La principale cause de la formation des vagues est le vent qui souffle sur l’eau. Par conséquent, l’ampleur de la vague dépend de la force et de la durée de son impact. En raison du vent, les particules d'eau montent, se détachent parfois de la surface, mais après un certain temps, sous l'influence de la gravité naturelle, elles tombent inévitablement. De loin, il peut sembler que la vague avance, mais en fait, si cette vague, bien sûr, n'est pas un tsunami (un tsunami a une nature d'occurrence différente), elle ne fait que descendre et monter. Ainsi, par exemple, un oiseau marin qui s'est posé à la surface d'une mer agitée se balancera sur les vagues, mais ne bougera pas de sa place.
Ce n'est que près du rivage, là où elle n'est plus profonde, que l'eau avance et roule sur le rivage. À propos, les marins expérimentés déterminent le degré de rugosité de la mer en regardant la crête d'embruns formée par des gouttes brisées formant une crête sur une vague ; si une crête et de l'écume dessus viennent de commencer à se former, alors l'état de la mer est de 3 points.
Quel type de vague marine s’appelle une vague ?
Les vagues sur la mer peuvent exister sans vent ; ce sont des tsunamis provoqués par catastrophes naturelles comme des éruptions volcaniques sous-marines et une vague que les marins appellent un élan. Elle se forme en mer après une forte tempête, lorsque le vent s'est calmé, mais en raison de la grande masse d'eau mise en mouvement par le vent et d'un phénomène appelé résonance, les vagues continuent de se balancer. Il convient de noter que de telles vagues ne sont pas beaucoup plus sûres qu'une tempête et peuvent facilement faire chavirer un navire ou un bateau avec des marins inexpérimentés.
La surface des mers et des océans est rarement calme : elle est généralement couverte de vagues et les vagues battent continuellement contre les rivages.
Un spectacle étonnant : un cargo massif, qui est joué par des vagues de tempête géantes en pleine mer, ne semble être qu'une coquille de noix. Les films catastrophes regorgent d’images similaires – une vague aussi haute qu’un immeuble de dix étages.
Les fluctuations des vagues à la surface de la mer se produisent lors d'une tempête, lorsqu'un vent prolongé en rafales se combine à des changements pression atmosphérique forme un champ d’ondes chaotique complexe.
Vagues qui courent, mousse de surf bouillante
En vous éloignant du cyclone qui a provoqué la tempête, vous pouvez observer comment la forme des vagues se transforme, comment les vagues deviennent plus régulières et ordonnées, se déplaçant les unes après les autres dans la même direction. Ces vagues sont appelées houle. La hauteur de ces vagues (c'est-à-dire la différence de niveaux entre les points les plus élevés et les plus bas de la vague) et leur longueur (la distance entre deux sommets adjacents), ainsi que la vitesse de leur propagation, sont assez constantes. Deux crêtes peuvent être séparées par une distance allant jusqu'à 300 m et la hauteur de ces vagues peut atteindre 25 m. Les vibrations des vagues de ces vagues se propagent jusqu'à une profondeur de 150 m.
Depuis la zone de formation, les vagues de houle voyagent très loin, même par calme complet. Par exemple, les cyclones passant au large de Terre-Neuve provoquent des vagues qui atteignent en trois jours le golfe de Gascogne au large de la côte ouest de la France, à près de 3 000 km de leur lieu de formation.
À l’approche du rivage, à mesure que la profondeur diminue, ces vagues changent d’apparence. Lorsque les vibrations des vagues atteignent le fond, le mouvement des vagues ralentit, elles commencent à se déformer, ce qui se termine par l'effondrement des crêtes. Les surfeurs attendent ces vagues avec impatience. Ils sont particulièrement spectaculaires dans les zones où le fond marin s'abaisse fortement à proximité des côtes, par exemple dans le golfe de Guinée en Afrique de l'Ouest. Cet endroit est très populaire parmi les surfeurs du monde entier.
