Ми всі любимо ходити на пляж і насолоджуватися гарною погодою, засмагати і добре купатися. Однак у дні з сильним вітром хвилі заважають нам приймати освіжаючу ванну. Напевно ви коли-небудь замислювалися про те, як ці нескінченні хвилі, які ніколи не закінчуються, але ви не знаєте, чому і що насправді є хвилями.
Ви хочете знати, що таке морські хвилі і як вони утворюються?
Що таке хвиля?
Хвиля - це не що інше, як брижа води, яка знаходиться на поверхні моря. Вони здатні проїхати багато кілометрів над морем і, залежно від вітру, вони роблять це з більшою або меншою швидкістю. Коли хвилі досягають пляжу, вони ламаються і закінчують свій цикл.
Походження
Хоча часто думають, що хвилі спричинені дією вітру, це йде ще далі. Справжнім продуцентом хвилі є не вітер, а Сонце. Саме Сонце нагріває земну атмосферу, але це не робить її рівномірною по всьому. Тобто, деякі сторони Землі нагріваються від дії Сонця, ніж інші. Коли це трапляється, атмосферний тиск постійно змінюється. Місця, де повітря тепліше, атмосферний тиск вищий і створюються зони стабільності та гарної погоди, де переважають антициклони. З іншого боку, коли область не така гаряча від Сонця, атмосферний тиск нижчий. Це призводить до того, що вітри утворюються в напрямку, що не має тиску.
Динаміка вітру в атмосфері працює подібно до динаміки води. Рідина, в даному випадку вітер, має тенденцію йти звідки більший тиск туди, де менший. Чим більша різниця в тиску між однією областю та іншою, тим більше вітру буде дути і призведе до штормів.
Коли вітер починає дмути і впливає на поверхню моря, частинки повітря натираються про частинки води і починають утворюватися невеликі хвилі. Вони називаються капілярними хвилями, і це не що інше, як маленькі хвилі завдовжки лише кілька міліметрів. Якщо вітер дме за кілька кілометрів, капілярні хвилі збільшуються і призводять до більших хвиль.
Фактори, що беруть участь у його формуванні
Існує кілька факторів, які можуть обумовити утворення хвилі та її розмір. Очевидно, сильніші вітри породжують вищі хвилі, але ви також повинні враховувати швидкість та інтенсивність дії вітру та час, коли він залишається зі стабільною швидкістю. Іншими факторами, що обумовлюють утворення різних типів хвиль, є уражена зона та глибина. Коли хвилі наближаються до берега, вони рухаються повільніше через меншу глибину, тоді як гребінь збільшується у висоту. Процес триває до тих пір, поки піднята область не рухається швидше, ніж підводна частина, в цей момент рух дестабілізується і хвиля розривається.
Існують і інші типи хвиль, які є нижчими та округлими, що утворюються внаслідок різниці тиску, температури та солоності прилеглих областей. Ці відмінності призводять до того, що води рухаються і породжують течії, що утворюють невеликі хвилі. Це називається морські хвилі фону.
Найчастіше спостерігаються хвилі, які ми бачимо на пляжі висота від 0,5 до 2 метрів і довжина від 10 до 40 метрів, хоча є хвилі, які можуть досягати 10 і 15 метрів у висоту.
Ще один спосіб виробництва
Існує ще один природний процес, який також породжує утворення хвиль, і це не вітер. Йдеться про землетруси. Землетруси - це геологічні процеси, які, якщо вони відбуваються в морській зоні, можуть утворювати гігантські хвилі, які називаються цунамі.
Коли на дні моря відбувається землетрус, раптова зміна, що відбувається на поверхні, призводить до того, що навколо цієї області виникають хвилі в сотні кілометрів. Ці хвилі рухаються з неймовірно швидкою швидкістю через океан, досягаючи 700 км / год. Цю швидкість можна порівняти зі швидкістю реактивного літака.
Коли припливні хвилі далекі від берега, хвилі рухаються на кілька метрів у висоту. Коли наближається до узбережжя, вони збільшуються у висоту від 10 до 20 метрів і є справжніми водними горами, які впливають на пляжі та завдають серйозної шкоди навколишнім будівлям та всій інфраструктурі в районі.
За всю історію цунамі спричинили численні катастрофи. З цієї причини багато вчених вивчають типи хвиль, що утворюються в морі, щоб зробити узбережжя безпечнішим і, крім того, щоб мати можливість скористатися великою кількістю енергії, що виділяється в них, для виробництва електроенергії як відновлюваного процесу.
Типи хвиль
Залежно від сили та висоти, яку вони мають, існує кілька типів хвиль:
- Вільні або коливальні хвилі. Це хвилі, що знаходяться на поверхні і які зумовлені варіаціями, що відбуваються на рівні моря. У них вода не просувається вперед, вона лише описує поворот при підйомі вгору-вниз майже в тому самому місці, в якому зародився підйом хвилі.
- Перекладні хвилі. Ці хвилі виникають біля берега. Коли вони просуваються, вони торкаються морського дна і в кінцевому підсумку руйнуються з узбережжям, утворюючи багато піни. Коли вода знову повертається, утворюється похмілля.
- Вимушені хвилі. Вони створюються бурхливою дією вітру і можуть бути дуже високими.
Як наслідок глобального потепління рівень моря піднімається, і хвилі все більше пошкоджують узбережжя. З цієї причини важливо знати якомога більше про динаміку хвиль, щоб зробити наше узбережжя безпечнішим місцем.