دلیل اصلی تشکیل امواج وزش باد بر روی آب است. بنابراین، بزرگی موج به قدرت و زمان برخورد آن بستگی دارد. در اثر وزش باد، ذرات آب به سمت بالا بالا می روند، گاهی اوقات از سطح جدا می شوند، اما پس از مدتی تحت تأثیر گرانش طبیعی، ناگزیر به پایین سقوط می کنند. از دور ممکن است به نظر برسد که موج در حال حرکت به سمت جلو است، اما در واقع، اگر این موج، البته، سونامی نباشد، (سونامی ماهیت وقوع متفاوتی دارد) فقط سقوط می کند و بالا می رود. بنابراین، برای مثال، پرنده دریایی که بر روی سطح دریای مواج فرود آمده است، بر روی امواج تاب می خورد، اما از جای خود حرکت نمی کند.
فقط در نزدیکی ساحل، جایی که دیگر عمیق نیست، آب به جلو حرکت می کند و به سمت ساحل می رود. به هر حال، ملوانان با تجربه، درجه ناهمواری دریا را با نگاه کردن به خط الراس اسپری از قطرات شکسته که یک تاج روی موج تشکیل می دهند، تعیین می کنند؛ اگر یک پشته و کف روی آن به تازگی شروع به شکل گیری کرده باشد، حالت دریا 3 نقطه است.
موج دریا به چه نوع موجی گفته می شود؟
امواج روی دریا می توانند بدون باد وجود داشته باشند؛ این امواج سونامی ناشی از آن هستند بلایای طبیعیمانند فوران‌های آتشفشانی زیر آب و موجی که ملوان‌ها آن را دور زدن می‌نامند. در دریا پس از طوفان شدید، هنگامی که باد خاموش می شود، تشکیل می شود، اما به دلیل حرکت توده بزرگ آب توسط باد و پدیده ای به نام رزونانس، امواج به نوسان خود ادامه می دهند. لازم به ذکر است که چنین امواجی چندان ایمن تر از طوفان نیستند و به راحتی می توانند کشتی یا قایق را با ملوانان کم تجربه واژگون کنند.
سطح دریاها و اقیانوس ها به ندرت آرام است: معمولاً با امواج پوشیده شده است و موج سواری به طور مداوم در برابر سواحل می تپد.
یک منظره شگفت انگیز: یک کشتی باری عظیم که توسط امواج طوفان غول پیکر در اقیانوس باز بازی می شود، به نظر می رسد چیزی بیش از یک خلاصه نیست. فیلم های فاجعه مملو از تصاویر مشابه هستند - موجی به بلندی یک ساختمان ده طبقه.
نوسانات امواج سطح دریا در طول طوفان رخ می دهد، زمانی که یک باد تند طولانی همراه با تغییرات است. فشار جویک میدان موج آشفته پیچیده را تشکیل می دهد.
موج های جاری، فوم موج سواری در حال جوش
با دور شدن از طوفان که باعث طوفان شده است، می‌توانید مشاهده کنید که چگونه الگوی موج تغییر می‌کند، چگونه امواج یکنواخت‌تر و ردیف‌هایی منظم‌تر می‌شوند که یکی پس از دیگری در یک جهت حرکت می‌کنند. این امواج را swell می نامند. ارتفاع چنین امواجی (یعنی اختلاف سطح بین بالاترین و پایین ترین نقطه موج) و طول آنها (فاصله بین دو قله مجاور) و همچنین سرعت انتشار آنها کاملاً ثابت است. دو تاج را می توان با فاصله تا 300 متر از هم جدا کرد و ارتفاع چنین امواجی می تواند به 25 متر برسد. ارتعاشات موج از چنین امواجی تا عمق 150 متر منتشر می شود.
از ناحیه شکل گیری، امواج متورم بسیار دورتر حرکت می کنند، حتی در آرامش کامل. به عنوان مثال، طوفان هایی که از سواحل نیوفاندلند عبور می کنند باعث ایجاد امواجی می شوند که در عرض سه روز به خلیج بیسکای در سواحل غربی فرانسه می رسند - تقریباً 3000 کیلومتر از جایی که شکل گرفته اند.