Marées : vagues mondiales
Les marées sont un phénomène d’une tout autre nature. Il s’agit de fluctuations périodiques du niveau de la mer, bien visibles au large des côtes et se répétant environ toutes les 12,5 heures. Ils sont causés par l’interaction gravitationnelle des eaux océaniques, principalement avec la Lune. La période des marées est déterminée par le rapport des périodes rotation quotidienne La Terre tourne autour de son axe et la Lune tourne autour de la Terre. Le Soleil participe également à la formation des marées, mais dans une moindre mesure que la Lune. Malgré la supériorité en masse. Le soleil est trop loin de la Terre.
L'ampleur totale des marées dépend donc de position relative Terre, Lune et Soleil, qui changent tout au long du mois. Lorsqu'elles sont sur la même ligne (ce qui arrive pendant la pleine lune et la nouvelle lune), les marées atteignent leurs valeurs maximales. Les marées les plus élevées sont observées dans la baie de Fundy, sur la côte canadienne : la différence entre les positions maximale et minimale du niveau de la mer est ici d'environ 19,6 m.
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Nous sommes habitués depuis longtemps à de nombreux phénomènes qui se produisent sur notre planète, sans penser du tout à la nature de leur apparition et aux mécanismes de leur action. Il s’agit du changement climatique, du changement des saisons, du changement d’heure de la journée et de la formation de vagues dans la mer et les océans.
Et aujourd’hui, nous voulons juste prêter attention à la dernière question, celle de savoir pourquoi les vagues se forment dans la mer.
Pourquoi des vagues apparaissent-elles sur la mer ?
Il existe des théories selon lesquelles les vagues dans les mers et les océans sont dues à des changements de pression. Cependant, ce ne sont souvent que des hypothèses de personnes qui tentent rapidement de trouver une explication à un tel phénomène naturel. En réalité, les choses sont quelque peu différentes.
Rappelez-vous ce qui fait que l’eau « inquiète ». Il s'agit d'un impact physique. En jetant quelque chose dans l'eau, en passant votre main dessus, en frappant brusquement l'eau, des vibrations de différentes tailles et fréquences commenceront certainement à le traverser. Sur cette base, nous pouvons comprendre que les vagues sont le résultat d’un impact physique sur la surface de l’eau.
Cependant, pourquoi de grosses vagues apparaissent-elles sur la mer, venant de loin jusqu'au rivage ? Quelque chose d'autre est à blâmer un phénomène naturel- vent.
Le fait est que les rafales de vent passent sur l'eau le long d'une ligne tangente, exerçant un effet physique sur la surface de la mer. C’est cet effet qui pompe l’eau et la fait se déplacer par vagues.
Quelqu'un, bien sûr, posera une autre question sur la raison pour laquelle les vagues sur la mer et dans l'océan disparaissent. mouvements oscillatoires. Cependant, la réponse à cette question est encore plus simple que la nature des vagues elle-même. Le fait est que le vent a un effet physique instable sur la surface de l'eau, car il est dirigé vers elle en rafales. différentes forces et le pouvoir. Cela influence le fait que les ondes ont des tailles et des fréquences d'oscillation différentes. Bien entendu, de fortes vagues, véritable tempête, se produisent lorsque le vent dépasse la norme.
Pourquoi y a-t-il des vagues en mer sans vent ?
Une nuance très raisonnable est la question de savoir pourquoi il y a des vagues sur la mer même s'il y a un calme absolu, s'il n'y a pas de vent du tout.
Et ici, la réponse à la question est que les vagues sont une source idéale d’énergie renouvelable. Le fait est que les vagues sont capables de stocker leur potentiel pendant très longtemps. C'est-à-dire que le vent qui a mis l'eau en action, créant un certain nombre d'oscillations (vagues), peut suffire à la vague pour continuer son oscillation pendant très longtemps, et le potentiel des vagues lui-même ne s'épuise pas même après des dizaines. de kilomètres à partir du point d'origine de la vague.
Ce sont toutes les réponses aux questions sur la raison pour laquelle il y a des vagues sur la mer.
