8.1: Хвилі

Last updated
Save as PDF

Page ID: 37102

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

У найпростішому визначенні хвилі можна охарактеризувати як енергію і воду. Кожна хвиля має гребінь, який є найвищою точкою хвилі, за якою слідує жолоб, найнижча точка хвилі (NOAA). Як видно на діаграмі нижче, відстань між двома хвилями - це довжина хвилі.

Малюнок: Анатомія хвилі. джерело: noaa

Хвилі можуть бути викликані низкою речей, таких як: землетруси, виверження вулканів та зсуви, але найпоширенішими є поверхневі хвилі, спричинені вітрами (CoastalCare). Коли вітер дме по поверхні води, це створює тертя між повітрям і водою, викликаючи утворення хвилі (NOAA). У міру утворення хвилі вітру стає легше захоплювати воду, створюючи більші хвилі. Розмір хвилі може залежати від трьох речей: сили вітру, тривалості вітру та вилучення. Fetch - це безперебійна відстань, на якій вітер дме з дуже невеликою зміною напрямку вітру (NOAA). Більші хвилі створюються більшою тривалістю вітрів; чим сильніші вітри, тим вище хвилі і чим більше приплив, тим більшими стають хвилі (CoastalCare). У міру наближення хвилі до берега напрямок хвилі може змінюватися за рахунок контуру суші (NOAA).

Хвилі шахраїв

Хвилі шахраїв спочатку вважалися міфом, щоб покрити помилки моряків, які зазнали аварії в морі, але хвилі шахраїв - це просто регулярні хвилі незвичайної висоти. Хвилі шахраїв виникають, коли є великі набряки, які надходять з декількох напрямків і об'єднуються разом, щоб зробити одну велику хвилю (NOAA). Виділяють три основні характеристики хвилі-ізгоїв:

Їх висота більше ніж в два рази перевищує розміри навколишніх хвиль,
Вони часто приходять несподівано з інших напрямків, крім переважаючих вітру і хвиль, і
Вони непередбачувані. (НОАА)

Хвиля шахраїв була помічена в 2005 році, коли 70-футовий хвиля врізався в норвезький круїзний лайнер. Середня висота хвиль становила приблизно 30 футів того дня до того, як шахрай один ударив, завдаючи шкоди корпусу цього корабля (NOAA).

Що призводить до розриву хвиль?

Коли хвилі розриваються на пляжі або берегової лінії, це через зменшення глибини води, що хвиля повинна працювати з, коли вона наближається до берега. Коли набір хвиль наближається до берега, вони починають більше взаємодіяти з дном, ніж у глибокому океані. Це призводить до того, що хвилі сповільнюються і з'єднуються разом, тоді як час між гребенями (періодом) залишається незмінним. (Coastalcare.org) Як це відбувається, висота хвилі починає збільшуватися, тоді як хвиля продовжує сповільнюватися через взаємодію з морським дном. Зрештою, верхня частина хвилі буде рухатися швидше, ніж нижня, і призведе до перекидання верхньої частини над передньою частиною, також називається перервою. (серфінг-waves.com)

Хвилі також можуть прорватися у відкритому океані. Це викликано тим же вище водним процесом, що і розрив берега і відбувається, коли вершина хвилі рухається швидше, ніж нижня частина хвилі. Однак у відкритому океані немає взаємодії з дном, що викликає це. Щоб хвиля прорвалася в океані вітри, що утворюють її, повинні бути досить сильними, щоб змусити хвилю досягти висоти, на якій вода в різних ділянках колони рухається з різною швидкістю через гравітаційні взаємодії. Якщо це станеться, то хвиля може зазнати типового розриву, як це видно на береговій лінії. (морський інсайт.com)

Хвиля розриву північного берега Оаху, Гаваї (www.surfingnews.com/wpconte... -surf-spot.jpg)

Посилання:

coastalcare.org/освіта/хвилі/

www.серфінг-хвиля/хвиля/ч... aves_break.htm http://oceanexplorer.noaa.gov/edu/le...ing_waves.html

www.marineInsight.com/морський/... морських хвиль/

Цунамі

Цунамі - це надзвичайно великі хвилі, які іноді можуть досягати висоти понад 100 футів. Ці типи хвиль викликані порушеннями вздовж дна океану від підводних зсувів, вулканічної активності або землетрусів (National Geographic). Вони можуть мати руйнівні наслідки в регіонах, де можуть виникнути цунамі. У глибокому океані хвилі цунамі можуть здаватися лише висотою близько фута і можуть подорожувати з дуже високою швидкістю близько 500 миль на годину (NOAA). Однак, коли хвиля наближається до берега, вони сповільнюються.

і починають набирати енергію і висоту. Корито досягає берега першим, створюючи ефект вакууму, відсмоктуючи воду і оголюючи берегову лінію (National Geographic). Це насправді може бути першим попереджувальним знаком про те, що a tsuna m i наближається, і він може прибути протягом 5 хвилин. Знання ознак цунамі, що наближається, може допомогти різко зменшити шкоду.

Цунамі - це дуже великі хвилі, які потенційно можуть досягати 100 футів і більше. Землетруси, зсуші, виверження вулкана або метеорит можуть спричинити цунамі, і вони відбуваються вздовж кордонів плит, це пов'язано з підводними порушеннями. Хвилі виходять назовні у всіх напрямках, звідки бере початок цунамі. Топографія берегової лінії та дна океану має велике значення для розмірів хвилі. Цунамі підбіг описує висоту над рівнем моря, яку досягає цунамі. Процес дуже цікавий, спочатку хвилі відчувають дно, а потім хвиля стає крутішою, а хвиля потім ламається. Може бути більше однієї хвилі, а одна після неї може бути більше, ніж та, що була раніше. Це приклад невеликого цунамі на пляжі, що призводить до більшої хвилі за кілька миль.

Відомо, що цунамі дуже небезпечні, навіть якщо вони не можуть пошкодити берегову лінію, вона потрапляє. За даними Міжнародного інформаційного центру про цунамі, йдеться про те, що найбільш руйнівні цунамі сталися уздовж узбережжя Каліфорнії, Орегону, Вашингтона, Аляски і Гаваїв.

За даними Північно-Східного Атлантичного та Середземноморського інформаційного центру про цунамі, довжина хвилі є фактором, який зображує цунамі від вітрових хвиль, (довжина хвилі цунамі вважається довшою за довжину хвилі вітру, вона може бути більше 200 км). Довжина хвилі тісно пов'язана з морською глибиною. Зі зменшенням глибини моря довжина хвилі зменшується. І в той же час висота хвилі збільшується.

Зображення: NOAA