هنگام نزدیک شدن به ساحل، با کاهش عمق، این امواج ظاهر خود را تغییر می دهند. هنگامی که ارتعاشات موج به پایین می رسد، حرکت امواج کاهش می یابد، آنها شروع به تغییر شکل می کنند که با فروپاشی تاج ها به پایان می رسد. موج سواران مشتاقانه منتظر این امواج هستند. آنها به ویژه در مناطقی که بستر دریا به شدت در نزدیکی ساحل افت می کند، تماشایی هستند، به عنوان مثال در خلیج گینه در غرب آفریقا. این مکان در بین موج سواران در سراسر جهان بسیار محبوب است.
جزر و مد: امواج جهانی
جزر و مد پدیده ای با ماهیت کاملاً متفاوت است. اینها نوسانات دوره ای در سطح دریا هستند که به وضوح در ساحل قابل مشاهده هستند و تقریباً هر 12.5 ساعت تکرار می شوند. آنها به دلیل تعامل گرانشی آبهای اقیانوس عمدتا با ماه ایجاد می شوند. دوره جزر و مد با نسبت دوره ها تعیین می شود چرخش روزانهزمین حول محور خود می چرخد و ماه به دور زمین می چرخد. خورشید نیز در تشکیل جزر و مد مشارکت دارد، اما به میزان کمتری از ماه. با وجود برتری در انبوه. خورشید از زمین خیلی دور است.
بنابراین، بزرگی کل جزر و مد بستگی دارد موقعیت نسبیزمین، ماه و خورشید که در طول ماه تغییر می کند. هنگامی که آنها در یک خط قرار می گیرند (که در ماه کامل و ماه جدید اتفاق می افتد)، جزر و مد به حداکثر مقادیر خود می رسد. بالاترین جزر و مد در خلیج فاندی در سواحل کانادا مشاهده می شود: تفاوت بین حداکثر و حداقل موقعیت سطح دریا در اینجا حدود 19.6 متر است.
رای داد تشکر!
شما ممکن است علاقه مند باشید:
ما مدتهاست که به بسیاری از پدیده های روی سیاره ما عادت کرده ایم، بدون اینکه اصلاً به ماهیت وقوع آنها و مکانیزم عمل آنها فکر کنیم. این تغییر آب و هوا و تغییر فصول و تغییر زمان روز و تشکیل امواج در دریا و اقیانوس ها است.
و امروز فقط می خواهیم به سوال آخر توجه کنیم، این سوال که چرا امواج در دریا شکل می گیرند.
چرا امواج در دریا ظاهر می شوند؟
نظریه هایی وجود دارد که امواج در دریاها و اقیانوس ها به دلیل تغییرات فشار به وجود می آیند. با این حال، اینها اغلب فقط فرضیات افرادی است که به سرعت سعی می کنند توضیحی برای چنین پدیده طبیعی بیابند. در واقعیت، همه چیز تا حدودی متفاوت است.
به یاد داشته باشید که چه چیزی آب را نگران می کند. این یک تاثیر فیزیکی است. پرتاب چیزی به داخل آب، کشیدن دست روی آن، برخورد شدید با آب، ارتعاشات با اندازه ها و فرکانس های مختلف مطمئناً از آن عبور می کنند. بر این اساس می توان فهمید که امواج حاصل برخورد فیزیکی روی سطح آب هستند.
با این حال، چرا امواج بزرگ روی دریا ظاهر می شوند که از دور به ساحل می آیند؟ مقصر چیز دیگری است یک پدیده طبیعی- باد
واقعیت این است که وزش باد در امتداد یک خط مماس از روی آب می گذرد و تأثیر فیزیکی بر سطح دریا می گذارد. این اثر است که آب را پمپ می کند و باعث حرکت امواج آن می شود.
البته یک نفر سوال دیگری خواهد پرسید که چرا امواج روی دریا و اقیانوس می روند حرکات نوسانی. با این حال، پاسخ به این سوالحتی ساده تر از ماهیت خود امواج است. واقعیت این است که باد تأثیر فیزیکی ناپایداری بر سطح آب می گذارد، زیرا در تندبادها به سمت آن هدایت می شود. نقاط قوت مختلفو قدرت این بر این واقعیت تأثیر می گذارد که امواج دارای اندازه ها و فرکانس های نوسان متفاوت هستند. البته، امواج قوی، یک طوفان واقعی، زمانی رخ می دهد که باد از حد معمول فراتر رود.
