Falowanie

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Falowanie wody.
A – Na głębinach, kołowy ruch cząsteczek maleje z głębokością.
B – Na płyciznach. Ruch kołowy zamienia się na eliptycznie spłaszczony – tym bardziej im płytsza jest woda.
1 – kierunek propagacji.
2 – grzbiet fali.
3 – dolina fali
Fale morskie uderzające o brzeg
Ilustracja dyspersji monochromatycznej grupy fal oceanicznych na powierzchni głębokiej wody. Czerwony punkt porusza się z prędkością fazową, zielony - z prędkością grupową
Fala uderzejąca w skały w La Jolla
Sekwencja uderzania fali o skałę

Falowanie, fale morskie – oscylacyjny ruch cząstek wody po orbitach kołowych lub eliptycznych. Najczęstszą przyczyną falowania jest tarcie wiatru o powierzchnię wody.

Falowanie wiatrowe[edytuj | edytuj kod]

Falowanie wiatrowe to uporządkowany, falowy oraz w niewielkim stopniu postępowy ruch przypowierzchniowych warstw wody w zbiornikach wodnych, wywołany wiatrem. Energia wiatru zamieniana jest w energię kinetyczną cząstek wody na skutek tarcia na styku wody i powietrza. Gdy lokalnie woda podnosi się, nad tym miejscem zwiększa się prędkość powietrza, co wywołuje spadek ciśnienia (zgodnie z prawem Bernoulliego). Ten z kolei podnosi jeszcze bardziej nierówność, a nadana prędkość ją przesuwa, kształtując grzbiet fali. W dolinie zachodzą zjawiska w odwrotnym kierunku. Cząstki wody poruszają się po zamkniętych orbitach eliptycznych.

Rozmiary falowania (wysokość, długość i okres fali) zależą od:

  • prędkości wiatru generującego falowanie,
  • czasu działania wiatru z tego samego lub zbliżonego kierunku,
  • długość rozbiegu fali.

W akwenach płytkich na parametry fali ma też wpływ głębokość akwenu.

Proces przekazywania energii wiatru powierzchni wody jest zależny od różnicy prędkości fali i prędkości wiatru, dlatego dla danej prędkości wiatru istnieje maksymalna długość i wysokość fali, którą może wywołać.

Wyróżnia się:

  • Falowanie ustalone - które przy danej prędkości wiatru osiągnęło swoje maksymalne rozmiary.
  • Falowanie nieustalone - które przy danej prędkości wiatru nie osiągnęło jeszcze swoich maksymalnych rozmiarów[1].

Falowanie ustalone zachodzi po odpowiednio długim czasie działania wiatru na powierzchnię wody, dlatego falowanie ustalone dla wiatru o dużej prędkości może zajść tylko dla odpowiednio dużych akwenów i czasie wiania wiatru.

Parametry fali[edytuj | edytuj kod]

Prędkość fazową wód głębokich dobrze aproksymuje równanie:

s=\sqrt{\frac{g \lambda}{2\pi} \tanh \left(\frac{2\pi d}{\lambda}\right)}

gdzie

s = prędkość fazowa;
λ = długość fali;
d = głębokość wody;
g = przyspieszenie ziemskie na powierzchni.

natomiast dla płytkich przybliżenie Boussinesq

Wysokość i długość fali zależy od takich czynników jak prędkość wiatru, jego stałość czy głębokość akwenu.

Typy falowania wiatrowego[edytuj | edytuj kod]

  • rozwijające się
  • ustalone
  • mieszane

Inne typy falowania[edytuj | edytuj kod]

Oprócz najczęściej spotykanych fal wiatrowych wyróżnia się także inne rodzaje fali, wywoływane przez inne czynniki:

  • fale sejsmiczne – wywołane podmorskim trzęsieniami ziemi (lub osuwiskami); mogą wówczas powstać wysokie i niszczycielskie fale nazywane tsunami, powstałe w wyniku wybuchu podmorskiego bądź podoceanicznego wulkanu.
  • fale pływowe – wywołane przyciąganiem Słońca i Księżyca
  • fale baryczne (sejsze) – wywołane różnicami ciśnienia atmosferycznego
  • fale okrętowe – wywołane ruchem morskich jednostek pływających

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Falowanie wiatrowe. [dostęp 2010-03-12].