Sóng xuất hiện trên biển như thế nào. Sóng biển: bản chất của sự xuất hiện

Bản thân gió có thể được nhìn thấy trên bản đồ dự báo thời tiết: đây là những vùng áp suất thấp. Nồng độ của chúng càng lớn thì gió sẽ càng mạnh. Các sóng nhỏ (mao dẫn) ban đầu di chuyển theo hướng gió thổi.

Gió thổi càng mạnh và lâu thì ảnh hưởng của nó lên mặt nước càng lớn. Theo thời gian, các con sóng bắt đầu phát triển về kích thước.

Gió ảnh hưởng đến sóng nhỏ nhiều hơn là trên mặt nước lặng.

Kích thước của sóng phụ thuộc vào tốc độ của gió tạo thành nó. Gió thổi với tốc độ không đổi có thể tạo ra một làn sóng có kích thước tương đương. Và ngay sau khi sóng đạt được kích thước mà gió có thể nằm trong đó, nó sẽ "hình thành hoàn toàn".

Các sóng được tạo ra có tốc độ và chu kỳ sóng khác nhau. (Đọc thêm trong bài viết) Sóng thời gian dài truyền đi nhanh hơn và truyền đi khoảng cách xa hơn so với các sóng chậm hơn. Khi chúng di chuyển ra khỏi nguồn của gió (sự lan truyền), các con sóng tạo thành các dòng phồng lên, chắc chắn sẽ cuộn vào bờ. Rất có thể, bạn đã quen với khái niệm tập hợp các sóng!

Sóng không còn chịu tác động của gió có được gọi là sóng nổi trên mặt đất không? Đây chính xác là những gì người lướt sóng đang theo đuổi!

Điều gì ảnh hưởng đến kích thước của vết sưng?

Có ba yếu tố chính ảnh hưởng đến kích thước của sóng trên biển cả.
Tốc độ gió- Càng lớn thì sóng càng lớn.
Thời lượng của gió- tương tự như phần trước.
Tìm về(vùng phủ gió) - một lần nữa, vùng phủ sóng càng lớn thì sóng hình thành càng lớn.

Ngay sau khi tác động của gió chấm dứt, sóng bắt đầu mất năng lượng. Chúng sẽ di chuyển cho đến khi các hình chiếu của đáy biển hoặc các chướng ngại vật khác trên đường đi của chúng (một hòn đảo lớn chẳng hạn) hấp thụ hết năng lượng.

Có một số yếu tố ảnh hưởng đến kích thước của sóng tại một vị trí cụ thể. Trong số đó:

Hướng sưng lên- nó sẽ cho phép khối phồng đến nơi chúng ta cần?
Đáy đại dương- Một khối phồng di chuyển từ độ sâu của đại dương lên một sườn núi đá dưới nước tạo thành những con sóng lớn có thùng bên trong. Một gờ cạn đối diện - sẽ làm chậm sóng và khiến chúng mất năng lượng.
Chu kỳ thủy triều- một số môn thể thao hoàn toàn phụ thuộc vào nó.

Tìm hiểu cách sóng tốt nhất nổi lên.

Từ lâu, chúng ta đã quen với nhiều hiện tượng xảy ra trên hành tinh của chúng ta mà không hề suy nghĩ về bản chất của sự xuất hiện của chúng và cơ chế hoạt động của chúng. Đây là sự thay đổi khí hậu, sự thay đổi trong các mùa, sự thay đổi thời gian trong ngày, và sự hình thành của sóng trên biển và đại dương.

Và hôm nay chúng tôi chỉ muốn chú ý đến câu hỏi cuối cùng, câu hỏi tại sao sóng được hình thành trên biển.

Tại sao sóng xuất hiện trên biển

Có giả thuyết cho rằng sóng trên biển và đại dương là do áp suất giảm. Tuy nhiên, đây thường chỉ là những giả định của những người đang nhanh chóng cố gắng tìm lời giải thích cho một hiện tượng tự nhiên như vậy. Trong thực tế, mọi thứ có một chút khác biệt.

Hãy nhớ điều gì làm cho nước “rung rinh”. Đây là một tác động vật lý. Ném một vật gì đó xuống nước, lướt tay trên nó, đập mạnh vào mặt nước, các rung động ở các kích thước và tần số khác nhau chắc chắn sẽ bắt đầu di chuyển dọc theo nó. Dựa vào đó, có thể hiểu rằng sóng là kết quả của tác động vật lý lên bề mặt nước.

Tuy nhiên, tại sao trên biển lại xuất hiện những con sóng lớn, từ xa ập vào bờ biển? Đổ lỗi cho mọi thứ là một hiện tượng tự nhiên khác - gió.

Thực tế là các luồng gió thổi qua mặt nước theo một đường tiếp tuyến, gây tác động vật lý lên bề mặt biển. Chính hiệu ứng này sẽ bơm nước và làm cho nó chuyển động theo từng đợt.

Tất nhiên, ai đó sẽ đặt một câu hỏi khác về việc tại sao sóng trên biển và trong đại dương lại dao động. Tuy nhiên, câu trả lời cho câu hỏi này thậm chí còn đơn giản hơn chính bản chất của sóng. Thực tế là gió có tác động vật lý hay thay đổi trên bề mặt nước, bởi vì nó được hướng tới nó theo những cơn gió giật với cường độ và sức mạnh khác nhau. Điều này ảnh hưởng đến thực tế là các sóng có kích thước và tần số khác nhau. Tất nhiên, sóng mạnh, một cơn bão thực sự, xảy ra khi gió vượt quá tiêu chuẩn.

Tại sao trên biển có sóng mà không có gió

Một sắc thái rất hợp lý là câu hỏi tại sao có sóng trên biển ngay cả khi tuyệt đối yên tĩnh, nếu không có gió ở tất cả.

Và đây câu trả lời cho câu hỏi là sóng nước là một nguồn năng lượng tái tạo lý tưởng. Thực tế là sóng có khả năng lưu trữ tiềm năng của chúng trong một thời gian rất dài. Tức là gió tác động vào nước, tạo ra một số dao động (sóng) nhất định, có thể đủ để sóng tiếp tục dao động trong một thời gian rất dài, và thế năng sóng tự nó không hề cạn kiệt dù sau hàng chục. km tính từ điểm gốc của sóng.

Đó là tất cả câu trả lời cho câu hỏi tại sao có sóng trên biển.

Sóng hình thành như thế nào? Các báo cáo về lướt sóng và dự đoán sóng dựa trên nghiên cứu khoa học và mô hình thời tiết. Để tìm hiểu những gì sóng sẽ hình thành trong tương lai gần, điều quan trọng là phải hiểu chúng được hình thành như thế nào.

Gió là nguyên nhân chính hình thành sóng. Những con sóng thích hợp nhất để lướt sóng được hình thành do sự tương tác của gió trên bề mặt đại dương, cách xa bờ biển. Tiếp xúc với gió là giai đoạn đầu tiên trong quá trình hình thành sóng.

Gió thổi ở một khu vực cụ thể từ bờ biển cũng có thể gây ra sóng, nhưng đồng thời chúng có thể làm giảm chất lượng của sóng vỡ.

Người ta nhận thấy rằng gió thổi từ biển thường dẫn đến hình thành sóng không ổn định và không đồng đều, vì chúng ảnh hưởng đến hướng chuyển động của sóng. Theo một nghĩa nào đó, gió thổi từ bờ biển đóng vai trò như một loại lực cân bằng. Sóng di chuyển nhiều km từ độ sâu của đại dương đến bờ biển, và gió từ đất liền có tác dụng "hãm" mặt sóng, giúp nó không bị vỡ ra lâu hơn.

Khu vực áp suất thấp = sóng tốt để lướt sóng

Về lý thuyết, các khu vực áp suất thấp có xu hướng tạo ra sóng tốt, mạnh. Ở độ sâu của những khu vực như vậy, tốc độ gió cao hơn và gió giật tạo ra nhiều sóng hơn. Ma sát tạo ra bởi những cơn gió này giúp tạo thành những con sóng mạnh đi hàng nghìn km cho đến khi chạm vào chướng ngại vật cuối cùng, đó là những khu vực ven biển nơi con người sinh sống.

Nếu những cơn gió tạo ra ở vùng áp suất thấp tiếp tục thổi trên bề mặt đại dương trong thời gian dài, thì sóng sẽ trở nên dữ dội hơn, do năng lượng tích tụ trong tất cả các sóng được hình thành. Ngoài ra, nếu gió từ các khu vực áp suất thấp ảnh hưởng đến một khu vực đại dương rất lớn, thì tất cả các sóng được hình thành sẽ tập trung nhiều năng lượng và sức mạnh hơn, dẫn đến sự hình thành của những con sóng lớn hơn.

Từ sóng biển đến sóng lướt: đáy biển và các chướng ngại vật khác

Chúng ta đã phân tích rõ sóng biển và sóng do nó tạo ra được hình thành như thế nào, nhưng sau khi “sinh ra” những con sóng như vậy vẫn phải di chuyển một quãng đường rất lớn đến bờ biển. Sóng bắt nguồn từ đại dương phải trải qua một chặng đường dài trước khi đến đất liền.

Trong suốt cuộc hành trình của mình, ngay cả trước khi những người lướt sóng chạm vào chúng, những con sóng này sẽ phải vượt qua những chướng ngại vật khác. Chiều cao của sóng mới bắt đầu không trùng với chiều cao của sóng mà người lướt sóng cưỡi trên đó.

Di chuyển trên đại dương, sóng bị ảnh hưởng bởi sự không đồng đều của đáy biển. Khi các khối nước chuyển động khổng lồ vượt qua độ cao của đáy biển, tổng năng lượng tập trung vào các con sóng sẽ thay đổi.

Ví dụ, các thềm lục địa ở khoảng cách xa bờ biển chống lại sóng di chuyển do lực ma sát, và khi sóng đến vùng nước ven biển, nơi có độ sâu nông, chúng đã mất năng lượng, sức mạnh và sức mạnh.

Khi sóng di chuyển qua các khu vực nước sâu mà không bị cản trở, chúng có xu hướng đánh vào đường bờ biển với một lực cực lớn. Độ sâu của đáy đại dương và sự thay đổi của chúng theo thời gian được nghiên cứu trong khuôn khổ các nghiên cứu về độ sâu.

Bản đồ độ sâu giúp bạn dễ dàng tìm thấy các đại dương sâu nhất và nông nhất trên hành tinh của chúng ta. Nghiên cứu địa hình đáy biển là điều cần thiết để ngăn ngừa các vụ đắm tàu ​​và tàu du lịch.

Ngoài ra, nghiên cứu cấu trúc đáy có thể cung cấp thông tin có giá trị để dự đoán lướt sóng tại một điểm lướt sóng cụ thể. Khi sóng đến vùng nước nông, tốc độ của chúng thường giảm. Mặc dù vậy, bước sóng bị rút ngắn và gia tăng đỉnh, dẫn đến chiều cao sóng cao hơn.

Bãi cát và đỉnh sóng tăng

Ví dụ, bãi cát luôn thay đổi bản chất của các cuộc nghỉ giữa bãi biển. Đó là lý do tại sao chất lượng của sóng thay đổi theo thời gian tốt hơn hoặc xấu hơn. Những gờ cát dưới đáy đại dương cho phép tạo ra các đỉnh sóng tập trung, sắc nét mà từ đó những người lướt sóng có thể bắt đầu trượt.

Khi đánh vào một bờ cát mới, sóng thường tạo thành một sườn núi mới, vì một chướng ngại vật như vậy làm cho sườn núi cao lên, tức là sự hình thành của một con sóng thích hợp cho việc lướt sóng. Các chướng ngại vật khác đối với sóng bao gồm mỏ hàn, tàu chìm, hoặc đơn giản là đá ngầm tự nhiên hoặc nhân tạo.

Sóng được tạo ra bởi gió và khi chúng di chuyển, chúng bị ảnh hưởng bởi địa hình của đáy biển, lượng mưa, thủy triều, dòng chảy xa bờ, gió cục bộ và đáy biển không bằng phẳng. Tất cả các yếu tố thời tiết và địa chất này góp phần hình thành các làn sóng thích hợp cho các hoạt động lướt sóng, lướt ván diều, lướt ván buồm và lướt ván boogie.

