazivaju se razbijačima. Talasi koji se razbijaju u obalnom području nazivaju se surf. U blizini strmih obala i u blizini lučkih objekata, surf ima oblik obrnutog talasa.

Valovi na površini mora dijele se na slobodne, kada sila koja ih je uzrokovala prestane djelovati i valovi se slobodno kreću, i prisilne, kada sila koja je uzrokovala nastanak valova ne prestaje.

Na osnovu varijabilnosti talasnih elemenata tokom vremena, dele se na stabilne talase, odnosno talase vetra, kod kojih se statističke karakteristike talasa ne menjaju tokom vremena, i talase koji se razvijaju ili prigušuju, koji menjaju svoje elemente tokom vremena.

Prema svom obliku, valovi se dijele na dvodimenzionalne - skup valova čija je prosječna dužina vrha višestruko veća od prosječne valne dužine, trodimenzionalne - skup valova čija je prosječna dužina vrha nekoliko puta veća od dužine talasa. , i usamljena, koja ima samo kupolasti vrh bez potplata.

Ovisno o odnosu valne dužine prema dubini mora, valovi se dijele na kratke, čija je dužina znatno manja od dubine mora, i dugačke, čija je dužina veća od dubine mora.

Prema prirodi kretanja valnog oblika, mogu biti translatorni, kod kojih je vidljivo kretanje valnog oblika, i stojeći - bez kretanja. Na osnovu toga kako se valovi nalaze, dijele se na površinske i unutrašnje. Unutrašnji talasi se formiraju na jednoj ili drugoj dubini na granici između slojeva vode različite gustine.

3.1.2. Metode za proračun valnih elemenata

Prilikom proučavanja morskih valova koriste se određeni teorijski principi za objašnjenje određenih aspekata ovog fenomena. Opće zakonitosti strukture valova i prirode kretanja njihovih pojedinačnih čestica razmatra trohoidna teorija valova. Prema ovoj teoriji, pojedinačne čestice vode u površinskim valovima kreću se po zatvorenim elipsoidnim orbitama, čineći punu revoluciju za vrijeme jednako talasnom periodu t.

Rotaciono kretanje sukcesivno lociranih čestica vode, pomerenih za fazni ugao u početnom trenutku kretanja, stvara privid translacionog kretanja: pojedinačne čestice se kreću po zatvorenim orbitama, dok se profil talasa kreće translatorno u pravcu vetra. Teorija trohoidnih valova omogućila je matematički obrazloženje strukture pojedinačnih valova i međusobno povezivanje njihovih elemenata. Dobijene su formule koje su omogućile izračunavanje pojedinačnih valnih elemenata

gde je g ubrzanje gravitacije, talasna dužina K, brzina njegovog širenja C i period t su međusobno povezani zavisnošću K = Cx.

Treba napomenuti da teorija trohoidnih valova vrijedi samo za regularne dvodimenzionalne valove, koji se primjećuju u slučaju slobodnih valova vjetra - bujanja. U trodimenzionalnim vjetrovnim valovima, orbitalne putanje čestica nisu zatvorene kružne orbite, jer pod utjecajem vjetra dolazi do horizontalnog prijenosa vode na površini mora u smjeru širenja valova.

Trohoidna teorija morskih valova ne otkriva proces njihovog razvoja i slabljenja, kao ni mehanizam prijenosa energije s vjetra na val. U međuvremenu, rješavanje upravo ovih pitanja je neophodno kako bi se dobile pouzdane ovisnosti za proračun elemenata vjetrovnih valova.

Stoga je razvoj teorije morskih valova krenuo putem razvijanja teorijskih i empirijskih veza između vjetra i valova, uzimajući u obzir raznolikost stvarnih morskih vjetrovitih valova i nestacionarnost pojave, tj. razvoj i slabljenje.

Općenito, formule za izračunavanje elemenata vjetra mogu se izraziti kao funkcija nekoliko varijabli

H, t, L, C=f(W , D t, H),

gdje je W brzina vjetra; D - ubrzanje, t - trajanje djelovanja vjetra; H - dubina mora.