چرا امواج در دریا بدون باد وجود دارد؟
یک تفاوت ظریف بسیار منطقی این است که چرا امواج در دریا وجود دارد، حتی اگر آرامش مطلق وجود داشته باشد، اگر اصلاً باد نباشد.
و در اینجا پاسخ سوال این واقعیت است که امواج آب منبع ایده آلی از انرژی های تجدیدپذیر هستند. واقعیت این است که امواج می‌توانند پتانسیل خود را برای مدت طولانی ذخیره کنند. یعنی بادی که آب را وارد عمل کرده و تعداد معینی نوسان (امواج) ایجاد می کند، ممکن است کافی باشد که موج برای مدت بسیار طولانی به نوسان خود ادامه دهد و خود پتانسیل موج حتی پس از ده ها نیز خود را از دست ندهد. کیلومتر از نقطه مبدا موج.
اینها همه پاسخ به سؤالاتی است که چرا امواج در دریا وجود دارد.
امواج توسط باد ایجاد می شوند. طوفان بادهایی را ایجاد می کند که بر سطح آب تأثیر می گذارد و در نتیجه موج هایی ایجاد می کند، درست مانند موج هایی که در فنجان قهوه شما پس از موج سواری هنگام وزش روی آن ایجاد می شود. خود باد را می توان در نقشه های پیش بینی آب و هوا مشاهده کرد: این مناطق کم فشار هستند. هر چه غلظت آنها بیشتر باشد باد شدیدتر خواهد بود. امواج کوچک (مویرگی) ابتدا در جهتی حرکت می کنند که باد در آن می وزد. هر چه باد شدیدتر و طولانی‌تر می‌وزد، تأثیر آن بر سطح آب بیشتر می‌شود. با گذشت زمان، امواج شروع به افزایش اندازه می کنند. همانطور که باد به وزش ادامه می دهد و امواجی که ایجاد می کند تحت تاثیر آن قرار می گیرند، امواج کوچک شروع به رشد می کنند. وزش باد بر روی آنها بیشتر از سطح آب آرام تأثیر می گذارد. اندازه موج بستگی به سرعت باد تشکیل دهنده آن دارد. باد با سرعت ثابت معینی می تواند موجی با اندازه مشخص ایجاد کند. و به محض اینکه موج به حداکثر اندازه ممکن برای یک باد معین رسید، "به طور کامل شکل می گیرد". امواج تولید شده دارای سرعت و دوره های موج متفاوتی هستند. (برای جزئیات بیشتر به بخش اصطلاحات موج مراجعه کنید) امواج با دوره طولانی تر سریعتر حرکت می کنند و غلبه می کنند. مسافت های طولانینسبت به همتایان کندتر خود امواج با دور شدن از منبع باد (تکثیر)، خطوط موج‌سواری را تشکیل می‌دهند که ناگزیر به سمت ساحل می‌چرخند. احتمالاً قبلاً با مفهوم "مجموعه موج" آشنا هستید! امواجی که دیگر تحت تأثیر باد تولید کننده آنها قرار نمی گیرند چاه زمین نامیده می شوند. این دقیقا همان چیزی است که موج سواران به دنبال آن هستند! چه چیزی بر اندازه موج سواری (تورم) تأثیر می گذارد؟سه عامل اصلی وجود دارد که بر اندازه امواج در دریای آزاد تأثیر می گذارد: سرعت باد - هر چه بیشتر باشد، موج بزرگتر خواهد بود. مدت وزش باد مشابه باد قبلی است. واکشی (فچ، "منطقه پوشش") - دوباره، هر چه منطقه پوشش بزرگتر باشد، موج بزرگتر تشکیل می شود. به محض اینکه وزش باد بر آنها اثر نمی گذارد، امواج انرژی خود را از دست می دهند. آنها حرکت خواهند کرد تا زمانی که برآمدگی‌های بستر دریا یا سایر موانع سر راهشان (مثلاً یک جزیره بزرگ) تمام انرژی را جذب کند. عوامل متعددی وجود دارد که بر اندازه موج در یک مکان موج سواری خاص تأثیر می گذارد. از جمله:جهت موج سواری (تورم) - آیا این اجازه می دهد که تورم به محل مورد نیاز ما برسد؟ کف اقیانوس - تورمی که از اعماق اقیانوس به یک صخره حرکت می کند، امواج بزرگی را با بشکه هایی در داخل تشکیل می دهد. یک طاقچه کم عمق و طولانی که به سمت ساحل کشیده می شود، امواج را کاهش می دهد و آنها انرژی خود را از دست می دهند. جزر و مد - برخی از ورزش ها کاملاً به آن وابسته هستند. در بخش نحوه ظاهر شدن بهترین امواج بیشتر بدانید
امواجی که ما عادت داریم روی سطح دریا ببینیم عمدتاً تحت تأثیر باد شکل می گیرند. با این حال، امواج همچنین می توانند به دلایل دیگر ایجاد شوند، سپس آنها را نامیده می شود.