Les vagues sont créées par le vent. Les tempêtes créent des vents qui impactent la surface de l’eau, provoquant des ondulations, tout comme les ondulations de votre tasse de café après avoir surfé lorsque vous soufflez dessus. Le vent lui-même est visible sur les cartes météorologiques : ce sont des zones de basse pression. Plus leur concentration est grande, plus le vent sera fort. Les petites vagues (capillaires) se déplacent initialement dans la direction dans laquelle souffle le vent. Plus le vent souffle fort et longtemps, plus son impact sur la surface de l’eau est important. Au fil du temps, les vagues commencent à grossir. À mesure que le vent continue de souffler et que les vagues qu’il génère continuent d’en être affectées, les petites vagues commencent à se développer. Le vent a un effet plus important sur eux que sur une surface d'eau calme. La taille de la vague dépend de la vitesse du vent qui la forme. Un vent soufflant à une certaine vitesse constante pourra générer une vague d’une certaine taille. Et dès que la vague atteint sa taille maximale possible pour un vent donné, elle devient « entièrement formée ». Les vagues générées ont des vitesses et des périodes de vagues différentes. (Voir la section terminologie des vagues pour plus de détails) Les vagues avec une période plus longue se déplacent plus rapidement et surmontent longues distances que leurs homologues plus lents. En s'éloignant de la source du vent (propagation), les vagues forment des lignes de vagues (houles) qui roulent inévitablement sur le rivage. Vous connaissez probablement déjà le concept de « wave set » ! Les vagues qui ne sont plus affectées par le vent qui les a générées sont appelées puits de fond. C’est exactement ce que recherchent les surfeurs ! Qu'est-ce qui affecte la taille des vagues (houle) ? Il existe trois facteurs principaux qui influencent la taille des vagues en haute mer : La vitesse du vent : plus elle est élevée, plus la vague sera grosse. La durée du vent est similaire à la précédente. Fetch (fetch, « zone de couverture ») - encore une fois, plus la zone de couverture est grande, plus la vague est formée. Dès que le vent cesse de les affecter, les vagues commencent à perdre de leur énergie. Ils se déplaceront jusqu'à ce que les saillies des fonds marins ou d'autres obstacles sur leur passage (une grande île par exemple) absorbent toute l'énergie. Plusieurs facteurs influencent la taille de la vague à un endroit de surf particulier. Parmi eux: La direction des vagues (houle) - permettra-t-elle à la houle d'atteindre l'endroit dont nous avons besoin ? Fond océanique - une houle se déplaçant des profondeurs de l'océan vers un récif, forme de grosses vagues avec des barils à l'intérieur. Un long rebord peu profond s'étendant vers le rivage ralentira les vagues et elles perdront leur énergie. Marées - certains sports en dépendent complètement. Découvrez-en plus dans la section comment apparaissent les meilleures vagues
Les vagues que l’on a l’habitude de voir à la surface de la mer se forment principalement sous l’influence du vent. Cependant, les vagues peuvent également survenir pour d'autres raisons, alors on les appelle ;
Marée, formée sous l'influence des forces de marée de la Lune et du Soleil ;
Pression barique qui se produit lorsque changements soudains pression atmosphérique;
Sismique (tsunami) formé à la suite d'un tremblement de terre ou d'une éruption volcanique ;
Problèmes de navire qui surviennent lorsque le navire se déplace.
Les vagues de vent sont prédominantes à la surface des mers et des océans. Les ondes de marée, sismiques, de pression et de navire n'ont pas d'effet significatif sur la navigation des navires en haute mer, nous ne nous attarderons donc pas sur leur description. Les vagues de vent sont l'un des principaux facteurs hydrométéorologiques qui déterminent la sécurité et l'efficacité économique de la navigation, car la vague, se déplaçant sur le navire, le frappe, le secoue, heurte le côté, inonde les ponts et les superstructures et réduit la vitesse. Le mouvement crée des gîtes dangereux, rend difficile la détermination de la position du navire et épuise grandement l'équipage. En plus de la perte de vitesse, les vagues font lacet le navire et s'écartent du cap donné, et pour le maintenir, un déplacement constant du gouvernail est nécessaire.