Za područja plitkog mora, ovisnosti se mogu koristiti za izračunavanje visine i dužine valova

Koeficijenti a i z su promjenjivi i ovise o dubini mora

A = 0,0151H 0,342; z = 0,104H 0,573 .

Za područja otvorenog mora elementi valova čija je vjerovatnoća visina 5% i prosječne valne dužine izračunavaju se prema zavisnostima:

V = 0,45 W 0,56 D 0,54 A,

L = 0,3lW 0,66 D 0,64 A.

Koeficijent A se izračunava pomoću formule

Za područja otvorenog oceana, valni elementi se izračunavaju pomoću sljedećih formula:

gdje je e strmina vala pri malim ubrzanjima, D PR je maksimalno ubrzanje, km. Maksimalna visina olujnih talasa može se izračunati pomoću formule

gdje je hmax maksimalna visina talasa, m, D je dužina ubrzanja, milja.

U Državnom oceanografskom institutu, na osnovu spektralne statističke teorije valova, dobijene su grafičke veze između valnih elemenata i brzine vjetra, trajanja njegovog djelovanja i dužine ubrzanja. Ove zavisnosti treba smatrati najpouzdanijima, dajući prihvatljive rezultate, na osnovu kojih su konstruisani nomogrami za izračunavanje visina talasa u Hidrometeorološkom centru SSSR-a (V.S. Krasyuk). Nomogram (slika 26) je podijeljen u četiri kvadranta (I-IV) i sastoji se od niza grafova raspoređenih u određenom nizu.

U kvadrantu I (računajući od donjeg desnog ugla) nomograma, data je mreža stupnjeva, čija svaka podjela (horizontalno) odgovara 1° meridijana na datoj geografskoj širini (od 70 do 20° N) za karte na razmjera 1:15 000000 polarnih stereografskih projekcija. Mreža stupnjeva je neophodna da se razmak između izobara n i polumjera zakrivljenosti izobara R, mjerenih na kartama drugačije razmjere, pretvori u razmjer 1:15 000000. U ovom slučaju određujemo udaljenost između izobara. izobare n i radijus zakrivljenosti izobara R u meridijanskim stepenima na datoj geografskoj širini. Polumjer zakrivljenosti izobare R je polumjer kružnice s kojom dio izobare koji prolazi kroz ili blizu tačke za koju se vrši proračun ima najveći kontakt. Određuje se pomoću metra odabirom na takav način da se luk povučen iz pronađenog centra poklopi sa datim presjekom izobare. Zatim, na mreži stupnjeva, ucrtavamo izmjerene vrijednosti na datoj geografskoj širini, izražene u stepenima meridijana, i pomoću kompasa određujemo polumjer zakrivljenosti izobara i udaljenost između izobara, koja odgovara skali od 1:15,000,000.

Kvadrant II nomograma prikazuje krivulje koje izražavaju zavisnost brzine vjetra od gradijenta pritiska i geografske širine mjesta (svaka kriva odgovara određenoj geografskoj širini - od 70 do 20° N). Za prelazak sa izračunatog gradijenta vjetra na vjetar koji puše u blizini površine mora (na visini od 10 m), izvedena je korekcija koja uzima u obzir slojevitost površinskog sloja atmosfere. Kada se računa za hladni dio godine (stabilna stratifikacija t w 2°C), koeficijent je 0,6.

Rice. 26. Nomogram za proračun valnih elemenata i brzine vjetra iz mapa polja površinskog pritiska, gdje su izobare ucrtane u intervalima od 5 mbar (a) i 8 mbar (b). 1 - zima, 2 - ljeto.

U kvadrantu III uzet je u obzir utjecaj zakrivljenosti izobare na brzinu geostrofičkog vjetra. Krivulje koje odgovaraju različitim vrijednostima polumjera zakrivljenosti (1, 2, 5, itd.) su date punim (zimskim) i isprekidanim (ljetnim) linijama. Znak oo znači da su izobare ravne. Obično, kada radijus zakrivljenosti prelazi 15°, nije potrebno uzeti u obzir krivinu u proračunima. Duž ose apscise koja razdvaja ključeve III i IV određuje se brzina vjetra W za datu tačku.