جزر و مد، که تحت تأثیر نیروهای جزر و مد ماه و خورشید تشکیل شده است.
فشار باریک که زمانی اتفاق می افتد تغییرات ناگهانیفشار جو؛
لرزه ای (سونامی) که در نتیجه زلزله یا فوران آتشفشانی ایجاد شده است.
مشکلات کشتی که هنگام حرکت کشتی ایجاد می شود.
امواج باد در سطح دریاها و اقیانوس ها غالب است. امواج جزر و مدی، لرزه ای، فشاری و کشتی تاثیر قابل توجهی در جهت یابی کشتی ها در اقیانوس باز ندارند، بنابراین به شرح آنها نمی پردازیم. امواج باد یکی از عوامل اصلی آب‌وهواشناسی است که ایمنی و بازده اقتصادی ناوبری را تعیین می‌کند، زیرا موجی که به کشتی می‌رود، به آن برخورد می‌کند، آن را تکان می‌دهد، به پهلو می‌خورد، عرشه‌ها و روسازه‌ها را سیل می‌کند و سرعت را کاهش می‌دهد. این حرکت لیست های خطرناکی ایجاد می کند، تعیین موقعیت کشتی را دشوار می کند و خدمه را بسیار خسته می کند. امواج علاوه بر کاهش سرعت باعث انحراف شناور و انحراف از مسیر داده شده می شوند و برای حفظ آن نیاز به جابجایی مداوم سکان است.
امواج باد فرآیند تشکیل، توسعه و انتشار امواج ناشی از باد در سطح دریا هستند. امواج باد دو ویژگی اصلی دارند. اولین ویژگی بی نظمی است: بی نظمی در اندازه و شکل امواج. یک موج موجی دیگر را تکرار نمی کند؛ موج بزرگ ممکن است موجی کوچک یا حتی بزرگتر را دنبال کند. هر موج فردی به طور مداوم شکل خود را تغییر می دهد. تاج های موج نه تنها در جهت باد، بلکه در جهت های دیگر نیز حرکت می کنند. چنین ساختار پیچیده ای از سطح دریا آشفته با گرداب و طبیعت متلاطم باد که امواج را تشکیل می دهد توضیح داده می شود. دومین ویژگی امواج، تغییرپذیری سریع عناصر آن در زمان و مکان است و همچنین با باد همراه است. با این حال، اندازه امواج نه تنها به سرعت باد بستگی دارد، مدت زمان عمل، مساحت و پیکربندی سطح آب از اهمیت زیادی برخوردار است. از نقطه نظر عملی، نیازی به دانستن عناصر تک تک موج یا هر ارتعاش موج نیست. بنابراین، مطالعه امواج در نهایت به شناسایی الگوهای آماری می رسد که به صورت عددی با وابستگی بین عناصر موج و عوامل تعیین کننده آنها بیان می شوند.
3.1.1. عناصر موجی
هر موج با عناصر خاصی مشخص می شود،عناصر رایج برای امواج عبارتند از (شکل 25):
بالا - بالاترین امتیازتاج موج؛
پایین ترین نقطه از فرورفتگی موج است.
ارتفاع (h) - فراتر از بالای موج؛
طول (L) فاصله افقی بین بالای دو برجستگی مجاور روی نیمرخ موجی است که در جهت کلی انتشار موج کشیده شده است.
دوره (t) - فاصله زمانی بین عبور دو قله موج مجاور از طریق یک عمود ثابت. به عبارت دیگر، دوره زمانی است که در طی آن موج مسافتی برابر با طول خود طی می کند.
شیب (e) نسبت ارتفاع یک موج معین به طول آن است. شیب موج در نقاط مختلف نیمرخ موج متفاوت است. شیب متوسط موج با نسبت تعیین می شود:
برنج. 25. عناصر اساسی امواج.
برای تمرین مهمبیشترین شیب را دارد که تقریباً می باشد برابر با نسبتارتفاع موج h تا نیمه طول آن λ/2
- سرعت موج c - سرعت حرکت تاج موج در جهت انتشار آن که در یک بازه زمانی کوتاه از ترتیب دوره موج تعیین می شود.
جبهه موج خطی است روی پلان یک سطح ناهموار که از امتداد رئوس تاج یک موج مشخص می گذرد که توسط مجموعه ای از پروفیل های موج که به موازات جهت کلی انتشار موج ترسیم شده اند تعیین می شوند.
برای ناوبری بالاترین ارزشدارای عناصر موجی مانند ارتفاع، دوره، طول، شیب و جهت کلی حرکت موج است. همه آنها به پارامترهای جریان باد (سرعت و جهت باد)، طول آن (شتاب) روی دریا و مدت زمان اثر آن بستگی دارد.
بسته به شرایط شکل گیری و انتشار، امواج باد را می توان به چهار نوع تقسیم کرد.
باد - سیستمی از امواج که در لحظه مشاهده تحت تأثیر باد است که توسط آن ایجاد می شود. جهت انتشار امواج باد و باد در آبهای عمیق معمولاً منطبق است یا بیش از چهار نقطه (45 درجه) متفاوت است.
امواج باد با این واقعیت مشخص می شوند که شیب بادگیر آنها تندتر از شیب بادگیر است، بنابراین نوک تاج ها معمولاً فرو می ریزند و کف تشکیل می دهند یا حتی در اثر بادهای شدید کنده می شوند. هنگامی که امواج وارد آب های کم عمق می شوند و به ساحل نزدیک می شوند، جهت انتشار موج و باد می تواند بیش از 45 درجه متفاوت باشد.
Swell - امواج ناشی از باد که پس از تضعیف باد و/یا تغییر جهت در ناحیه موج‌ساز منتشر می‌شوند، یا امواج ناشی از باد که از ناحیه موج‌ساز به ناحیه دیگری می‌آیند که باد با سرعت متفاوتی می‌وزد. و/یا جهت متفاوت مورد خاصگسترش تورم در غیاب حامل های باد نام مردگانمتورم شدن
مخلوط - امواجی که در نتیجه تعامل امواج باد و متورم شدن ایجاد می شوند.
تبدیل امواج باد - تغییر در ساختار امواج باد با تغییر در عمق. در این حالت، شکل امواج مخدوش می شود، شیب دارتر و کوتاه تر می شوند و در عمق کم، که از ارتفاع موج بیشتر نمی شود، تاج های دوم واژگون شده و امواج از بین می روند.
به روش خودم ظاهرامواج باد با اشکال مختلف مشخص می شوند.
موج دار شدن - فرم اولیهتوسعه امواج باد که تحت تأثیر بادهای ضعیف ایجاد می شوند. تاج امواج وقتی موج می زند شبیه فلس می شود.
امواج سه بعدی مجموعه ای از امواج هستند که میانگین طول تاج آنها چندین برابر بیشتر از طول موج متوسط است.
امواج منتظم امواجی هستند که شکل و عناصر همه امواج در آنها یکسان است.
ازدحام یک اختلال آشفته است که در نتیجه تعامل امواجی که در جهات مختلف حرکت می کنند به وجود می آید.
امواجی که بر روی سواحل، صخره ها یا صخره ها می شکنند، شکن نامیده می شوند. امواجی که در نواحی ساحلی فرو می ریزند موج سواری نامیده می شوند. در نزدیکی سواحل شیب دار و نزدیک تأسیسات بندری، موج سواری شکل یک موج معکوس دارد.
امواج روی سطح دریا به دو دسته آزاد تقسیم می‌شوند، زمانی که نیرویی که باعث ایجاد آنها می‌شود از عمل باز می‌ماند و امواج آزادانه حرکت می‌کنند و زمانی که نیرویی که باعث تشکیل امواج شده است متوقف نمی‌شود.