Les vagues de vent sont le processus de formation, de développement et de propagation des vagues induites par le vent à la surface de la mer. Les vagues de vent ont deux caractéristiques principales. La première caractéristique est l’irrégularité : désordre dans la taille et la forme des vagues. Une vague n’en répète pas une autre : une grande vague peut être suivie d’une petite, ou peut-être d’une vague encore plus grande ; Chaque vague individuelle change continuellement de forme. Les crêtes des vagues se déplacent non seulement dans la direction du vent, mais également dans d’autres directions. Une structure aussi complexe de la surface de la mer perturbée s'explique par la nature vortex et turbulente du vent qui forme les vagues. La deuxième caractéristique des vagues est la variabilité rapide de ses éléments dans le temps et dans l’espace et est également associée au vent. Cependant, la taille des vagues ne dépend pas seulement de la vitesse du vent ; la durée de son action, la superficie et la configuration de la surface de l'eau sont d'une importance significative. D'un point de vue pratique, il n'est pas nécessaire de connaître les éléments de chaque onde individuelle ou chaque vibration d'onde. Par conséquent, l'étude des vagues revient en fin de compte à identifier des modèles statistiques exprimés numériquement par les dépendances entre les éléments des vagues et les facteurs qui les déterminent.
3.1.1. Éléments d'onde
Chaque vague est caractérisée par certains éléments,Les éléments communs aux ondes sont (Fig. 25) :
Haut - Le point le plus élevé crête de vague;
Le fond est le point le plus bas du creux des vagues ;
Hauteur (h) - dépassant le sommet de la vague ;
La longueur (L) est la distance horizontale entre les sommets de deux crêtes adjacentes sur un profil d'onde tracé dans la direction générale de propagation des ondes ;
Période (t) - l'intervalle de temps entre le passage de deux pics d'ondes adjacents à travers une verticale fixe ; en d’autres termes, c’est la période de temps pendant laquelle l’onde parcourt une distance égale à sa longueur ;
La pente (e) est le rapport entre la hauteur d'une vague donnée et sa longueur. La raideur de la vague en différents points du profil de la vague est différente. La raideur moyenne des vagues est déterminée par le rapport :
Riz. 25. Éléments de base des vagues.
Pour s'entrainer important a la plus grande pente, qui est d'environ égal au rapport hauteur de vague h à sa demi-longueur λ/2
- vitesse de la vague c - la vitesse de déplacement de la crête de la vague dans le sens de sa propagation, déterminée sur un court intervalle de temps de l'ordre de la période de la vague ;
Le front d'onde est une ligne sur le plan d'une surface rugueuse, passant le long des sommets de la crête d'une vague donnée, qui sont déterminés par un ensemble de profils d'ondes tracés parallèlement à la direction générale de propagation des ondes.
Pour la navigation valeur la plus élevée avoir des éléments de vague tels que la hauteur, la période, la longueur, l'inclinaison et la direction générale du mouvement des vagues. Tous dépendent des paramètres du flux du vent (vitesse et direction du vent), de sa longueur (accélération) sur la mer et de la durée de son action.
Selon les conditions de formation et de propagation, les ondes de vent peuvent être divisées en quatre types.
Vent - un système de vagues qui, au moment de l'observation, est sous l'influence du vent qui le provoque. Les directions de propagation des ondes de vent et du vent en eaux profondes ne coïncident ou ne diffèrent généralement pas de plus de quatre points (45°).
Les vagues de vent se caractérisent par le fait que leur pente sous le vent est plus raide que celle au vent, de sorte que les sommets des crêtes s'effondrent généralement, formant de l'écume, ou sont même arrachés par des vents forts. Lorsque les vagues pénètrent dans les eaux peu profondes et s’approchent du rivage, les directions de propagation des vagues et du vent peuvent différer de plus de 45°.
Houle - vagues induites par le vent qui se propagent dans la zone de formation de vagues après que le vent s'affaiblit et/ou change de direction, ou vagues induites par le vent qui proviennent de la zone de formation de vagues vers une autre zone où le vent souffle à une vitesse différente. et/ou une direction différente. Cas particulier la houle s'étend en l'absence de vent porteur nom du mort gonfler
Mixte - vagues formées à la suite de l'interaction des vagues de vent et de la houle.
Transformation des vagues de vent - changements dans la structure des vagues de vent avec changements de profondeur. Dans ce cas, la forme des vagues est déformée, elles deviennent plus raides et plus courtes, et à faible profondeur, ne dépassant pas la hauteur de la vague, les crêtes de cette dernière se renversent et les vagues sont détruites.