U kvadrantu IV nalaze se krive koje omogućavaju određivanje visine takozvanih značajnih talasa (h 3H), koji imaju vjerovatnoću od 12,5%, na osnovu brzine vjetra, ubrzanja ili trajanja djelovanja vjetra.

Ako je moguće pri određivanju visine vala koristiti ne samo podatke o brzini vjetra, već i o ubrzanju i trajanju vjetra, proračun se vrši pomoću ubrzanja i trajanja vjetra (u satima). Da bismo to učinili, iz kvadranta III nomograma spuštamo okomicu ne na krivulju ubrzanja, već na krivulju trajanja vjetra (6 ili 12 sati). Iz dobijenih rezultata (u smislu ubrzanja i trajanja) uzima se manja vrijednost visine vala.

Proračun pomoću predloženog nomograma može se izvršiti samo za područja „dubokog mora“, odnosno za područja gdje dubina mora nije manja od polovine valne dužine. Kada ubrzanje prelazi 500 km ili trajanje vjetra prelazi 12 sati, koristi se ovisnost visine valova od vjetra koja odgovara uvjetima okeana (podebljana kriva u kvadrantu IV).

Dakle, da bi se odredila visina talasa u datoj tački, potrebno je izvršiti sledeće operacije:

A) pronađite polumjer zakrivljenosti izobare R koja prolazi kroz datu tačku ili blizu nje (koristeći kompas odabirom). Polumjer zakrivljenosti izobara određuje se samo u slučaju ciklonske zakrivljenosti (u ciklonima i koritima) i izražava se u meridijanskim stepenima;

B) odrediti razliku pritisaka n mjerenjem udaljenosti između susjednih izobara u području odabrane tačke;

C) koristeći pronađene vrijednosti R i n, u zavisnosti od doba godine, nalazimo brzinu vjetra W;

D) znajući brzinu vjetra W i ubrzanje D ili trajanje vjetra (6 ili 12 sati), nalazimo visinu značajnih valova (h 3H).

Ubrzanje se nalazi na sljedeći način. Iz svake tačke za koju se izračunava visina talasa povlači se strujna linija u smjeru protiv vjetra sve dok se njegov smjer ne promijeni u odnosu na početni za ugao od 45° ili dostigne obalu ili ivicu leda. Otprilike ovo će biti ubrzanje ili putanja vjetra, duž koje bi se trebali formirati valovi koji stignu u datu tačku.

Trajanje djelovanja vjetra definira se kao vrijeme tokom kojeg smjer vjetra ostaje nepromijenjen ili odstupa od prvobitnog za najviše ±22,5°.

Prema nomogramu na sl. 26a, možete odrediti visinu talasa iz karte polja površinskog pritiska, na kojoj su izobare ucrtane kroz 5 mbara. Ako su izobare povučene kroz 8 mbar, tada će nomogram prikazan na sl. 26 b.

Period i dužina talasa mogu se izračunati iz podataka o brzini vetra i visini talasa. Približan proračun perioda talasa može se napraviti pomoću grafikona (Sl. 27), koji pokazuje odnos između perioda i visine talasa vetra pri različitim brzinama vetra (W). Dužina talasa je određena njegovim periodom i dubinom mora u datoj tački prema grafikonu (Sl. 28).

Sam vjetar se može vidjeti na kartama vremenske prognoze: ovo su zone niskog pritiska. Što je njihova koncentracija veća, vjetar će biti jači. Mali (kapilarni) valovi se u početku kreću u smjeru u kojem vjetar duva.

Što jače i duže duva vjetar, to je veći njegov utjecaj na površinu vode. Vremenom, talasi počinju da se povećavaju.

Vjetar ima veći utjecaj na male valove nego na mirne vodene površine.

Veličina vala ovisi o brzini vjetra koji ga formira. Vjetar koji puše konstantnom brzinom moći će stvoriti val uporedive veličine. A kada val dostigne veličinu koju vjetar može gurnuti u njega, postaje "potpuno formiran".

Generisani talasi imaju različite brzine i talasne periode. (Više detalja u članku) Dugoperiodični valovi putuju brže i putuju na veće udaljenosti od svojih sporijih. Kako se udaljavaju od izvora vjetra (propagacija), valovi formiraju linije bujanja koje se neizbježno kotrljaju na obalu. Najvjerovatnije vam je poznat koncept postavljenih valova!

