piątek, 24 czerwca 2016

Ruchy wód oceanicznych - fale morskie

Każdy z nas zna ruchy wody z nadmorskich wakacji. Dzisiaj przyjrzymy się bliżej falowaniu w dużych zbiornikach wodnych.

Ruchy wód oceanicznych

Masa wody, jaką mają w sobie oceany, jest w ciągłym ruchu. W końcu Ziemia ma swój ruch obrotowy (nieruchoma kropla wody na równiku porusza się z prędkością ok. 1667 km/h), woda natrafia na przeszkody typu wyspy i rafy, Księżyc i Słońce przyciągają wodę. Przyroda też ma swój wkład - człowiek zmienia zasolenie i gęstość wody, wywołuje zanieczyszczenia, stawia zapory, wiatry powodują stałe prądy i okresowe falowania.

Falowanie

Falowanie to ogólnie ruch cząsteczek wody w pionie, po okrągłej lub owalnej orbicie. Te cząsteczki falujące na powierzchni pobudzają do ruchu te leżące poniżej , które te zaczynają falować, ale po mniejszych orbitach i tak dalej aż do granicy falowania, gdzie woda jest w kompletnym bezruchu (głębokość ok. połowy długości fali).
Falowanie pojedynczych cząstek wody w głębokim zbiorniku
Falowanie pojedynczych cząstek wody w głębokim zbiorniku

Falę można opisać za pomocą dwóch podstawowych parametrów: długości i wysokości fali.
Dodatkowo z nich można uzyskać trzecią wartość czyli stromość fali.
Długość jest to odległość pomiędzy dwoma grzbietami bądź dwoma dolinami.
Wysokość określa pionowa odległość między grzbietem, a sąsiednią doliną fali.
Stromość to dwie wysokości dzielone przez długość fali.
Parametry fali - długość, wysokość i stromość
Parametry fali - długość, wysokość i stromość
Im bliżej brzegu tym płycej. W momencie, gdy dno znajdzie się wyżej niż granica strefy bezruchu, cząsteczki wody zaczynają krążyć po coraz bardziej owalnych orbitach - rośnie ich wysokość i stromość, a długość maleje. Przy samym brzegu znajduje się tzw. strefa kipieli. Jest to obszar, gdzie orbity są przerywane i fale załamują się. Jest to spowodowane dużym tarciem wody o dno - im bliżej lustra tym tarcie mniejsze, a więc szybkość poruszania się większa. W wyniku tego woda "na górze" płynie ku brzegowi, a ta "na dole" w stronę morza. Fale takie nazywamy falami przyboju - mają dużą siłę erozyjną brzegu.

Rodzaje fal

Fale dzielą się ze względu na pochodzenie:

  • fale wiatrowe - powodowane wiatrem, gdy cząstki powietrza poruszają cząsteczki wody. 
    • fale swobodne - gdzie nie podlegają wiatrowi, mają największą prędkość
      • tsunami - powstają na skutek erupcji wulkanów lub trzęsień ziemi, na oceanie mają wysokość do 2 m, ale są bardzo szybkie - do 950 km/h (czyli z Tokio na Hawaje w 6,5 godziny). Przy brzegu spiętrzają się do wysokości 30-40 m
      • inne fale podobne do tsunami - powstają wyniku podwodnych osuwisk, lawin górskich do mórz, cieleniem się lodowców
    • fale wymuszone - gdzie oddziałuje na nie wiatr, który wiejąc z różną siłą i z różnych kierunków może powodować znoszenie się lub wypiętrzanie fal.
  • fale baryczne - powietrze nad fragmentem zbiornika tworzy wyż lub niż powodując nacisk na wodę. Woda nie może się skurczyć, więc wypływa i podnosi poziom wody poza ośrodkiem barycznym. Gdy zbiornik nie jest za duży (np. jezioro) tworzy się sejsza to jest kołysanie wody z centralnym nieruchomym punktem tzw. węzłem sejszy.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz