Vėjo bangos: koncepcija, struktūra ir charakteristikos. Kaip susidaro vėjo banga?

2024 Autorius: Henry Conors | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-12 10:29

Banga yra natūralus reiškinys, daugiausia lemiantis buvimo atviroje jūroje komfortą. Mažos bangos gali būti net nepastebimos. Tačiau didieji gali padaryti didelę žalą jūrų laivui ir pakenkti jo keleiviams. Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio bus skiriama vėjo bangoms. Kokie jie yra, kaip jie susidaro ir kokiomis savybėmis jie pasižymi? Atsakykime į visus šiuos klausimus kartu!

Vėjo bangos – kas tai?

Joks vandens telkinys negali išlikti ramus ir ramus. Juk net ir nereikšmingo stiprumo vėjas tikrai atsispindės jo paviršiuje. Vėjo banga susidaro dėl tiesioginio vėjo poveikio jūros ar ežero vandens paviršiui. Norėdami geriau suprasti jo susidarymo mechanizmą, galite stebėti kviečių lauką vėjuotu oru.

Taigi, kaip susidaro vėjo bangos? Pučiant silpnam vėjui, ramiame vandens paviršiuje atsiranda lengvi raibuliukai. Didėjant jo greičiui, atsiranda mažos ritminės bangos. Palaipsniui jų ilgis ir aukštis didėja. Su toliaustiprėjant vėjui ant jų keterų pradeda formuotis b alto putplasčio „ėriukai“. Vėjo bangų greitis gali būti labai įvairus (nuo 10 iki 90 km/h). Vėjui sustojus jūroje galite pamatyti ilgas, žemas ir švelnias bangas, vadinamas bangavimu.

Svarbu pažymėti, kad vanduo yra daug tankesnė medžiaga nei oras. Dėl to po vėjo smūgio rezervuaro paviršius šiek tiek „atsilieka“, o bangavimas tik po kurio laiko virsta bangomis.

Vėjo bangas reikėtų skirti nuo cunamių ir potvynių. Pirmieji atsiranda dėl padidėjusio seisminio žemės plutos aktyvumo, o antrieji – dėl mūsų planetos palydovo Mėnulio poveikio.

Jūros bangų struktūra

Vėjo bangą sudaro keli elementai (žr. diagramą žemiau):

• Kurja yra aukščiausias bangos taškas.
• Apačia yra žemiausias bangos taškas.
• Šlaitai – pavėjui ir į vėją.

Pavėjinis (priekinis) bangos nuolydis visada yra statesnis nei priešvėjinis. Čia, beje, yra tiesioginė analogija su smėlio kopomis, kurios taip pat susidaro veikiant vėjui. Artėjant prie kranto, tvenkinio dugne sulėtėja bangos padas, o jos ketera apvirsta, lūžta į daugybę purslų. Šį procesą lydi aktyvus uolienų naikinimas. Jei banga atsitrenkia į pakrantės uolą, vanduo išsviedžiamas galingos putplasčio stulpelio pavidalu, kurio aukštis gali siekti kelias dešimtis metrų.

Vėjo bangų charakteristikos

Okeanografijoje yra keturios pagrindinės jūros bangos savybės. Tai yra:

• Aukštis yra vertikalus atstumas tarp pado ir keteros.
• Ilgis – atstumas tarp dviejų gretimų bangų viršūnių.
• Greitis – atstumas, kurį bangos ketera nukeliauja per laiko vienetą (paprastai matuojamas metrais per sekundę).
• Stauma yra bangos aukščio ir pusės jos ilgio santykis.

Vėjo bangų ilgis svyruoja nuo 0,5 iki 250 metrų, aukštis gali siekti 20-25 metrus. Galingiausios bangos stebimos pietiniame pusrutulyje, atvirame vandenyne. Čia jų judėjimo greitis dažnai siekia 15-20 m/s. Mažiausios bangos būdingos vidaus jūroms, kurios eina giliai į žemyną (pvz., Juodojoje arba Azovo jūroje).

Jūros bangos: mastelis

Jūros būklė – okeanografijos moksle vartojamas terminas didelių vandens telkinių (ežerų, jūrų, vandenynų) atviro paviršiaus būklei nustatyti. Jam visų pirma būdingas bangų aukštis ir jų stiprumas. Jūros nelygumo laipsniui įvertinti naudojama Pasaulio meteorologijos organizacijos sukurta 9 balų skalė.

Rezultatas	Vardas	Bangos aukštis (m)	Išoriniai ženklai
0	Tobulai rami jūra	0	Jūros paviršius lygus
1	Rami jūra	0-0, 1	Raubulės ir nedidelės bangos
2	Mažas susijaudinimas	0, 1-0, 5	Bangų keteros pradeda virsti, bet putų dar nėra
3	Nedidelis susijaudinimas	0, 5-1, 25	Kartais „ėriukai“pasirodo ant bangų keterų
4	Vidutinis susijaudinimas	1, 25-2, 5	„Avinėlių“yra dideli kiekiai
5	Žalioji jūra	2, 5-4	Atsiranda didelių keterų
6	Didelis sujudimas	4-6	Kraigos sudaro didelius audros antplūdžius
7	Smarkus susijaudinimas	6-9	Putos išsitempia į juosteles ir iš dalies dengia bangų šlaitus
8	Labai stiprus susijaudinimas	9-14	Putos visiškai padengia bangų šlaitus
9	Išskirtinis jaudulys	Vyresnė nei 14	Visas bangų paviršius padengtas storu putplasčio sluoksniu. Oras prisotintas vandens dulkių. Matomumas smarkiai sumažėja.

Jūros bangos kaip energijos š altinis

NaudokiteNatūrali vandenyno bangų energija yra viena iš perspektyvių alternatyvios elektros energijos pramonės sričių. Mokslininkai apskaičiavo, kad bendra visų vėjo bangų galia planetoje yra 10²⁰ J/val. Tai milžiniška figūra, tačiau bėda ta, kad gauti ir naudoti šią energiją labai sunku.

Šiandien tokios šalys kaip Didžioji Britanija, Airija, Norvegija ir Indija rimtai užsiima bangų energijos plėtra. Bangų jėgainės darbas pagrįstas mechaninės jūros bangos energijos pavertimu elektros energija, naudojant darbo mechanizmus, kuriuos sudaro specialios plūdės, mentės ir švytuoklės.

Pirmoji tokia elektrinė buvo paleista Norvegijoje 1985 m. Jo galia yra 850 kW. Šiandien daugelis šalių naudoja bangų energiją autonominiams plūdurams, švyturiams, marikultūros ūkiams ir net mažoms gręžimo platformoms maitinti.