بر اساس تغییرپذیری عناصر موج در طول زمان، آنها را به امواج ثابت، یعنی امواج باد، که در آنها ویژگی های آماری امواج در طول زمان تغییر نمی کند، و امواج در حال توسعه یا تضعیف کننده که در طول زمان عناصر خود را تغییر می دهند، تقسیم می شوند.
با توجه به شکل آنها، امواج به دو بعدی تقسیم می شوند - مجموعه ای از امواج که طول تاج آنها چندین برابر بیشتر از طول موج متوسط است، سه بعدی - مجموعه ای از امواج که طول تاج آنها چندین برابر بیشتر از طول موج است. و منفرد که فقط یک تاج گنبدی شکل بدون کف دارد.
بسته به نسبت طول موج به عمق دریا، امواج را به کوتاه تقسیم می کنند که طول آن به طور قابل توجهی کمتر از عمق دریا است و طولانی که طول آن بیشتر از عمق دریا است.
با توجه به ماهیت حرکت شکل موج، آنها می توانند انتقالی باشند، که در آن حرکت شکل موج قابل مشاهده است، و ایستاده - بدون حرکت. بر اساس نحوه قرارگیری امواج، آنها را به سطح و داخلی تقسیم می کنند. امواج داخلی در یک یا آن عمق در سطح مشترک بین لایه های آب با چگالی های مختلف تشکیل می شوند.
3.1.2. روش های محاسبه عناصر موج
هنگام مطالعه امواج دریا، از اصول نظری خاصی برای توضیح جنبه های خاصی از این پدیده استفاده می شود. قوانین کلی ساختار امواج و ماهیت حرکت ذرات منفرد آنها توسط نظریه تروکوئیدال امواج در نظر گرفته می شود. بر اساس این نظریه، تک تک ذرات آب در امواج سطحی در مدارهای بسته بیضی شکل حرکت می کنند و در زمانی برابر با دوره موج t یک چرخش کامل ایجاد می کنند.حرکت چرخشی ذرات آب که به طور متوالی واقع شده اند، که در لحظه اولیه حرکت با یک زاویه فاز جابجا شده اند، ظاهر را ایجاد می کند. حرکت رو به جلو: تک تک ذرات در مدارهای بسته حرکت می کنند در حالی که نیمرخ موج در جهت باد به جلو حرکت می کند. تئوری موج تروکوئیدی امکان اثبات ریاضی ساختار امواج منفرد و ارتباط عناصر آنها را با یکدیگر فراهم کرد. فرمول هایی به دست آمد که امکان محاسبه عناصر موج جداگانه را فراهم می کرد
که در آن g شتاب گرانش است، طول موج K، سرعت انتشار آن C و دوره t با وابستگی K = Cx به یکدیگر مرتبط هستند.
لازم به ذکر است که تئوری موج تروکوئیدی فقط برای امواج دو بعدی منظم معتبر است که در مورد امواج باد آزاد - تورم مشاهده می شود. در امواج سه بعدی باد، مسیرهای مداری ذرات مدارهای دایره ای بسته نیستند، زیرا تحت تأثیر باد، انتقال افقی آب در سطح دریا در جهت انتشار موج اتفاق می افتد.
نظریه تروکوئیدال امواج دریا روند توسعه و تضعیف آنها و همچنین مکانیسم انتقال انرژی از باد به موج را آشکار نمی کند. در این میان، حل دقیق این مسائل برای به دست آوردن وابستگی های قابل اعتماد برای محاسبه عناصر امواج باد ضروری است.
بنابراین، توسعه نظریه امواج دریا با در نظر گرفتن تنوع امواج واقعی باد دریا و ماهیت غیر ایستایی پدیده، یعنی با در نظر گرفتن آنها، مسیر توسعه ارتباطات نظری و تجربی بین باد و امواج را در پیش گرفت. توسعه و تضعیف
که در نمای کلیفرمول های محاسبه عناصر موج باد را می توان به عنوان تابعی از چندین متغیر بیان کرد
H، t، L، C=f(W، D t، H)،
جایی که W سرعت باد است. د - شتاب، t - مدت زمان عمل باد. ح - عمق دریا.
برای مناطق کم عمق دریا، از وابستگی ها می توان برای محاسبه ارتفاع و طول موج استفاده کرد
ضرایب a و z متغیر بوده و به عمق دریا بستگی دارد
A = 0.0151H 0.342; z = 0.104H 0.573.