À ma façon apparence les vagues de vent se caractérisent par différentes formes.
Ondulation - forme initiale développement de vagues de vent apparaissant sous l'influence de vents faibles ; Les crêtes des vagues ressemblent à des écailles lorsqu'elles ondulent.
Les ondes tridimensionnelles sont un ensemble d'ondes dont la longueur moyenne de crête est plusieurs fois supérieure à la longueur d'onde moyenne.
Les vagues régulières sont des vagues dans lesquelles la forme et les éléments de toutes les vagues sont les mêmes.
La foule est une perturbation chaotique résultant de l’interaction de vagues se déplaçant dans des directions différentes.
Les vagues déferlant sur les berges, les récifs ou les rochers sont appelées déferlantes. Les vagues qui se brisent dans la zone côtière sont appelées surf. Près des côtes escarpées et à proximité des installations portuaires, les vagues ont la forme d'une houle inversée.
Les vagues à la surface de la mer sont divisées en vagues libres, lorsque la force qui les a provoquées cesse d'agir et que les vagues se déplacent librement, et forcées, lorsque la force qui a provoqué la formation des vagues ne s'arrête pas.
Sur la base de la variabilité des éléments des vagues au fil du temps, elles sont divisées en vagues stables, c'est-à-dire en vagues de vent, dans lesquelles les caractéristiques statistiques des vagues ne changent pas au fil du temps, et en vagues en développement ou atténuées, qui changent leurs éléments au fil du temps.
Selon leur forme, les ondes sont divisées en deux dimensions - un ensemble d'ondes dont la longueur moyenne de crête est plusieurs fois supérieure à la longueur d'onde moyenne, en trois dimensions - un ensemble d'ondes dont la longueur moyenne de crête est plusieurs fois supérieure à la longueur d'onde , et solitaire, n'ayant qu'une crête en forme de dôme sans semelle.
En fonction du rapport entre la longueur d'onde et la profondeur de la mer, les vagues sont divisées en vagues courtes, dont la longueur est nettement inférieure à la profondeur de la mer, et longues, dont la longueur est supérieure à la profondeur de la mer.
Selon la nature du mouvement de la forme d'onde, ils peuvent être en translation, dans lesquels il y a un mouvement visible de la forme d'onde, et debout, sans mouvement. En fonction de la localisation des ondes, elles sont divisées en surfaces et internes. Les ondes internes se forment à l'une ou l'autre profondeur à l'interface entre des couches d'eau de densités différentes.
3.1.2. Méthodes de calcul des éléments d'onde
Lors de l’étude des vagues, certains principes théoriques sont utilisés pour expliquer certains aspects de ce phénomène. Les lois générales de la structure des ondes et la nature du mouvement de leurs particules individuelles sont prises en compte par la théorie trochoïdale des ondes. Selon cette théorie, les particules d'eau individuelles dans les ondes de surface se déplacent sur des orbites ellipsoïdales fermées, effectuant une révolution complète en un temps égal à la période des vagues t.Le mouvement de rotation des particules d'eau successivement localisées, décalées d'un angle de phase au moment initial du mouvement, crée l'apparence mouvement vers l'avant: Les particules individuelles se déplacent sur des orbites fermées tandis que le profil des vagues avance dans la direction du vent. La théorie des ondes trochoïdales a permis de justifier mathématiquement la structure des ondes individuelles et de relier leurs éléments les uns aux autres. Des formules ont été obtenues qui ont permis de calculer des éléments d'onde individuels
où g est l'accélération de la gravité, la longueur d'onde K, la vitesse de sa propagation C et la période t sont liées entre elles par la dépendance K = Cx.
Il convient de noter que la théorie des ondes trochoïdales n'est valable que pour les ondes bidimensionnelles régulières, qui sont observées dans le cas des vagues de vent libre - houle. Dans les vagues de vent tridimensionnelles, les trajectoires orbitales des particules ne sont pas des orbites circulaires fermées, car sous l'influence du vent, un transfert horizontal d'eau se produit à la surface de la mer dans le sens de propagation des vagues.
