A tenger dinamikája
Izgalom. A tenger ritkán csendes. Még a csendes napokon is, amikor a tenger felszíne simának és simanak tűnik, a tenger még mindig gyengén hullámzott, ami könnyen látható a parton. Ugyanabban a szélben a tenger felszínét teljesen hullámok fedik le. És annál erősebb a szél, annál nagyobb az izgalom.
Az izgalom hatalmas szerepet játszik mind a tenger életében, mind pedig a partvidék életében. Izgalom keveri a felső vizes rétegek, kiegyenlíti a hőmérséklet és a sótartalom, tönkreteszi a nagy bankok és a part menti szerkezetek namyvaet szár homok és kavics a lejtős bankok okoz bólintó, és néhány esetben megtöri hajók sziklák. Mindez hosszú ideig együtt tartotta a férfi figyelmét a hullámok tanulmányozására.
A víz mozgása az izgalom alatt. Amikor állunk a parton, és nézni a hullámokat, azt látjuk, hogy zökkenőmentesen és ritmikusan, egyik a másik után, közel a strandhoz, átfedésben a parton, és öntött hab hengert. Ha dobni egy kis fából készült tárgyat, vagy egy lezárt üveget a mozgó hullámok a partra, akkor észre egy furcsa és látszólag érthetetlen funkciót. A hullám a palackba költözik, felveszi, felemeli a gerincre, majd továbbmegy, és az üveg ugyanazon a helyen marad. A következő hullám elfogy, a palack felemelkedik, és ismét esik, és ismét helyben marad.
Folytatva a megfigyelésünket, megjegyezzük, hogy a palack (és minden más kis úszó tárgy) csak a felemelést és a leeresztést tapasztalja, de nincs transzlációs mozgás (előre).
Pontosabb megfigyelések azt mutatják, hogy minden egyes részecske a víz mozgása alatt megy keresztül egy körkörös mozgást egy függőleges síkban merőleges a hullám teteje (ábra. 164). Nem nehéz megérteni, hogy minél nagyobb a körülírt kör átmérője, annál nagyobb a hullám.
Hullám és elemei. Minden hullám, nagyságától függetlenül, emelkedett és leeresztett rész van. A magasság és a behúzás minden összekapcsolása egy hullám.
Minden hullámban a következő elemek vannak megkülönböztetve: csúcs, talp, lejtők, hosszúság és magasság. A legmagasabb a hullám, vagy a csúcs. Az alsó a hullám legalacsonyabb része (165. ábra). A két gerinc vagy a két hullám talpa közötti távolságot hullámhossznak nevezik (166. Ábra). A függőleges vonallal kifejezett tetejétől az aljáig terjedő távolságot hullámmagasságnak nevezzük. Az az időtartam, amely alatt a két szomszédos, egymást követő hullám hullámai ugyanazon ponton haladnak át, a hullám időszaka. A gerinc mozgásának sebességét a hullám sebességének nevezik.
A tenger hullámai három nemzetségből állhatnak: szél, szeizmikus és álló. A szél hatására a szél hatása, szeizmikus - a földrengések és állóképesség következtében, amelyet a légköri nyomás vagy más okok hirtelen megváltozása okoz. A szeizmikus és álló hullámokat nagyon ritkán észlelik, szinte mindig szelek. A tenger tanulmányozásakor csak a szélhullámokra összpontosítunk.