برای مناطق دریای آزاد، عناصر امواج که احتمال ارتفاع آنها 5٪ است و میانگین طول موج ها با توجه به وابستگی ها محاسبه می شود:
H = 0.45 W 0.56 D 0.54 A،
L = 0.3lW 0.66 D 0.64 A.
ضریب A با استفاده از فرمول محاسبه می شود
برای مناطق باز اقیانوسی، عناصر موج با استفاده از فرمول های زیر محاسبه می شوند:
جایی که e شیب موج در شتاب های کم است، D PR حداکثر شتاب، کیلومتر است. حداکثر ارتفاع امواج طوفان را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد
که در آن hmax حداکثر ارتفاع موج است، m، D طول شتاب، مایل است.
در موسسه اقیانوس شناسی دولتی، بر اساس تئوری آماری طیفی امواج، اتصالات گرافیکی بین عناصر موج و سرعت باد، مدت زمان عمل و طول شتاب به دست آمد. این وابستگی ها باید قابل اطمینان ترین در نظر گرفته شوند و نتایج قابل قبولی را ارائه دهند که بر اساس آن نوموگرام هایی برای محاسبه ارتفاع موج در مرکز آب و هواشناسی اتحاد جماهیر شوروی (V.S. Krasyuk) ساخته شد. نوموگرام (شکل 26) به چهار ربع (I-IV) تقسیم می شود و از یک سری نمودار تشکیل شده است که در یک توالی مشخص مرتب شده اند.
در ربع I (شمارش از گوشه سمت راست پایین) نوموگرام، یک شبکه درجه داده می شود که هر تقسیم آن (به صورت افقی) مربوط به 1 درجه نصف النهار در عرض جغرافیایی معین (از 70 تا 20 درجه شمالی) برای نقشه ها در مقیاس 1:15 000000 پیش بینی های استریوگرافی قطبی. شبکه درجه برای تبدیل فاصله بین ایزوبارها n و شعاع انحنای ایزوبارها R، اندازه‌گیری شده در نقشه‌های مقیاس متفاوت، به مقیاس 1:15 000000 ضروری است. در این حالت، فاصله بین هم‌بارها را تعیین می‌کنیم. ایزوبارها n و شعاع انحنای ایزوبارها R در درجه نصف النهار در عرض جغرافیایی معین. شعاع انحنای ایزوبارها R شعاع دایره ای است که قسمت ایزوبار که از نقطه ای که محاسبه برای آن انجام می شود یا نزدیک آن می گذرد بیشترین تماس را دارد. با استفاده از یک متر با انتخاب آن به گونه ای تعیین می شود که یک قوس از مرکز پیدا شده با یک بخش معین از ایزوبار منطبق شود. سپس، روی یک شبکه درجه، مقادیر اندازه گیری شده را در عرض جغرافیایی معین، که بر حسب درجه نصف النهار بیان می شود، رسم می کنیم و با استفاده از قطب نما، شعاع انحنای ایزوبارها و فاصله بین ایزوبارها را مطابق با یک مقیاس تعیین می کنیم. از 1:15,000,000.
ربع دوم نوموگرام منحنی هایی را نشان می دهد که وابستگی سرعت باد را به گرادیان فشار و عرض جغرافیایی مکان نشان می دهد (هر منحنی مربوط به عرض جغرافیایی خاصی است - از 70 تا 20 درجه شمالی). برای انتقال از باد گرادیان محاسبه شده به باد وزش نزدیک به سطح دریا (در ارتفاع 10 متر)، اصلاحی به دست آمد که لایه بندی لایه سطحی جو را در نظر می گیرد. هنگام محاسبه برای فصل سرد سال (طبقه بندی پایدار t w 2 ° C)، ضریب 0.6 است.
برنج. 26. نوموگرام برای محاسبه عناصر موج و سرعت باد از نقشه های میدان فشار سطحی که در آن ایزوبارها در فواصل 5 میلی بار (a) و 8 میلی بار (ب) ترسیم می شوند. 1 - زمستان، 2 - تابستان.