La théorie trochoïdale des vagues marines ne révèle pas le processus de leur développement et de leur atténuation, ni le mécanisme de transfert d'énergie du vent aux vagues. En attendant, il est nécessaire de résoudre précisément ces problèmes afin d'obtenir des dépendances fiables pour le calcul des éléments des vagues de vent.
Par conséquent, le développement de la théorie des vagues marines a suivi la voie du développement de liens théoriques et empiriques entre le vent et les vagues, en tenant compte de la diversité des vagues réelles du vent marin et de la nature non stationnaire du phénomène, c'est-à-dire en tenant compte de leur développement et atténuation.
DANS vue générale les formules de calcul des éléments des vagues de vent peuvent être exprimées en fonction de plusieurs variables
H, t, L, C = f (W , D t, H),
Où W est la vitesse du vent ; D - accélération, t - durée de l'action du vent ; H - profondeur de la mer.
Pour les zones de mer peu profondes, les dépendances peuvent être utilisées pour calculer la hauteur et la longueur des vagues.
Les coefficients a et z sont variables et dépendent de la profondeur de la mer
A = 0,0151H 0,342 ; z = 0,104H 0,573 .
Pour les zones de haute mer, les éléments des vagues dont la probabilité de hauteur est de 5 %, et les longueurs d'onde moyennes sont calculées en fonction des dépendances :
H = 0,45 W 0,56 D 0,54 A,
L = 0,3lW 0,66 D 0,64 A.
Le coefficient A est calculé à l'aide de la formule
Pour les zones océaniques ouvertes, les éléments de vague sont calculés à l'aide des formules suivantes :
où e est la raideur de la vague à faibles accélérations, D PR est l'accélération maximale, en km. La hauteur maximale des vagues de tempête peut être calculée à l'aide de la formule
où hmax est la hauteur maximale des vagues, m, D est la longueur d'accélération, en miles.
À l'Institut océanographique d'État, sur la base de la théorie statistique spectrale des vagues, des liens graphiques ont été obtenus entre les éléments des vagues et la vitesse du vent, la durée de son action et la longueur de son accélération. Ces dépendances doivent être considérées comme les plus fiables, donnant des résultats acceptables, sur la base desquels des nomogrammes permettant de calculer la hauteur des vagues ont été construits au Centre hydrométéorologique de l'URSS (V.S. Krasyuk). Le nomogramme (Fig. 26) est divisé en quatre quadrants (I-IV) et consiste en une série de graphiques disposés dans un certain ordre.
Dans le quadrant I (en partant du coin inférieur droit) du nomogramme, est donnée une grille de degrés dont chaque division (horizontalement) correspond à 1° du méridien à une latitude donnée (de 70 à 20° N) pour les cartes à une échelle de 1:15 000000 projections stéréographiques polaires. La grille de degrés est nécessaire pour convertir la distance entre les isobares n et le rayon de courbure des isobares R, mesurés sur des cartes à une échelle différente, à une échelle de 1:15 000000. Dans ce cas, on détermine la distance entre les isobares n et le rayon de courbure des isobares R en degrés méridiens à une latitude donnée. Le rayon de courbure des isobares R est le rayon du cercle avec lequel la section de l'isobare passant par le point pour lequel le calcul est effectué, ou à proximité de celui-ci, a le plus grand contact. Elle est déterminée à l'aide d'un mètre en le sélectionnant de telle sorte qu'un arc tiré du centre trouvé coïncide avec une section donnée de l'isobare. Ensuite, sur une grille de degrés, on trace les valeurs mesurées à une latitude donnée, exprimées en degrés du méridien, et à l'aide d'un compas on détermine le rayon de courbure des isobares et la distance entre les isobares, correspondant à une échelle de 1:15 000 000.
Le quadrant II du nomogramme montre des courbes exprimant la dépendance de la vitesse du vent sur le gradient de pression et la latitude géographique du lieu (chaque courbe correspond à une certaine latitude - de 70 à 20° N). Pour passer du vent de gradient calculé au vent soufflant près de la surface de la mer (à une altitude de 10 m), une correction a été dérivée qui prend en compte la stratification de la couche superficielle de l'atmosphère. Lors du calcul pour la partie froide de l’année (stratification stable t w 2°C), le coefficient est de 0,6.
