Хвиля – це природне явище, в чому визначає комфортність перебування у відкритому морі. Маленькі хвилі можна навіть не помітити. Але ось великі здатні завдати істотної шкоди морському судну і нашкодити пасажирам. У цій статті мова піде про вітрових хвилях. Що вони собою представляють, як утворюються, і якими характеристиками володіють? Давайте відповімо на всі ці питання разом!

Вітрові хвилі – що це таке?

Жоден водоймище не може залишатися спокійним і нерухомим. Адже навіть незначний по силі вітер неодмінно позначиться на його поверхні. Вітрова хвиля утворюється в результаті прямого впливу вітру на водну гладь моря або озера. Щоб краще зрозуміти механізм її утворення, можна поспостерігати за пшеничним полем у вітряну погоду.

Отже, як же утворюються вітрові хвилі? При слабкому вітрі на спокійній поверхні води виникає легка брижі. Коли його швидкість зростає, з’являються невеликі ритмічні хвилі. Поступово їх довжина і висота збільшуються. При подальшому посиленні вітру на їх гребенях починають утворюватися «баранці» з білої піни. Швидкість вітрових хвиль може коливатися в широких межах (від 10 до 90 км/год). Після припинення вітру на морі можна побачити довгі, низькі та пологі хвилі, звані зыбью.

Важливо відзначити, що вода – речовина набагато більш щільне, ніж повітря. Внаслідок цього поверхню водойми трохи «запізнюється» після впливу вітру, і брижі переходить у хвилі лише через деякий час.

Вітрові хвилі варто відрізняти від цунамі і припливів. Перші виникають внаслідок підвищеної сейсмічної активності земної кори, а другі – в результаті впливу супутника нашої планети – Місяця.

Структура морської хвилі

Вітрова хвиля складається з кількох елементів (див. схему нижче):

  • Гребінь – найвища точка хвилі.
  • Підошва – найнижча точка хвилі.
  • Схили – підвітряний бік і наветренный.
Дивіться також:  Теплокровні риби: опис, фото

Підвітряний бік (передній) схил хвилі завжди більш крутий, ніж наветренный. Тут, до речі, простежується пряма аналогія з піщаними дюнами, які також формуються під впливом вітру. Наближаючись до берега, підошва хвилі гальмується про дно водойми, а її гребінь перекидається, розбиваючись на безліч бризок. Цей процес супроводжується активним руйнуванням гірських порід. Якщо ж хвиля натикається на прибережну скелю, то вода скидається вгору у вигляді потужного пінистого стовпа, висота якого може досягати декількох десятків метрів.

Характеристики вітрових хвиль

В океанографії виділяється чотири основні характеристики морської хвилі. Це:

  • Висота – відстань між підошвою і гребенем по вертикалі.
  • Довжина – відстань між двома гребенями сусідніх хвиль.
  • Швидкість – відстань, яке гребінь хвилі проходить за одиницю часу (як правило, вимірюється в метрах за секунду).
  • Крутизна – відношення висоти хвилі до половини її довжини.

Довжина вітрових хвиль коливається в широких межах від 0,5 до 250 метрів, висота може досягати 20-25 метрів. Найпотужніші хвилі спостерігаються в Південній півкулі, у відкритому океані. Тут швидкість їх руху нерідко досягає 15-20 м/с. Найменші хвилі характерні для внутрішніх морів, глибоко вдаються в континент (наприклад, для Чорного або Азовського морів).

Хвилювання моря: шкала

Стан моря – термін, використовуваний в океанографічної науці для визначення стану відкритої поверхні великих водойм (озер, морів, океанів). Воно характеризується, насамперед, висотою хвиль і їх силою. Для оцінки ступеня хвилювання моря використовується 9-бальна шкала, розроблена Всесвітньою метеорологічною організацією.

Бал

Назва

Висота хвиль (м)

Зовнішні ознаки

Абсолютно спокійне море

Гладка поверхня моря

1

Спокійне море

0-0,1

Брижі і незначні хвилі

2

Слабке хвилювання

0,1-0,5

Гребені хвиль починають перекидатися, але піни ще немає

3

Легке хвилювання

0,5-1,25

Місцями на гребенях хвиль з’являються «баранці»

4

Помірне хвилювання

1,25-2,5

«Баранці» присутні у великих кількостях

5

Неспокійне море

2,5-4

З’являються великі гребені

6

Велике хвилювання

4-6

Гребені утворюють великі штормові вали

7

Сильне хвилювання

6-9

Піна витягується в смуги і частково покриває схили хвиль

8

Дуже сильне хвилювання

9-14

Піна повністю покриває схили хвиль

9

Виняткове хвилювання

Більше 14

Вся поверхня хвиль покрита товстим шаром піни. Повітря перенасичене водяний пил. Видимість різко знижується.

Дивіться також:  Брітт Маккиллип: біографія, творчість

Морські хвилі як джерело енергії

Використання природної енергії хвиль Океану – один з перспективних напрямків альтернативної електроенергетики. Вчені підрахували, що сумарна потужність всіх вітрових хвиль на планеті дорівнює 1020 Дж/год. Це колосальна цифра, але біда в тому, що отримання та використання цієї енергії сильно утруднено.

Сьогодні освоєнням хвильової енергетики всерйоз зайнялися такі країни, як Великобританія, Ірландія, Норвегія і Індія. В основі роботи хвильової електростанції лежить перетворення механічної енергії морської хвилі в електричну за допомогою робочих механізмів, що складаються з спеціальних поплавців, лопатей і маятників.

Перша така електростанція була запущена в Норвегії ще в 1985 році. Її потужність становить 850 кВт. В наші дні ряд держав використовують хвильову енергію для живлення автономних буїв, плавучих маяків, марикультурных господарств і навіть невеликих бурових платформ.