در ربع III، تأثیر انحنای ایزوبار بر سرعت باد ژئوستروفیک در نظر گرفته شده است. منحنی های مربوطه معانی مختلفشعاع انحنا (1، 2، 5، و غیره) توسط خطوط توپر (زمستانی) و چین دار (تابستانی) داده می شود. علامت oo به این معنی است که ایزوبارها مستقیم هستند. به طور معمول، زمانی که شعاع انحنای بیش از 15 درجه باشد، لازم نیست انحنا را در محاسبات در نظر بگیرید. در امتداد محور آبسیسا جداکننده کلیدهای III و IV، سرعت باد W برای یک نقطه معین تعیین می شود.
در ربع IV منحنی هایی وجود دارد که امکان تعیین ارتفاع امواج به اصطلاح قابل توجه (h 3H) را فراهم می کند که بر اساس سرعت باد، شتاب یا مدت زمان باد، احتمال 12.5٪ را دارند.
در صورت امکان، هنگام تعیین ارتفاع موج، نه تنها از داده های سرعت باد، بلکه در مورد شتاب و مدت باد نیز استفاده شود، محاسبه با استفاده از شتاب و مدت باد (به ساعت) انجام می شود. برای انجام این کار، از ربع III نوموگرام، عمود را نه به منحنی شتاب، بلکه به منحنی مدت باد (6 یا 12 ساعت) کاهش می دهیم. از نتایج به دست آمده (از نظر شتاب و مدت) مقدار کمتری از ارتفاع موج گرفته می شود.
محاسبه با استفاده از نوموگرام پیشنهادی را می توان فقط برای مناطق "دریای عمیق" انجام داد، یعنی برای مناطقی که عمق دریا کمتر از نصف طول موج نباشد. هنگامی که شتاب بیش از 500 کیلومتر یا مدت زمان باد بیش از 12 ساعت باشد، از وابستگی ارتفاع موج به باد مربوط به شرایط اقیانوس استفاده می شود (منحنی ضخیم شده در ربع IV).
بنابراین، برای تعیین ارتفاع امواج در یک نقطه معین، لازم است عملیات زیر انجام شود:
الف) شعاع انحنای ایزوبار R را که از یک نقطه مشخص یا نزدیک آن می گذرد (با استفاده از قطب نما با انتخاب) بیابید. شعاع انحنای ایزوبارها فقط در مورد انحنای سیکلونی (در سیکلون ها و فرورفتگی ها) تعیین می شود و در درجه نصف النهار بیان می شود.
ب) اختلاف فشار n را با اندازه گیری فاصله بین ایزوبارهای مجاور در ناحیه نقطه انتخاب شده تعیین کنید.
ج) با استفاده از مقادیر یافت شده R و n، بسته به زمان سال، سرعت باد W را پیدا می کنیم.
د) با دانستن سرعت باد W و شتاب D یا مدت زمان باد (6 یا 12 ساعت)، ارتفاع امواج قابل توجه (h 3H) را پیدا می کنیم.
شتاب به صورت زیر یافت می شود. از هر نقطه ای که ارتفاع موج برای آن محاسبه می شود، یک خط جریان در جهت مخالف باد کشیده می شود تا زمانی که جهت آن نسبت به نقطه اولیه با زاویه 45 درجه تغییر کند یا به ساحل یا لبه یخ برسد. تقریباً این شتاب یا مسیر باد خواهد بود که در امتداد آن امواج باید تشکیل شوند و به یک نقطه معین می رسند.
مدت زمان عمل باد به عنوان زمانی تعریف می شود که طی آن جهت باد بدون تغییر باقی می ماند یا از حالت اصلی تا 22.5± درجه منحرف می شود.
با توجه به نوموگرام در شکل. 26a، می توانید ارتفاع موج را از روی نقشه میدان فشار سطحی تعیین کنید، که بر روی آن ایزوبارها تا 5 میلی بار رسم می شوند. اگر ایزوبارها از طریق 8 mbar کشیده شوند، آنگاه نوموگرام نشان داده شده در شکل 1. 26 ب.
دوره و طول موج را می توان از داده های سرعت باد و ارتفاع موج محاسبه کرد. محاسبه تقریبی دوره موج را می توان با استفاده از نمودار (شکل 27) انجام داد که رابطه بین دوره ها و ارتفاع امواج باد را در سرعت های مختلف باد (W) نشان می دهد. طول موج با دوره و عمق دریا در یک نقطه معین مطابق نمودار تعیین می شود (شکل 28).
