Hvordan dannes bølger? Surftilstandsrapporter og prognoser for bølgedannelse kompileres baseret på resultaterne videnskabelig undersøgelse og vejrmodellering. For at finde ud af, hvilke bølger der vil dannes i den nærmeste fremtid, er det vigtigt at forstå, hvordan de dannes.

Hovedårsagen til bølgedannelse er vind. bølger, den bedste måde velegnet til surfing, dannes som et resultat af samspillet mellem vinde over havets overflade, væk fra kysten. Vindens virkning er den første fase af bølgedannelsen.

Vinde, der blæser offshore i et bestemt område, kan også forårsage bølger, men de kan også føre til forringelse af kvaliteten af ​​brydende bølger.

Det har vist sig, at vinde, der blæser fra havet, har tendens til at producere ustabile og ujævne bølger, da de påvirker bølgeretningen. Vindene, der blæser fra kysten, tjener i en vis forstand som en slags balancerende kraft. Bølgen rejser mange kilometer fra havets dybder til kysten, og vinden fra land har en "bremsende" effekt på bølgens overflade, så den undgår at bryde længere.

Lavtryksområder = gode bølger til surfing

Teoretisk set områder lavt tryk bidrage til dannelsen af ​​gode, kraftige bølger. I dybet af sådanne områder er vindhastighederne højere, og vindstødene danner flere bølger. Friktionen skabt af disse vinde hjælper med at skabe kraftige bølger, der rejser tusindvis af kilometer, indtil de rammer deres sidste forhindringer, kystområderne, hvor mennesker bor.

Hvis vind, der genereres i områder med lavt tryk, fortsætter med at blæse på havoverfladen i lang tid, bliver bølgerne mere intense, da energi ophobes i alle de resulterende bølger. Derudover, hvis vind fra områder med lavt tryk påvirker et meget stort område af havet, så koncentrerer alle de resulterende bølger endnu mere energi og kraft, hvilket fører til dannelsen af ​​endnu større bølger.

Fra havbølger til surfbølger: havbunden og andre forhindringer

Vi har allerede analyseret, hvordan forstyrrelser i havet og bølgerne genereret af dem dannes, men efter "fødslen" skal sådanne bølger stadig rejse en enorm afstand til kysten. Bølger med oprindelse i havet har en lang rejse at rejse, før de når land.

Under deres rejse, før surfere overhovedet kommer på dem, bliver disse bølger nødt til at overvinde andre forhindringer. Højden på den fremkommende bølge svarer ikke til højden på de bølger, surferne rider på.

Når bølger bevæger sig gennem havet, udsættes de for uregelmæssigheder i havbunden. Når gigantiske bevægelige vandmasser overvinder stigninger på havbunden, Total energien koncentreret i bølgerne ændres.

For eksempel tilbyder kontinentalsokler langt fra kysten modstand mod bevægelige bølger på grund af friktionskraften, og på det tidspunkt, hvor bølgerne når kystvande, hvor dybden er lav, har de allerede mistet deres energi, styrke og kraft.

Når bølger bevæger sig gennem dybhavsvand uden at støde på forhindringer på deres vej, styrter de normalt ind i kystlinje med stor styrke. Dybder havbund og deres ændringer over tid studeres gennem batymetriske undersøgelser.

Ved at bruge dybdekortet er det nemt at finde det dybeste og laveste vand i vores planets oceaner. At studere havbundens topografi har stor betydning for at forhindre skibsvrag og krydstogtskibe.

Derudover kan undersøgelse af bundens struktur give værdifuld information til at forudsige brændingen på et bestemt surfsted. Når bølger når lavt vand, falder deres hastighed normalt. På trods af dette forkortes bølgelængden og toppen øges, hvilket resulterer i en stigning i bølgehøjden.

Sandbanker og bølgetop stiger

Sandbanker ændrer for eksempel altid karakteren af ​​strandpauser. Dette er grunden til, at kvaliteten af ​​bølger ændrer sig over tid, på godt og ondt. Sandede uregelmæssigheder på havbunden tillader dannelsen af ​​distinkte, koncentrerede bølgetoppe, hvorfra surfere kan begynde deres glidning.

Når en bølge møder en ny sandbanke, vil den typisk danne en ny kam, da en sådan forhindring får toppen til at stige, det vil sige dannelsen af ​​en bølge, der er egnet til surfing. Andre forhindringer for bølger omfatter lysker, sunkne fartøjer eller blot naturlige eller kunstige rev.

Bølger genereres af vinden, og når de bevæger sig, påvirkes de af havbundens topografi, nedbør, tidevand, rivestrømme ud for kysten, lokale vinde og bunduregelmæssigheder. Alle disse vejr- og geologiske faktorer bidrager til dannelsen af ​​bølger, der er velegnede til surfing, kitesurfing, windsurfing og boogiesurfing.