Zovu li se valovi na koje vjetar više ne djeluje? To je upravo ono što surferi traže!

Šta utiče na veličinu otoka?

Tri su glavna faktora koji utječu na veličinu valova na otvorenom moru.
Brzina vjetra– Što je veći, veći će biti i talas.
Trajanje vjetra– slično prethodnom.
Dohvati(područje pokrivenosti vjetrom) – opet, što je veća površina pokrivanja, to je veći val formiran.

Čim vetar prestane da utiče na njih, talasi počinju da gube energiju. Kretat će se sve dok izbočine morskog dna ili druge prepreke na njihovom putu (veliko ostrvo, na primjer) ne upiju svu energiju.

Postoji nekoliko faktora koji utiču na veličinu talasa na određenoj lokaciji. Među njima:

Smjer bujanja– hoće li to omogućiti da otok dođe do mjesta koje nam je potrebno?
okeansko dno– Otok koji se kreće iz dubine okeana na podvodni greben stena formira velike talase sa bačvama unutra. Plitka izbočina nasuprot će usporiti valove i uzrokovati gubitak energije.
Ciklus plime i oseke– neki sportovi u potpunosti zavise od toga.

Saznajte kako se prave najbolji valovi.

U početku se javlja talas zbog vjetra. Oluja nastala na otvorenom okeanu, daleko od obale, stvorit će vjetrove koji će početi utjecati na površinu vode i stoga će se pojaviti otok. Vjetar, njegov smjer, kao i brzina, svi ovi podaci se mogu vidjeti na kartama vremenske prognoze. Vjetar počinje da diže vodu, a počet će se pojavljivati ​​"mali" (kapilarni) valovi koji se u početku kreću u smjeru u kojem vjetar duva.

Vjetar duva na ravnu površinu vode, što duže i jače počne da duva, to je veći udar na površinu vode. Vremenom se talasi spajaju i veličina talasa počinje da se povećava. Stalni vjetar počinje stvarati veliki otok. Vjetar ima mnogo veći utjecaj na već stvorene valove, iako ne velike, mnogo više nego na mirnu površinu vode.

Veličina valova direktno ovisi o brzini vjetra koji ih stvara. Vjetar koji puše konstantnom brzinom može stvoriti val uporedive veličine. I čim val dobije veličinu koju je vjetar unio u njega, on postaje potpuno formiran val koji ide prema obali.

Talasi imaju različite brzine i periode. Valovi sa dugim periodom kreću se prilično brzo i prelaze veće udaljenosti od svojih kolega s manjom brzinom. Kako se udaljavaju od izvora vjetra, valovi se spajaju i formiraju talas koji ide prema obali. Talasi na koje vjetar više ne djeluje nazivaju se "donji valovi". To su valovi koje svi surferi love.

Šta utiče na veličinu otoka? Postoje tri faktora koji utiču na veličinu talasa na otvorenom okeanu:
Brzina vjetra – Što je veća brzina, veći će biti rezultirajući val.
Trajanje vjetra - što vjetar duže duva, slično prethodnom faktoru - val će biti veći.
Dohvati (područje pokrivenosti vjetrom) – Što je veća površina pokrivenosti, veći je proizveden val.
Kada vetar prestane da utiče na talase, oni počinju da gube energiju. Oni će nastaviti da se kreću sve dok ne udare u izbočine dna u blizini nekog velikog okeanskog ostrva i surfer će uhvatiti jedan od ovih talasa u slučaju uspešnih slučajnosti.

Postoje faktori koji utiču na veličinu talasa na određenoj lokaciji. Među njima:
Smjer bujanja je ono što će omogućiti valovima da dođu do mjesta koje nam je potrebno.
Okeansko dno - Otok koji se kreće iz otvorenog okeana nailazi na podvodni greben stijena ili greben - formira velike valove koji se mogu uvijati u cijev. Ili će plitko izbočenje dna, naprotiv, usporiti valove i oni će potrošiti dio svoje energije.
Ciklus plime i oseke - mnoga mjesta za surfanje su direktno pogođena ovim fenomenom.