موجات الرياح: المفهوم والبنية والخصائص. كيف تتشكل موجة الرياح؟

2024 مؤلف: Henry Conors | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-12 03:34

الموجة هي ظاهرة طبيعية تحدد إلى حد كبير الراحة في التواجد في أعالي البحار. قد لا يتم حتى ملاحظة الموجات الصغيرة. لكن السفن الكبيرة قادرة على إحداث أضرار جسيمة لسفينة بحرية وإلحاق الضرر بركابها. هذه المقالة سوف تركز على موجات الرياح. ما هي ، وكيف تتشكل ، وما هي خصائصها؟ دعونا نجيب على كل هذه الأسئلة معًا!

موجات الرياح - ما هي؟

لا يمكن لأي جسم مائي أن يظل هادئًا وساكنًا. بعد كل شيء ، حتى الرياح ، التي لا تذكر في قوتها ، ستنعكس بالتأكيد على سطحها. تتشكل موجة الرياح نتيجة التأثير المباشر للرياح على سطح الماء في البحر أو البحيرة. لفهم آلية تكوينه بشكل أفضل ، يمكنك مشاهدة حقل قمح في طقس عاصف.

إذن كيف تتشكل موجات الرياح؟ مع هبوب رياح خفيفة ، تظهر تموجات ضوئية على سطح هادئ من الماء. مع زيادة سرعته ، تظهر موجات إيقاعية صغيرة. تدريجيا ، يزداد طولها وطولها. مع مزيدمع اشتداد الرياح ، تبدأ "الحملان" من الرغوة البيضاء بالتشكل على قممها. يمكن أن تختلف سرعة موجات الرياح بشكل كبير (من 10 إلى 90 كم / ساعة). بعد توقف الريح في البحر يمكنك رؤية موجات طويلة ومنخفضة ولطيفة تسمى الانتفاخ

من المهم ملاحظة أن الماء مادة أكثر كثافة من الهواء. ونتيجة لذلك فإن سطح الخزان "يتباطأ" قليلاً بعد تأثير الرياح ، وتتحول التموجات إلى موجات بعد فترة.

يجب التمييز بين موجات الرياح وأمواج تسونامي والمد والجزر. تنشأ الأولى نتيجة زيادة النشاط الزلزالي لقشرة الأرض ، والأخيرة نتيجة لتأثير القمر الصناعي لكوكبنا.

هيكل موجة البحر

تتكون موجة الرياح من عدة عناصر (انظر الرسم البياني أدناه):

• القمة هي أعلى نقطة في الموجة
• القاع هو أدنى نقطة في الموجة
• المنحدرات - باتجاه الريح والريح

المنحدر الأمامي (الأمامي) للموجة يكون دائمًا أكثر حدة من المنحدر باتجاه الريح. بالمناسبة ، هناك تشابه مباشر مع الكثبان الرملية التي تتشكل أيضًا تحت تأثير الرياح. عند الاقتراب من الشاطئ ، يتباطأ نعل الموجة على قاع الخزان ، وتنقلب قمته ، فتتحول إلى العديد من الرذاذ. هذه العملية مصحوبة بالتدمير النشط للصخور. إذا اصطدمت الموجة بصخرة ساحلية ، فسيتم إلقاء الماء على شكل عمود رغوي قوي ، يمكن أن يصل ارتفاعه إلى عدة عشرات من الأمتار.

خصائص موجات الرياح

في علم المحيطات ، هناك أربع خصائص رئيسية لموجة البحر. هذا هو:

• الارتفاع هو المسافة العمودية بين النعل والحافة.
• الطول - المسافة بين قمتين من الموجات المتجاورة.
• السرعة - المسافة التي تقطعها قمة الموجة لكل وحدة زمنية (تُقاس عادةً بالمتر في الثانية).
• الانحدار هو نسبة ارتفاع الموجة إلى نصف طولها.

يختلف طول موجات الرياح بشكل كبير من 0.5 إلى 250 مترًا ، ويمكن أن يصل الارتفاع إلى 20-25 مترًا. تُلاحظ أقوى الموجات في نصف الكرة الجنوبي ، في المحيط المفتوح. هنا تصل سرعة حركتهم غالبًا إلى 15-20 م / ث. أصغر الموجات هي نموذجية للبحار الداخلية التي تتعمق في القارة (على سبيل المثال ، للبحر الأسود أو بحر آزوف).

أمواج البحر: مقياس

حالة البحر مصطلح يستخدم في علم المحيطات لتحديد حالة السطح المفتوح للمسطحات المائية الكبيرة (البحيرات ، البحار ، المحيطات). وتتميز في المقام الأول بارتفاع الأمواج وقوتها. لتقييم درجة خشونة البحر ، تم استخدام مقياس من 9 نقاط طورته المنظمة العالمية للأرصاد الجوية.

النتيجة	الاسم	ارتفاع الموجة (م)	علامات خارجية
0	بحر هادئ تمامًا	0	سطح البحر أملس
1	بحر هادئ	0-0، 1	تموجات و موجات طفيفة
2	إثارة منخفضة	0، 1-0، 5	تبدأ قمم الأمواج في الانقلاب ، لكن لا توجد رغوة بعد
3	إثارة طفيفة	0، 5-1، 25	أحيانًا تظهر "الحملان" على قمم الأمواج
4	إثارة معتدلة	1، 25-2، 5	"الحملان" موجودة بكميات كبيرة
5	بحر هائج	2، 5-4	تظهر حواف كبيرة
6	هياج كبير	4-6	تشكل التلال موجات عواصف كبيرة
7	إثارة شديدة	6-9	تمتد الرغوة إلى شرائح وتغطي جزئيًا منحدرات الأمواج
8	إثارة قوية جدا	9-14	رغوة تغطي منحدرات الأمواج بالكامل
9	إثارة استثنائية	أكثر من 14	سطح الأمواج بالكامل مغطى بطبقة سميكة من الرغوة. الهواء مشبع بغبار الماء. تنخفض الرؤية بشكل حاد.

أمواج البحر كمصدر للطاقة

استخدامتعد الطاقة الطبيعية لأمواج المحيط أحد المجالات الواعدة لصناعة الطاقة الكهربائية البديلة. قدر العلماء أن الطاقة الإجمالية لجميع موجات الرياح على الكوكب هي 10²⁰J / ساعة. هذا رقم ضخم ، لكن المشكلة أن الحصول على هذه الطاقة واستخدامها صعب للغاية.

اليوم ، تشارك دول مثل بريطانيا العظمى وأيرلندا والنرويج والهند بجدية في تطوير طاقة الأمواج. يعتمد تشغيل محطة طاقة الأمواج على تحويل الطاقة الميكانيكية لموجة البحر إلى طاقة كهربائية عن طريق آليات عمل تتكون من عوامات وشفرات وبندولات خاصة.

تم إطلاق أول محطة للطاقة من هذا النوع في النرويج في عام 1985. قوتها 850 كيلو واط. اليوم ، يستخدم عدد من البلدان طاقة الأمواج لتشغيل العوامات المستقلة والمصابيح ومزارع تربية الأحياء البحرية وحتى منصات الحفر الصغيرة.