Riz. 26. Nomogramme pour calculer les éléments des vagues et la vitesse du vent à partir de cartes de champs de pression de surface, où les isobares sont tracées à des intervalles de 5 mbar (a) et 8 mbar (b). 1 - hiver, 2 - été.
Dans le quadrant III, l'influence de la courbure isobare sur la vitesse du vent géostrophique est prise en compte. Courbes correspondantes différentes significations les rayons de courbure (1, 2, 5, etc.) sont donnés par des lignes pleines (hiver) et pointillées (été). Le signe oo signifie que les isobares sont droites. Typiquement, lorsque le rayon de courbure dépasse 15°, il n'est pas nécessaire de prendre en compte la courbure dans les calculs. Le long de l'axe des abscisses séparant les touches III et IV, on détermine la vitesse du vent W pour un point donné.
Dans le quadrant IV se trouvent des courbes qui permettent de déterminer la hauteur des vagues dites significatives (h 3H), qui ont une probabilité de 12,5%, en fonction de la vitesse du vent, de l'accélération ou de la durée de l'action du vent.
S'il est possible, lors de la détermination de la hauteur des vagues, d'utiliser non seulement des données sur la vitesse du vent, mais également sur l'accélération et la durée du vent, le calcul est effectué en utilisant l'accélération et la durée du vent (en heures). Pour ce faire, à partir du quadrant III du nomogramme on abaisse la perpendiculaire non pas à la courbe d'accélération, mais à la courbe de durée du vent (6 ou 12 heures). A partir des résultats obtenus (en termes d'accélération et de durée), la plus petite valeur de la hauteur des vagues est retenue.
Le calcul à l'aide du nomogramme proposé ne peut être effectué que pour les zones de « mer profonde », c'est-à-dire pour les zones où la profondeur de la mer n'est pas inférieure à la moitié de la longueur d'onde. Lorsque l'accélération dépasse 500 km ou que la durée du vent dépasse 12 heures, la dépendance de la hauteur des vagues au vent correspondant aux conditions océaniques est utilisée (courbe épaissie dans le quadrant IV).
Ainsi, pour déterminer la hauteur des vagues en un point donné, il faut effectuer les opérations suivantes :
A) trouver le rayon de courbure de l'isobare R passant par un point donné ou à proximité de celui-ci (à l'aide d'un compas par sélection). Le rayon de courbure des isobares n'est déterminé que dans le cas de courbure cyclonique (dans les cyclones et les creux) et est exprimé en degrés méridiens ;
B) déterminer la différence de pression n en mesurant la distance entre les isobares adjacentes dans la zone du point sélectionné ;
C) en utilisant les valeurs trouvées de R et n, en fonction de la période de l'année, on trouve la vitesse du vent W ;
D) connaissant la vitesse du vent W et l'accélération D ou la durée du vent (6 ou 12 heures), on retrouve la hauteur des vagues significatives (h 3H).
L'accélération se présente comme suit. A partir de chaque point pour lequel la hauteur des vagues est calculée, une ligne de courant est tracée dans le sens contraire au vent jusqu'à ce que sa direction change par rapport à la direction initiale d'un angle de 45° ou atteigne le rivage ou la lisière des glaces. Ce sera approximativement l'accélération ou la trajectoire du vent, le long de laquelle les vagues devraient se former pour arriver à un point donné.
La durée de l'action du vent est définie comme le temps pendant lequel la direction du vent reste inchangée ou ne s'écarte pas de plus de ±22,5° par rapport à l'originale.
D'après le nomogramme de la Fig. 26a, vous pouvez déterminer la hauteur des vagues à partir d'une carte du champ de pression de surface, sur laquelle sont tracées des isobares passant par 5 mbar. Si les isobares sont tracées à 8 mbar, alors le nomogramme illustré à la Fig. 26 b.
La période et la longueur des vagues peuvent être calculées à partir des données sur la vitesse du vent et la hauteur des vagues. Un calcul approximatif de la période des vagues peut être effectué à l'aide du graphique (Fig. 27), qui montre la relation entre les périodes et la hauteur des vagues de vent à différentes vitesses de vent (W). La longueur d'onde est déterminée par sa période et la profondeur de la mer en un point donné selon le graphique (Fig. 28).
