Vindvågor: koncept, struktur och egenskaper. Hur bildas en vindvåg?

2024 Författare: Henry Conors | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-12 12:59

Wave är ett naturfenomen som till stor del avgör bekvämligheten av att vara på öppet hav. Små vågor kanske inte ens märks. Men de stora kan orsaka betydande skada på ett sjöfartyg och skada dess passagerare. Den här artikeln kommer att fokusera på vindvågor. Vad är de, hur bildas de och vilka egenskaper har de? Låt oss svara på alla dessa frågor tillsammans!

Vindvågor – vad är det?

Ingen vattenmassa kan förbli lugn och stilla. Trots allt kommer till och med vinden, som är obetydlig i styrka, säkert att reflekteras på dess yta. En vindvåg bildas som ett resultat av vindens direkta påverkan på vattenytan i ett hav eller en sjö. För att bättre förstå mekanismen för dess bildande kan du titta på ett vetefält i blåsigt väder.

Så hur bildas vindvågor? Med en lätt vind uppstår lätta krusningar på en lugn vattenyta. När hastigheten ökar uppstår små rytmiska vågor. Gradvis ökar deras längd och höjd. Med ytterligarenär vinden tilltar börjar "lamm" av vitt skum att bildas på deras krön. Vindvågornas hastighet kan variera kraftigt (från 10 till 90 km/h). Efter att vinden stannat vid havet kan du se långa, låga och mjuka vågor, kallade dyning.

Det är viktigt att notera att vatten är ett mycket tätare ämne än luft. Som ett resultat "släpar" ytan av reservoaren lite efter vindens inverkan, och krusningarna förvandlas till vågor först efter ett tag.

Vindvågor bör särskiljas från tsunamis och tidvatten. De förra uppstår som ett resultat av ökad seismisk aktivitet i jordskorpan, och de senare som ett resultat av påverkan av vår planets satellit, Månen.

Havsvågstruktur

En vindvåg består av flera element (se diagram nedan):

• Kammen är vågens högsta punkt.
• Botten är vågens lägsta punkt.
• Lutningar - lä och lovart.

Låtlutningen (främre) på en våg är alltid brantare än den lovartade. Här finns förresten en direkt analogi med sanddyner, som också bildas under inverkan av vinden. När man närmar sig stranden saktar vågsulan ner på botten av reservoaren, och dess krön välter och bryter upp i många stänker. Denna process åtföljs av aktiv förstörelse av stenar. Om vågen träffar en kustnära sten, kastas vattnet upp i form av en kraftig skumpelare, vars höjd kan nå flera tiotals meter.

Karakteristika för vindvågor

Inom oceanografi finns det fyra huvudsakliga egenskaper hos havsvågen. Det här är:

• Höjden är det vertikala avståndet mellan sulan och nocken.
• Längd - avståndet mellan två toppar av intilliggande vågor.
• Speed – avståndet som vågtoppen färdas per tidsenhet (mätt vanligtvis i meter per sekund).
• Brnthet är förhållandet mellan våghöjden och hälften av dess längd.

Längden på vindvågor varierar kraftigt från 0,5 till 250 meter, höjden kan nå 20-25 meter. De mest kraftfulla vågorna observeras på södra halvklotet, i det öppna havet. Här når hastigheten på deras rörelse ofta 15-20 m/s. De minsta vågorna är typiska för inlandshav som går djupt in på kontinenten (till exempel för Svarta eller Azovska havet).

Havsvågor: skala

Havens tillstånd är en term som används inom oceanografisk vetenskap för att bestämma tillståndet för den öppna ytan av stora vattendrag (sjöar, hav, hav). Det kännetecknas först av allt av vågornas höjd och deras styrka. För att bedöma graden av sjögrovhet används en 9-gradig skala utvecklad av World Meteorological Organization.

Poäng	Namn	Våghöjd (m)	Yttre tecken
0	Perfekt lugnt hav	0	Havets yta är slät
1	Lugna havet	0-0, 1	Rusningar och lätta vågor
2	Låg spänning	0, 1-0, 5	Vågtopparna börjar tippa, men det finns inget skum ännu
3	Lätt spänning	0, 5-1, 25	Ibland dyker det upp "lamm" på vågtopparna
4	Måttlig spänning	1, 25-2, 5	"Lamm" finns i stora mängder
5	Rough Sea	2, 5-4	Stora åsar visas
6	Större uppståndelse	4-6	Åsarna bildar stora stormfloder
7	Tung spänning	6-9	Skum sträcker sig i remsor och täcker delvis vågornas sluttningar
8	Mycket stark spänning	9-14	Skum täcker helt sluttningarna av vågorna
9	Exceptionell spänning	Över 14	Hela vågornas yta är täckt med ett tjockt lager skum. Luften är mättad med vattendamm. Sikten minskar kraftigt.

Havsvågor som en energikälla

AnvändDen naturliga energin från havsvågorna är ett av de lovande områdena inom industrin för alternativ elkraft. Forskare har beräknat att den totala effekten av alla vindvågor på planeten är 10²⁰ J/timme. Det här är en kolossal figur, men problemet är att det är mycket svårt att få och använda denna energi.

I dag är sådana länder som Storbritannien, Irland, Norge och Indien seriöst engagerade i utvecklingen av vågenergi. Vågkraftverkets drift är baserad på omvandlingen av havsvågens mekaniska energi till elektrisk energi med hjälp av arbetsmekanismer bestående av speciella flottörer, blad och pendlar.

Det första sådana kraftverket lanserades i Norge 1985. Dess effekt är 850 kW. Idag använder ett antal länder vågenergi för att driva autonoma bojar, fyrskepp, havsbruk och till och med små borrplattformar.