Falowanie wody.
A – Na głębinach, kołowy ruch cząsteczek maleje z głębokością.
B – Na płyciznach. Ruch kołowy zamienia się na elipsoidalnie spłaszczony – tym bardziej im płytsza jest woda.
1 – kierunek propagacji.
2 – grzbiet.
3 – dół.
Fale morskie uderzające o brzeg
Falowanie,
fale
morskie – jest to oscylacyjny ruch cząstek wody po orbitach kołowych lub eliptycznych. Najczęstszą przyczyną falowania jest tarcie wiatru o powierzchnię wody.
Falowanie wiatrowe
Uporządkowany, falowy a w niewielkim stopniu też postępowy ruch przypowierzchniowych warstw
wody
w zbiornikach wodnych, wywołany
wiatrem
.
Energia
wiatru zmienia się w
energię kinetyczną
cząsteczek wody na skutek oddziaływania ruchu powietrza nad powierzchnią wody, oraz przez
tarcia
na styku wody i
powietrza
. Gdy w pewnym miejscu woda nieznacznie podniesie się, to nad tym miejscem zwiększa się prędkość powietrza, co wywołuje spadek ciśnienia powietrza w tym miejscu. Spadek ciśnienia podnosi jeszcze bardziej nierówność, a zwiększona prędkość przesuwa nierówność, kształtując grzbiet fali. W dołku zachodzą zjawiska w odwrotnym kierunku. Cząsteczki wody poruszają się po zamkniętych orbitach eliptycznych.
Rozmiary falowania (wysokość, długość i okres fali) zależą od:
- prędkości wiatru generującego falowanie,
- czasu wiania wiatru nad wodą z tego samego lub zbliżonego kierunku,
-
długość rozbiegu
fali.
W akwenach płytkich na parametry fali ma też wpływ głębokość akwenu.
Proces przekazywania energii wiatru powierzchni wody jest zależny od różnicy prędkości fali i prędkości wiatru, dlatego dla danej prędkości wiatru istnieje maksymalna długość i wysokość fali, którą może wywołać dany wiatr.
Wyróżnia się:
- Falowanie ustalone - które przy danej prędkości wiatru osiągnęło swoje maksymalne rozmiary.
- Falowanie nieustalone - które przy danej prędkości wiatru nie osiągnęło jeszcze swoich maksymalnych rozmiarów[1].
Falowanie ustalone zachodzi po odpowiednio długim czasie działania wiatru na powierzchnię wody, dlatego falowanie ustalone dla wiatru o dużej prędkości może zajść tylko dla odpowiednio dużych akwenów i czasie wiania wiatru.
Ruch czerwonego punktu przedstawia prędkość fazową fal na powierzchni głębin.
Fala uderzejąca w skały w Ja Jolla
Sekwencja uderzania fali o skałę
Parametry fali
Prędkość fazową wód głębokich dobrze aproksymuje równanie:
gdzie
- s = prędkość fazowa;
- λ = długość fali;
- d = głębokość wody;
- g =
przyspieszenie ziemskie
na powierzchni.
natomiast dla płytkich przybliżenie
Boussinesq
Wysokość i długość fali zależy od takich czynników jak prędkość wiatru, jego stałość czy głębokość akwenu.
Typy falowania wiatrowego
- rozwijające się
- ustalone
- mieszane
Inne typy falowania
Oprócz najczęściej spotykanych fal wiatrowych wyróżnia się także inne rodzaje fali, wywoływane przez inne czynniki:
- fale sejsmiczne – wywołane podmorskim
trzęsieniami ziemi
(lub
osuwiskami
); mogą wówczas powstać wysokie i niszczycielskie fale nazywane
tsunami
, powstałe w wyniku wybuchu podmorskiego bądź podoceanicznego wulkanu.
- fale
pływowe
– wywołane przyciąganiem Słońca i Księżyca
- fale baryczne (
sejsze
) – wywołane różnicami
ciśnienia atmosferycznego
- fale okrętowe – wywołane ruchem morskich jednostek pływających
Zobacz też
Przypisy