Bølgeforudsigelse: teoretiske grundlag

• Langtidsbølger har en tendens til at være større og kraftigere.
• Bølger med kort periode, som regel mindre og svagere.
• Bølgeperioden er tiden mellem dannelsen af ​​to klart definerede toppe.
• Bølgefrekvens er antallet af bølger, der passerer gennem et bestemt punkt i en bestemt tid.
• Store bølger bevæger sig hurtigt.
• Små bølger bevæger sig langsomt.
• Intense bølger dannes i områder med lavt tryk.
• Lavtryksområder er kendetegnet ved Regnvejr og overskyethed.
• For regioner højt tryk egenskab varmt vejr og klar himmel.
• Større bølger dannes i dybe kystområder.
• Tsunamier er ikke egnede til surfing.

Havvand er inde konstant bevægelse. Oftest observerer folk bølger på dens overflade. Men faktisk bevæger hele tykkelsen af ​​vand sig kontinuerligt - fra overfladen til de dybeste lag.

Vandets bevægelse er forårsaget forskellige kræfter: rum, atmosfærisk, intraterrestrisk (jordskælv, vulkanudbrud under vand), intraoceanisk (forskelle i temperatur, saltholdighed og vandtæthed). Alle bevægelser af vand i havet er opdelt i to typer - bølger og strømme.

Den højeste del af bølgen er toppen, den laveste er bunden. De vigtigste egenskaber ved en bølge er dens længde og højde. Bestem hvad bølgelængde og højde er.

Ris. 123. Bølgeelementer

Hvad er bølger? Ordet "hav" fremkalder oftest et billede af bølger, der ruller ind på kysten. Men går du ud på havet på en båd og sætter stævnen til bølgen, vil du bemærke, at bølgerne kun hæver og sænker båden, uden at bringe den tættere på kysten. Det betyder, at vandet, som båden flyder på, også svajer ét sted. Følgelig, mens bølger løber langs vandoverfladen, svinger vandet selv eller rettere dets partikler kun op og ned (fig. 123).

Bølger er vandets oscillerende bevægelser.

Der er dybe og overfladebølger. Dybe bølger opstår ved grænserne af lag af vand med forskellige tætheder. Sådanne bølger er en almindelig forekomst på enhver dybde af oceanerne, de er usikre for dykkere, ubåde, store havskibe med dybt træk.

Overfladebølger dannes under påvirkning af vind, undervandsjordskælv og tidevand.

Vindbølger. Vindbølger opstår fra vindens friktion på vandet. Med en svag vind opstår små bølger - krusninger - på vandoverfladen. I en meget stærk vind - en storm - kan deres højde nå højden af ​​en fem-etagers bygning.

Oftest forekommer storme i de nordlige dele af Stillehavet og Atlanterhavet samt omkring Antarktis syd for 40° S. w. Disse breddegrader kaldes de "brølende fyrrerne". Bølgehøjden her er altid mere end 3 m. Antarktiske farvande Den højeste stormbølge blev også registreret - 30 m.

Når man nærmer sig de let skrånende lavvandede kyster, rører bølgerne bunden, og deres højde stiger. I dette tilfælde vipper bølgetoppen fremad og kæntrer. Sådan opstår brændingen (fig. 124).

Ris. 124. Surf på havkysten

Brændingen skyller strande væk og skaber lavvandede sand, småsten og andre sedimenter.

Når man møder stejle, dybe kyster, rammer bølgen den høje kyst med enorm kraft. På grund af stor styrke Nedslaget ødelægger klipperne, og den høje bank trækker sig tilbage. På sådanne kyster bygger folk specielle bølgebrydere for at beskytte havne og andre strukturer.

Påvirkningen af ​​en stormbølge på en stejl bred kan sammenlignes med kraften af ​​en bil, der kører med 80 km/t, og rammer en betonvæg.

Tsunami. Under kraftige undersøiske jordskælv, vibrationer jordskorpen overføres til vand. Samtidig dannes specielle bølger på overfladen af ​​havene - tsunamier (fig. 125). I åbent hav højden af ​​sådanne bølger er lille - 1-2 m med en længde på op til 600 km. Derfor er de sikre for skibe og endda næsten usynlige. De spreder sig med en hastighed på 400-800 km/t og når kysten.

Ris. 125. Forekomsten af ​​en tsunami

Når man går ind på lavt vand, på grund af bundens nærhed, stiger tsunamiens højde til 10-20 m I smalle bugter og bugter - op til 35-50 m, deraf deres japanske navn "tsunami" - ". en stor bølge, oversvømmer bugten." Før ankomsten af ​​en tsunami trækker havet sig så langt tilbage, at det bliver usynligt. Og så kollapser gigantiske vandskakter på kysten, skyller væk og ødelægger alt på deres vej (fig. 126).

Ris. 126. Konsekvenser af tsunamien

Flodbølger (tidevand). Beboere havkyster De ved godt, at vandstanden i havet stiger og falder 2 gange om dagen. Når vandet stiger - tidevandet - kommer vandet på land. Under lavvande bliver bundstriben tør. Årsagen til tidevandets ebbe og flod er tiltrækningen af ​​havvande af Månen og Solen.