Szélhullámok. Amikor a hosszú, nyugodt idő után a szél hirtelen elrepül, a tenger felszínét kis hullámok borítják. A finom hullámokat nagyon kis, úgynevezett kapilláris hullámok okozzák, amelyek csak a víz felszíni filmét képesek elnyelni. Ha a szél
nem áll meg, akkor a hullámok gyorsan először kis hullámokká válnak, majd nagyobb hullámok fokozatosan alakulnak ki a sekély hullámokból, és a jobb sorokban mozognak. Azonban a szélsebesség növekedésével a hullámsorozatok részekre törnek, és mozgásuk helyességét megszegik. A fújó szél felé néző hullámok nagyobb nyomást kapnak, mint az ellenkező lejtők. Ennek eredményeképpen a hullámok alakja fokozatosan változik, aszimmetrikusvá válnak (167. ábra). Erős szél, a hullámok a hullámok előrenyomulni, összeomlani és. összeesik egy habos tömegbe. Ebben az esetben a hullámok hullámai fehérré válnak.
Súlyos viharokban előfordulhat, hogy párhuzamos, nagyon nagy hullámok sorai jelentkeznek. E hullámok lejtőit általában kisebb szabálytalan alakú hullámok bonyolítják. Ebben az esetben a hatalmas hullámok csúcsai is előrelendülnek, és szörnyű erőt lehet a hajók oldalára verni. Az ilyen támadások nagy veszélyt jelentenek a hajóra.
Ha egy kis mennyiségű növényi vagy ásványi olajat öntünk a viharos tenger felszínére, akkor a hullámok gerincét leállítjuk. Kiderült, ennek oka az olaj nagyon gyorsan szétterjed a felületi hullámok vékony film (0,0002 mm), és a film miatt magas viszkozitású olaj zavarja a kialakulását éles gerincek K Ennek eredményeként, a hullám magassága csökken, és egy hullám részesülő karakter megduzzadnak. Az ilyen hullámállapot fenntartása érdekében egy közepes nagyságú hajóra kb. 3 liter olaj van 1 órán át.
Amikor a vihar vagy a szél leereszkedik, a tenger még hosszú ideig nem nyugodott. De a szél nélküli hullámok nem formálnak éles hegyeket, és a hullámok magassága fokozatosan csökken. Így az izgalom helyett egy duzzad.
A szélhullámok méretei a nyílt óceánban. Hosszú távú megfigyelések, mint a hullámok a nyílt óceán kimutatták, hogy a magassága a hullámok függ: 1) a szél sebessége, 2) a gyorsulás hossza (azaz a hossza az utat a hullám, amelynél a szél mindenkor hat hullám) és 3) az időtartama a szél .. . Más szavakkal, a hullámok magassága nem annyira a szél erejétől, mint a medence nagyságától és a szél állandóságától függ. A nyílt óceánban szokásos viharhullámok elérik a 6-8 m tengerszint feletti magasságot.
A legnagyobb méretűek (akár 12, akár 15 g) a viharhullámok csak a Nagy-, az Atlanti-óceán és az India déli részein jutnak el
óceánok, ahol ezek az óceánok, amelyek összeolvadnak, egy folyamatos gyűrűt alkotnak. A hatalmas vízterület mellett az északnyugati irányban folyamatosan fújó szelek is jelentős szerepet játszanak.
Egyes esetekben legfeljebb 30 m hullámokat észleltek. De itt, nyilvánvalóan, a túlzás lehetséges volt, elég lehet a megfigyelések elégtelen pontosságával. Így például egy hullám szélén lévő hajóról a szomszédos hullám mindig nagyobbnak látszik (170. ábra).
A hullámok hullámzása a partok közelében. Amikor a hullámok közelednek a parthoz, súrlódás van a medence alján. A súrlódás következtében a hullám sebessége csökken, és a magasság éppen ellenkezőleg, nő. Ugyanez a súrlódás késlelteti a víz részecskék mozgását a hullám alsó részében, aminek következtében a hullám felső része kezd felborulni. Ebben az esetben a hullám csúcsa általában habos tömegbe szétszóródik (171.
Érdekes megjegyezni, hogy a hullámsorozatok, függetlenül attól, hogy hol a szél fúj, általában megváltoztatják korábbi irányukat, amikor közelednek a parthoz, és párhuzamosak lesznek a parttal. A parti hullámsorozatok irányának megváltozásának oka ugyanaz a súrlódás a sekély parti parton.