I det åbne hav er en flodbølge næsten usynlig. Men når den løber ind på kysten, oversvømmes den, dvs. tidevandet opstår. Når vand stiger et sted på Jorden, falder dets niveau et andet. Der er lavvande.

Ris. 127. a - tidevand; b - lavvande

På den side af Jorden modsat, hvor Månen er placeret, ser vandet ud til at svulme op og danne en kæmpe, blid aksel. Den følger Månen rundt om hele kloden.

Ris. 128. Tidevandets størrelse i Verdenshavet

Tidevandets størrelse afhænger af forskellige årsager: af havbundens dybde og form, af kystens højde og konturer. Det højeste tidevand er registreret ud for kysten Nordamerika i Fundy-bugten - 18 m I vores land er den højeste tidevandshøjde i Penzhina-bugten ved Okhotskhavet 13 m (fig. 128). For sikker navigation er nøjagtige data om tidspunktet for forekomsten og højden af ​​tidevandet i verdens søhavne nødvendige. Dette afspejles i særlige tidevandstabeller.

Spørgsmål og opgaver

1. Nævn hovedtyperne af vandbevægelser i havet.
2. Hvad er hovedårsagerne til dannelsen af ​​bølger?
3. Hvorfor forsøger skibe at søge ly i bugten under en storm og gå længere ud i det åbne hav under en tsunami?
4. Brug figur 128 til at bestemme, hvor det højeste tidevand er i Rusland.

Der er intet hav uden bølger, dets overflade svinger altid. Nogle gange er disse kun lette krusninger på vandet, nogle gange rækker af højdedrag med muntre hvide hætter, nogle gange truende bølger, der bærer skyer af sprøjt. Selv det roligste hav "ånder". Dens overflade virker fuldstændig glat og skinner som et spejl, men kysten slikkes af stille, knap nok mærkbare bølger. Dette er havets svulmning, varselet om fjerne storme. Hvad er hovedårsagerne til forekomsten af ​​dette naturlige fænomen?

Til videnskabelige, og vigtigst af alt, til praktiske formål, har du brug for at vide alt om bølger: deres højde og længde, hastigheden og rækkevidden af ​​deres bevægelse, kraften i en individuel aksel og energien i det ophidsede hav. Du skal kende dybden, hvor bølgebevægelsen af ​​vandet stadig mærkes, og højden af ​​de sprøjt, der kastes af bølgerne.

Første bølgemålinger Middelhavet lavet i 1725 af den italienske videnskabsmand Luigi Marsigli. Ved overgangen til det 18. og 19. århundrede, regelmæssige observationer af havets bølger og deres målinger blev udført under lange rejser over Verdenshavet af russiske kaptajner I. Krusenstern, O. Kotzebue og V. Golovin. Disse navigatører og videnskabsmænd måtte nøjes med begrænset tekniske muligheder af datiden og selv udvikle og anvende forskningsmetoder.

I dag studeres bølger ved hjælp af komplekse og meget præcise instrumenter, der fungerer automatisk og giver information i form af søjler af færdige digitale data.

Den nemmeste måde at måle bølger på er nær kysten på et lavvandet sted. For at gøre dette skal du bare stikke en fodstang i bunden. Med et kronometer i hånden og notesbog, er det let at finde ud af bølgens højde og tiden mellem to bølgers nærme sig. Ved hjælp af flere af disse målestokke kan du også bestemme bølgelængden og dermed beregne dens hastighed. På åbent hav bliver tingene meget mere komplicerede. Til dette formål er det nødvendigt at konstruere en kompleks struktur bestående af en stor flyder, som er sænket til en vis dybde og fastgjort på et langt kabel ved hjælp af et dødt anker. Den nedsænkede flyder tjener som et sted for fastgørelse af den samme målelineal.

Aflæsningerne af en sådan installation er ikke særlig nøjagtige, derudover har den en anden væsentlig ulempe: observatøren skal altid være tæt på fodstangen, mens bølger og vind har en tendens til at bære sit skib til siden. I sejlflådens dage var det praktisk talt umuligt at holde skibet ét sted, og derfor blev bølgehøjden målt under bevægelse. Til dette formål blev masten på et af de to skibe, der deltager i målingerne, som fulgte hinanden på kort afstand, forvandlet til en målelineal. Observatøren, der stod agter på det førende skib, iagttog, hvordan toppen dækkede masten på det andet skib fra ham, og vurderede dermed bølgens højde.

I begyndelsen af ​​det tyvende århundrede begyndte man at måle bølgehøjder ved hjælp af et meget følsomt barometer (højdemåler). Denne enhed registrerer nøjagtigt skibets stigning og fald i bølgerne, men den registrerer desværre også alle former for interferens, især ændringer i barometertrykket, som hurtigt opstår og gentages gentagne gange i hård vind.

Trykmålere, der ligger på bunden, reagerer meget mere præcist på forstyrrelser. Når en bølge passerer, ændres trykket over enheden, og signalerne sendes via ledninger til land eller optages direkte i bunden af ​​en optager. Ganske vist er det på denne måde kun muligt at måle bølgehøjden på lavt vand, hvor dybden er sammenlignelig med bølgehøjden. På store dybder udlignes trykket i overensstemmelse med Pascals lov og afhænger med stigende dybde mindre og mindre af bølgernes højde.

Meget nøjagtige og varierede bølgedata opnås ved at behandle stereoskopiske fotografier af havoverfladen. For at gøre dette er to synkront fungerende kameraer placeret på forskellige master på et skib, på enderne af vingerne på et fly, der flyver lavt over havet, eller endda på to fly, der flyver på en parallel kurs. Ved fotogrammetrisk behandling af billeder genoprettes havets relief på fotograferingstidspunktet. Det ligner et billede af frosne bølger. På denne paradoksale model af et turbulent, men ubevægeligt hav, foretages alle nødvendige målinger.

Den vigtigste kraft, der forårsager forstyrrelser, er vinden. I roligt vejr, især om morgenen, virker havets overflade spejlagtig. Men så snart selv den svageste vind stiger, opstår der turbulenser i den på grund af luftens friktion på vandoverfladen. Som et resultat af dannelsen af ​​hvirvler over en glat vandoverflade bliver trykket ujævnt, hvilket fører til dets forvrængning - krusninger opstår. Bag bølgernes toppe intensiveres processen med hvirveldannelse, og i sidste ende fører dette til dannelsen af ​​bølger, der forplanter sig i vindens retning.

En svag vind forstyrrer kun det tyndeste lag vand; bølgeprocessen er bestemt af overfladespændingen. Når vinden øges, når bølgelængden når cirka 17 millimeter, overvindes modstanden af ​​overfladespænding, og bølgerne bliver gravitationsmæssige. I dette tilfælde skal vinden kæmpe mod tyngdekraften. Hvis vinden bliver til en storm, når bølgerne gigantiske størrelser.

Længe efter at vinden har lagt sig, fortsætter havet med at svulme op og danner dønninger. Vindbølger bliver også til dønninger, når de bevæger sig uden for det område, hvor orkanen raser. Lave og lange dønninger er usynlige i det åbne hav. Når de nærmer sig lavvandet, bliver de højere og kortere og danner en kraftig brænding nær kysten. I et stort område af havet raser en storm altid her og der. Dønningsbølgerne spreder sig fra den i alle retninger over en enorm afstand, og derfor stopper havets dønning aldrig.

Når luftstrømme flyder rundt om en bølgeoverflade, opstår der infralyde, som akademiker V. Shuleikin kaldte "havets stemme." Infralyde, der stammer fra bølgerne som følge af afbrydelse af hvirvler fra bølgetoppene, forplanter sig i luften med lydens hastighed, det vil sige hurtigere end bølgerne. På grund af sin lave frekvens absorberes "havets stemme" svagt af atmosfæren og kan detekteres på stor afstand af specielle instrumenter. Disse infralydsignaler tjener som et varsel om en forestående storm.

Bølgehøjden i det åbne hav kan nå betydelige værdier, og det afhænger, som det allerede er blevet sagt, af vindhastigheden. Den højeste bølge, der kunne måles i Atlanterhavet, viste sig at være lig med 18,3 meter.

I 1956 i den sydvestlige del Stillehavet På det sovjetiske skib Ob, der regelmæssigt foretager videnskabelige rejser til Antarktis, blev der også registreret bølger på 18 meter. Tyfoner i Stillehavet indeholder enorme bølger på tredive meters højde.

For en person, der står på dækket af et skib i et stormfuldt hav, virker bølgerne meget stejle, hængende som vægge. Faktisk er de flade. Typisk er bølgelængden 30-40 gange større end dens højde, kun i sjældne tilfælde er forholdet mellem bølgehøjden og dens længde 1:10. Således overstiger den største stejlhed af bølger i det åbne hav ikke 18 grader.

Længden af ​​stormbølger overstiger ikke 250 meter. I overensstemmelse med dette når deres spredningshastighed 60 kilometer i timen. Svulmende bølger, som længere (op til 800 meter eller mere), ruller med en hastighed på omkring 100 kilometer i timen, og nogle gange endda hurtigere.

Man skal huske på, at ved denne gigantiske hastighed bevæger den sig ikke vandmasse, som danner en bølge, men kun dens form, mere strengt, bølgens energi. En vandpartikel i et oprørt hav laver ikke translationelle, men oscillerende bevægelser. Desuden svinger den i to retninger samtidigt. I det lodrette plan er dets udsving forklaret af forskellen i niveauer mellem bølgetoppen og dens base. De opstår under indflydelse gravitationskræfter. Men da når højderyggen sænkes til sålens niveau, presses vandet til siderne, og når det stiger vender det tilbage til sin oprindelige plads, udfører vandpartiklen ufrivilligt oscillerende bevægelser også i vandret plan. Kombinationen af ​​begge bevægelser fører til, at vandpartikler faktisk bevæger sig i cirkulære baner, hvis diameter ved overfladen er lig med bølgens højde. Mere præcist beskriver de spiraler, da vandet under påvirkning af vinden også modtager fremadgående bevægelse, hvorved der som sagt opstår havstrømme.

Kun bevægelseshastigheden af ​​partikler i baner overstiger væsentligt bevægelseshastigheden for centrene af disse baner i vindens retning.

Vandpartiklernes oscillerende bevægelser aftager hurtigt med dybden. Når bølgehøjden er 5 meter ( gennemsnitlig højde bølger under en storm), og længden er 100 meter, så i en dybde på 1-2 meter er diameteren af ​​vandpartiklernes bølgebane 2,5 meter, og i en dybde på 100 meter er den kun 2 centimeter.

Korte, stejle bølger forstyrrer dybt vand mindre end lange, flade bølger. Jo længere bølgen er, jo dybere mærkes dens bevægelse. Nogle gange fandt fiskere, der satte deres hummerfælder i Den Engelske Kanal på 50-60 meters dybde, dem med et halvt kilogram sten efter en storm. Det er tydeligt, at dette ikke var jokes af hummere: Stenene rulles ind i fælden af ​​dybe bølger. På nogle undervandsfotografier ses sandbølger på bunden ned til 180 meters dybde, som følge af oscillerende bevægelser nederste lag af vand. Det betyder, at selv på sådan en dybde mærkes forstyrrelsen af ​​havoverfladen stadig.

Under påvirkning af vinden ophobes der en enorm mængde energi i havets overfladelag, som endnu ikke er blevet udnyttet.

Stormbølger 5 meter høje og 100 meter lange på hver meter af deres kam udvikler en effekt på over tre tusinde kilowatt, og energien af ​​en kvadratkilometer af et rasende hav måles i milliarder af kilowatt i sekundet. Hvis der findes en måde at bruge energien fra havets bølgebevægelse på, vil menneskeheden for altid slippe af med truslen fra energikrisen. I mellemtiden bringer denne formidable kraft ikke folk andet end problemer. Det handler om slet ikke om småting som søsyge, selvom mange, der har oplevet det, ikke deler denne mening. Stormbølger, selv meget blide, udgør en formidabel fare for moderne oceangående skibe, hvis rulning under rullen når en sådan størrelse, at skibet kan kæntre.

Det er der utallige eksempler på. L. Titov giver i sin bog "Wind Waves on the Oceans and Seas" data om ofrene, der blev opslugt af havet den 5.-8. december 1929.

I fire dage rasede en storm på 10-12 styrker ud for Europas kyst. Allerede på den første dag kæntrede en enorm bølge Duncan-dampskibet med et deplacement på 2.400 tons ud for Englands kyst. Så blev en flydedok med en forskydning på 11 tusinde tons oversvømmet af bølger og sank ud for Hollands kyst. I Den Engelske Kanals bølger sank to dampskibe med en deplacement på 5 og 8 tusind tons med hele deres besætning, den engelske damper Volumnia med en deplacement på 6.600 tons, samt flere dusin andre små skibe, omkom med hele deres besætning . Selv de enorme transatlantiske liners var hårdt ramt.

I sådan et vejr kan selv sømænd, der er vant til havets strabadser, ikke fordrage det, hvordan det er for almindelige passagerer, hvis oplevelser Rudyard Kipling talte meget godt om: "Hvis der er grønt mørke i glasset; kahytten, og sprøjten flyver op til skorstenene, og stiger hvert minut, så bukker, så agterstavn, og tjeneren, der hælder suppe, falder pludselig i terningen, hvis drengen ikke er klædt på om morgenen, ikke vaskes og hans barnepige er ligger som en sæk på gulvet, og hans mors hoved knækker af smerte, og ingen griner, drikker eller spiser, - så forstår vi, hvad ordene betyder: fyrre Nord, halvtreds vest!”

Mange oceangående skibe er nu udstyret med stabilisatorer. Om nødvendigt strækker fire vinger, der ligner fiskefinner, sig fra undervandsdelen af ​​skroget. Rullemålere er installeret flere steder på skibet, og deres aflæsninger sendes via ledninger til en speciel computerenhed, som styrer bevægelsen af ​​hydrofoilerne. Så snart skibet vipper lidt til siden, begynder vingerne at bevæge sig. Ved at adlyde signalerne roterer hver af dem i en bestemt vinkel, og deres fælles handlinger justerer kroppens position.

Driften af ​​stabilisatorerne sænker hastigheden noget, men tillader ikke skibet at falde fra side til side, selvom de desværre ikke forhindrer stigning.

I praksis med navigation er en ret enkel, men meget korrekt teknik blevet brugt til at berolige et rasende hav siden oldtiden. Det er kendt, at en olieagtig væske hældt over bord øjeblikkeligt spreder sig over overfladen og udjævner bølgerne og reducerer også deres højde. Animalsk fedt, som f.eks. hvalspæk, giver de bedste resultater. Mindre tyktflydende vegetabilske og mineralske olier er meget svagere.

Mekanismen for virkningen af ​​olieholdige væsker på bølger blev optrevlet af akademiker V. Shuleikin. Han fandt ud af, at selv et tyndt lag oliefilm absorberer en betydelig del af energien fra vandets oscillerende bevægelser.

Af samme grund aftager spændingen ved kraftig regn eller hagl, samt i området flydende is. Is, hagl og regndråber forsinke vandpartiklernes orbitale bevægelser og "dæmpe" spænding. I øjeblikket, på grund af behovet for at tage sig af havets renhed, praktiseres det ikke længere at hælde olietønder overbord.

Bølgerne bringer en masse problemer, nogle gange bliver til virkelige katastrofer, til kysten. Selv muldvarpe, dæmninger og bølgebrydere beskytter ikke altid havne. De lukker pålideligt indsejlingen for relativt korte stormbølger, men blide dønninger med en højde på kun 30-40 centimeter trænger uhindret ind i havnen, og så begynder alt vandet i den at bevæge sig. Fartøjer for anker begynder at rykke tilfældigt, dreje deres skrog enten på tværs af eller mod vinden og kollidere med hinanden. Og dem, der står ved molen, river fortøjningslinerne i stykker.

Når bølgen nærmer sig kysten, ændrer den sin form og højde, da den begynder at "mærke" bunden. Fra dette øjeblik bliver dens forreste skråning stejlere og stejlere, bliver helt lodret, og til sidst begynder højderyggen at hænge fremad og falder ned på lavvandet i en kaskade af sprøjt og skum.

På store dybder er betydelige vandmasser involveret i bølgeprocessen, selv når bølgen ikke er særlig høj. Når en sådan bølge kommer ind på lavt vand, falder vandmassen, men energien, hvis vi negligerer friktionstab, forbliver den samme, mens bølgens amplitude bør stige. Vandpartiklerne, der danner bølgen, når de nærmer sig kysten, ændrer deres bevægelsesbane: fra cirkulær bliver den gradvist elliptisk med en stor vandret akse. Helt i bunden bliver disse ellipser så langstrakte, at vandpartikler begynder at bevæge sig vandret frem og tilbage og bærer sand og sten med sig. Enhver, der har svømmet under brændingen, ved, hvor smertefuldt disse sten rammer benene. Hvis brændingen er stærk nok, bærer den kampesten med sig, der kan slå en person væk fra fødderne.

Selv folk på land kan komme i problemer. I 1938 fejede orkanbølger omkring 600 mennesker væk fra Englands kyst for altid. I 1953 døde 1.500 mennesker under lignende omstændigheder i Holland.

Ikke mindre tragiske konsekvenser er forårsaget af de såkaldte enkeltbariske bølger, der opstår som følge af et kraftigt fald atmosfærisk tryk. Efter at have rejst flere hundrede, eller endda tusinder af kilometer fra oprindelsesstedet, rammer en sådan bølge pludselig kysten og skyller alt på sin vej væk. I 1900 bar en enkelt bølge, der ramte kysten af ​​den nordamerikanske stat Texas, alene i byen Galveston, 6 tusinde mennesker ud på havet. Den samme bølge i 1932 dræbte 2.500 mennesker - mere end halvdelen af ​​indbyggerne i den lille cubanske by Santa Cruz del Sur. I september 1935 rullede en enkelt trykbølge 9 meter høj ind på Floridas kyst og tog 400 liv.

Det har længe været kendt, at mennesket kan bruge selv de mest formidable naturkræfter til sin fordel. Ja, beboere Hawaii-øerne, efter at have fundet ud af arten af ​​brændingens rullende bølger, lykkedes det at "ride" dem. Når de vender tilbage fra fiskeriet, nærmer de sig bryderområdet, placerer behændigt båden på toppen af ​​en bølge, som i løbet af få minutter fører dem til kysten.

Bølgeridning er også en gammel nationalsport blandt øboerne. En vandski er lavet af et bredt, to meter langt bræt med afrundede kanter. Svømmeren lægger sig på den og ror hænderne mod havet. Det er meget vanskeligt at overvinde stigningen på denne måde, men lokale beboere er godt klar over, hvor de såkaldte rip-strømme findes og bruger dem dygtigt.

Ripstrømme er et biprodukt af brændingen, hvilket får vandstanden nær kysten til at stige lidt. Det akkumulerede vand har en tendens til at gå tilbage til havet, men dets udstrømning forhindres af nye indkommende bølger. Dette kan ikke fortsætte i det uendelige før eller siden, bliver bølgevandet nogle steder brudt af brændingsbølgerne og styrter mod dem i en hurtig smal strøm ud i det åbne hav.

En uerfaren svømmer, der er fanget i en rivestrøm og ser, at han bliver båret væk fra kysten, forsøger at svømme hen imod ham, men bliver hurtigt træt og bliver derefter let et offer for havet. I mellemtiden er det meget let at undslippe; for at gøre dette er det nok at svømme et par meter ikke til kysten, men langs den og komme ud af farezonen.