A partra futva a víz visszahúzódik, új hullámmal találkozik, és ismét partra száll. Ezzel a mozgással a víz megragadja a homokot és a köveket. A folyamatos súrlódásnak köszönhetően a kövek csiszolódnak és kör alakúak. Erős hullámok alatt a hullámok nagyon messzire futnak a partra, és ott fekszenek kövek formájában. A kisebb méretű hullámok a kisebb méretű kőzetek második tengelyét képezik. Ennek eredményeképpen kialakul a partvidék, amelyet élesített kövekből és homokból állítanak ki (172. ábra). hullám
futás a meredek bankokon, megteremti a feltételeket a víz fordított kiáramlásához. Ez a fordított mozgás, amelyet a víz nyelvén könnyű látni, nem folyamatos áramlásoknak nevezik.
Ezeknek az áramoknak a sebessége egyes esetekben eléri a 3,5 km / órát. Az ilyen tendenciák - még a jó úszók számára is - nehézségeket okoznak. Mindazonáltal nem szabad megfeledkezni arról, hogy a part menti pontokon nem fordulnak elő szakaszos áramlatok. Az úszó, aki a part mentén halad, mindig olyan helyeket talál, ahol az áramlatok gyengék vagy teljesen hiányoznak.
Surf hullámok a meredek bankokon. Egy másik karakter a meredek bankok közelében lévő hullámok hullámzása, ahol a tenger általában mélyebb. Itt a hullámok közelednek a parthoz, nagy erővel a partszakaszokra. Minél élesebb a mélység, annál nagyobb a szörf. Ez érthető. A sekély partokon a hullámok nem kell sekélyek és költeni
energiát a súrlódás leküzdésére. Bizonyos esetekben az ilyen hullámok magassága eléri a 40 métert. A mesterséges kikötői struktúrákban (a partvidékek falai közelében) a hullámhossz magassága elérheti a 60 métert.
Az ilyen hullámok ereje nagyon magas. A szurdok hullámainak vizsgálata és különösen a hullámok ütközési ereje nagyon fontos a kikötői kertek kiszámításához. Számos mérés azt mutatta, hogy a lökéshullámok legnagyobb ereje nem a víz határvonalán (nyugodt állapotában) esik, de valamivel alacsonyabb. Azt is meg kell jegyezni, hogy a lökéshullámok ereje függ a hullámok magasságától, valamint a hullámok időtartamától. A hullám időtartamát könnyebb meghatározni (csak egy stopperóra). Ezért kényelmesebb kiszámítani a lökéshullámok erejét, nem magasságban, hanem a hullámok időszaka alatt.
A legegyszerűbb képletek alapján kialakított görbe lehetővé teszi a lökéshullám erőinek gyors és egyszerű meghatározását. A függőleges tengely a hajtóerőt négyzetméterenkénti tonna mennyiségben mutatja vízszintesen - a hullámok időszaka. Például, ha a hullámidőszak 7-8 másodperc. akkor az ütőerő 3-4 tonna, a hullámok hatalmas erejét az ember használhatja. Az erő alkalmazási lehetőségeinek keresése sokáig folyik, de az eredmények eddig sikertelenek voltak. Az a tény, hogy a hullámok nagyon instabilak: a legkisebbtől a nagyon nagyig. Nagyon nehéz adaptálni a gépet különböző méretű hullámok használatához. Erős viharhullámok általában könnyen megsemmisítik a gépek mozgó részeit. Nagyon érdekes az Avtonomov által javasolt tengerhajózás új elve. Lényege abban rejlik, hogy a hullámokat speciális struktúrák ragadják meg, és a part felé irányulnak. A hullámok által kiszivattyúzott víz a medence felé tart, ahonnan egyenletesen áramlik. Ezt a folyamatot nem nehéz használni a turbinák.