Atleter på brædder i rivestrømme går ud over bryderne på få minutter og vender tilbage dertil. Efter at have fanget det øjeblik, hvor toppen af ​​en kollapsende bølge begynder at vokse og bliver dækket af hvidt skum, skynder den modige svømmer sig hen imod den og stiller sig på brættet i fuld højde. Han styrer behændigt sit sportsudstyr og skynder sig hurtigt på toppen af ​​en bølge, omgivet af strømme af boblende skum. Denne sport har også slået rod i Australien, hvor svømmere på brætter ikke kun har det sjovt – de har reddet mange mennesker, der blev angrebet af hajer eller begyndte at drukne.

Introduktion

Der er intet hav uden bølger, dets overflade svinger altid. Nogle gange er disse kun lette krusninger på vandet, nogle gange rækker af højdedrag med muntre hvide hætter, nogle gange truende bølger, der bærer skyer af sprøjt. Selv det roligste hav "ånder". Dens overflade virker fuldstændig glat og skinner som et spejl, men kysten slikkes af stille, knap nok mærkbare bølger. Dette er havets svulmning, varselet om fjerne storme. Hvad er hovedårsagerne til dannelsen af ​​bølger, og hvordan påvirker havets bølger en person og hans aktiviteter?

Relevans denne sag stiger konstant i forhold til udviklingen af ​​den menneskelige civilisation og udviklingen af ​​havområder.

Dette arbejde har til formål at hjælpe med at løse problemer relateret til bølgeprocesser og at beskrive så detaljeret som muligt alt, der er forbundet med dem, deres natur og aktivitet.

Typer af havforstyrrelser

Havforstyrrelser kan opdeles i flere typer. Disse typer skelnes i henhold til egenskaberne for hver af dem.

Bølgeklassificering

Der er mange klassifikationer af bølger, der adskiller sig i deres fysisk natur, i henhold til en specifik distributionsmekanisme, i henhold til distributionsmediet osv.

Alt efter karakteren af ​​de bølgedannende kræfter opdeles bølger i 2 typer: frie og tvungne.

Frie bølger er ikke direkte påvirket af de kræfter, der forårsager dem, men exciteres af initiale eller grænseforstyrrelser. Afhængigt af arten af ​​den forstyrrende kraft skelnes følgende undertyper af frie bølger:

vindbølger forårsaget af indledende forstyrrelse - virkningen af ​​vindspænding;

seismiske bølger forårsaget af undersøiske jordskælv og vulkanudbrud (tsunamier);

bølger forårsaget af den dynamiske ustabilitet af store strømme.

Forcerede bølger er under direkte påvirkning af de kræfter, der forårsager dem. De er opdelt i 3 undertyper:

vindbølger ophidset af vindens påvirkning på vandoverfladen;

bariske bølger exciteret af en atmosfærisk trykgradient (se Anemobariske 1-bølger);

tidevandsbølger ophidset af Månens og Solens tidevandskræfter.

Afhængigt af lagdelingen af ​​farvande er alle bølger opdelt i 2 typer: overflade og indre.

Overfladebølger har en maksimal amplitude på den frie overflade, og deres karakteristika afhænger ikke af vandets lagdeling efter tæthed. Med stigende dybde falder amplituden af ​​sådanne bølger ifølge en lov tæt på eksponentiel. Opdriftskræfter spiller en væsentlig rolle i dannelsen af ​​indre bølger; disse bølgers karakteristika afhænger væsentligt af vandets lagdeling og vertikale stabilitet. Amplituden af ​​interne bølger er omvendt proportional med vandtæthedens lodrette gradient.

Anemobariske bølger - Tvungne lange gravitations- eller inerti-gravitationsbølger, der opstår under påvirkning af vind og atmosfærisk tryk. De kan være progressive eller stående. Perioderne med anemobariske bølger varierer fra flere minutter til en dag, højden i det åbne hav overstiger ikke 1 m. kystzone lange bølger af anemobarisk oprindelse yder et væsentligt bidrag til stormfloder, som nogle gange fører til katastrofale oversvømmelser.

Afhængigt af graden af ​​deltagelse i dannelsen af ​​overflade- og indre tyngdekraftsbølger og kræfter forårsaget af jordens rotation og sfæriskhed skelnes klasser af bølger. Opdelingen i klasser er baseret på forholdet mellem perioden for bølgerne T og perioden med inertioscillationer Тр = р/ ьsinт, hvor у er vinkelhastigheden af ​​Jordens rotation; c -- geogr. stedets breddegrad. Følgende klasser af bølger skelnes:

gravitation, i dannelsen af ​​hvilken tyngdekraften spiller en dominerende rolle (T<

inertial-gravitation, for hvis dannelse både tyngdekraften og afbøjningskraften fra Jordens rotation er afgørende (T<Тp);

inerti eller gyroskopisk, i hvis dannelse den dominerende kraft er Corioliskraften (T = Tp);

planetariske (såkaldte Rossby-bølger), forårsaget af den kombinerede virkning af jordens rotation og kugleform (T>>Tr).

Klassen af ​​inertibølger i interne bølger skelnes ikke, da de hovedsageligt udbreder sig i det vandrette plan og ikke afhænger af lagdelingen af ​​vand. I klasserne af overfladebølger og indre tyngdekraftsbølger skelnes der mellem typer: korte bølger, hvis længde er væsentligt mindre end havets dybde, og lange bølger eller bølger af lavt vand, hvis længde er meget større end dybden. fra havet.

I klassen af ​​planetbølger opdeles korte og lange bølger afhængigt af forholdet mellem bølgelængde og poollængde. Når dette forhold er lille, er bølgerne korte, når det er højt, er bølgerne lange.

I klasserne af inertial-tyngdekraft og inertibølger skelnes der ikke mellem typer.

Endelig, i henhold til arten af ​​deres udbredelse, opdeles bølger i progressive (progressive eller, som de også kaldes, rejser) og stående. Translationelle bølger (f.eks. vindbølger) har en synlig formbevægelse. Stående mennesker har ikke sådan bevægelse. Under virkelige havforhold er de observerede bølger en kompleks kombination af frie og tvungne, stående og fremadgående bølgesystemer af forskellig oprindelse. Naturen af ​​bølgeprocesser er især kompliceret i kystområder på grund af indflydelsen fra topografien af ​​bunden og kysterne, refleksion, diffraktion og brydning af havbølger.

Bølge er en form for periodisk, kontinuerligt skiftende bevægelse, hvor vandpartikler oscillerer rundt i deres ligevægtsposition.

Hvis vandpartikler af en eller anden grund fjernes fra ligevægtspositionen, vil de under påvirkning af tyngdekraften stræbe efter at genoprette den forstyrrede ligevægt. I dette tilfælde vil hver vandpartikel udføre en oscillerende bevægelse i forhold til ligevægtspositionen uden at bevæge sig sammen med den synlige form for bølgebevægelse.

Bølger kan opstå under påvirkning af forskellige årsager (kræfter). Afhængigt af oprindelsen, det vil sige årsagerne, der forårsagede dem, skelnes følgende typer af havbølger.

1. Friktionsbølger (eller friktionsbølger). Disse bølger omfatter primært vindbølger, som opstår, når vinden virker på havets overflade. Disse omfatter også de såkaldte indre, eller dybe, bølger, som opstår i dybder, når et lag vand af en tæthed bevæger sig hen over et lag vand af en anden tæthed.

Forskning har fastslået, at hvis en anden væske med en anden densitet bevæger sig over en væske med en densitet, dannes der bølger på overfladen, der adskiller begge væsker. Størrelsen af ​​disse bølger afhænger af forskellen i væskers bevægelseshastighed i forhold til hinanden og forskellen i densitet af de to medier. Dette gælder også i tilfælde af luftbevægelse over vand. Det er derfor, der opstår bølger både i havets dybder og i de høje lag af atmosfæren, hvis der er en lignende bevægelse af to vand- eller luftmasser med forskellig tæthed.

1. Bariske bølger opstår, når atmosfærisk tryk svinger. Udsving i atmosfærisk tryk forårsager stigninger og fald af vandmasser, hvor vandpartikler stræber efter at indtage nye ligevægtspositioner, men efter at have nået dem udfører de oscillerende bevægelser ved inerti.


2. Tidevandsbølger opstår under påvirkning af fænomenet ebbe og strøm af tidevand.


3. Seismiske bølger dannes under jordskælv og vulkanudbrud. Hvis kilden til et jordskælv er placeret under vand eller tæt på kysten, så overføres vibrationerne til vandmasserne, hvilket forårsager seismiske bølger i dem, som også kaldes tsunamier.


4. Seiches. I have, søer og reservoirer, ud over vibrationer af vandpartikler i form af translationelle bølger, observeres ofte periodiske vibrationer af vandpartikler kun i lodret retning. Sådanne bølger kaldes seiches. Under seiches forekommer vibrationer, der ligner vibrationer, i et periodisk gyngende fartøj. Den enkleste type seiche opstår, når vandstanden stiger ved den ene kant af reservoiret og samtidig falder ved den anden. I dette tilfælde er der i midten af ​​reservoiret en linje, langs hvilken vandpartikler ikke har lodrette bevægelser, men bevæger sig vandret. Denne linje kaldes seiche-knuden. Mere komplekse seiches er to-node, tre-node osv.

Seiches kan opstå som følge af forskellige årsager. En vind, der blæser over havet i nogen tid i samme retning, frembringer en bølge af vand ved lækysten. Med vindens ophør begynder seiche-lignende niveauudsving straks. Det samme fænomen kan opstå under påvirkning af forskelle i atmosfærisk tryk forskellige steder i vandbassinet. Senche-udsving i havniveauet skabes af seismiske vibrationer i meget små bassiner (i en havn, i en spand osv.) Seiches kan opstå under skibes passage.