Dự báo sóng: cơ sở lý thuyết

• Sóng thời gian dài có xu hướng lớn hơn và mạnh hơn.
• Các sóng chu kỳ ngắn có xu hướng nhỏ hơn và yếu hơn.
• Chu kỳ sóng là khoảng thời gian giữa sự hình thành của hai mào được xác định rõ.
• Tần số của sóng là số lượng sóng truyền qua một điểm nhất định trong một thời gian nhất định.
• Sóng lớn đi nhanh.
• Sóng nhỏ chuyển động chậm dần đều.
• Ở những khu vực có áp suất thấp, sóng cường độ cao được tạo ra.
• Các khu vực áp thấp được đặc trưng bởi thời tiết có mưa và nhiều mây.
• Các khu vực áp suất cao được đặc trưng bởi thời tiết ấm áp và bầu trời quang đãng.
• Những con sóng lớn hơn được hình thành ở những vùng nước sâu ven biển.
• Sóng thần không thích hợp để lướt sóng.

Sóng đến từ gió. Bão tạo ra những cơn gió đập vào bề mặt nước, dẫn đến những gợn sóng, giống như những gợn sóng trong cà phê của bạn sau khi lướt khi bạn thổi vào nó. Bản thân gió có thể được nhìn thấy trên bản đồ dự báo thời tiết: đây là những vùng áp suất thấp. Nồng độ của chúng càng lớn thì gió sẽ càng mạnh. Các sóng nhỏ (mao dẫn) ban đầu di chuyển theo hướng gió thổi.

Gió thổi càng mạnh và lâu thì ảnh hưởng của nó lên mặt nước càng lớn. Theo thời gian, các con sóng bắt đầu phát triển về kích thước.

Khi gió tiếp tục thổi và các sóng do nó tạo ra tiếp xúc với nó, các sóng nhỏ bắt đầu phát triển. Gió có ảnh hưởng lớn hơn đến chúng so với trên mặt nước phẳng lặng.
Kích thước của sóng phụ thuộc vào tốc độ của gió tạo thành nó. Gió thổi với tốc độ không đổi có thể tạo ra một làn sóng có kích thước nhất định. Và ngay sau khi sóng đạt đến kích thước lớn nhất có thể đối với một cơn gió nhất định, nó sẽ trở nên "hình thành hoàn toàn".

Các sóng được tạo ra có tốc độ và chu kỳ sóng khác nhau. (Xem thêm trong phần thuật ngữ về sóng)
Sóng thời gian dài di chuyển nhanh hơn và truyền đi khoảng cách xa hơn so với các sóng chậm hơn của chúng. Khi chúng di chuyển ra khỏi nguồn gió (lan truyền), sóng tạo thành các đường lướt (phồng lên), chắc chắn sẽ cuộn vào bờ. Có lẽ bạn đã quá quen thuộc với khái niệm "bộ sóng" (wave set)!

Sóng không còn bị ảnh hưởng bởi gió tạo ra chúng được gọi là sóng có sóng. Đây chính xác là những gì người lướt sóng đang theo đuổi!

Điều gì ảnh hưởng đến kích thước của lướt (trương nở)?

Có ba yếu tố chính ảnh hưởng đến kích thước của sóng trên biển cả:
Tốc độ gió - càng cao, sóng sẽ càng lớn.
Thời gian của gió tương tự như trước đó.
Tìm nạp - Một lần nữa, vùng phủ sóng càng lớn thì dạng sóng càng lớn.
Ngay sau khi tác động của gió chấm dứt, sóng bắt đầu mất năng lượng. Chúng sẽ di chuyển cho đến khi các chỗ nhô ra của đáy biển hoặc các chướng ngại vật khác trên đường đi của chúng (một hòn đảo lớn chẳng hạn) hấp thụ hết năng lượng.

Có một số yếu tố ảnh hưởng đến kích thước của sóng tại một địa điểm lướt sóng cụ thể. Trong số đó:

Hướng của lướt sóng (phồng lên) - nó sẽ cho phép chúng ta đến được vùng trồi ở nơi chúng ta cần?
Đáy đại dương - một khối phồng di chuyển từ độ sâu của đại dương đến rạn san hô, tạo thành những con sóng lớn với những chiếc thùng bên trong. Một mỏm đá dài nông kéo dài về phía bờ sẽ làm sóng chậm lại và chúng sẽ mất năng lượng.
Cơn bốc hỏa - một số môn thể thao hoàn toàn phụ thuộc vào nó.
Tìm hiểu thêm trong phần về cách các sóng tốt nhất xuất hiện

Sóng là một khái niệm từ "kho vũ khí" của vật lý. Để giải thích một cách đơn giản và dễ hiểu hơn nó là gì, bạn có thể đưa ra một ví dụ có vẻ khác xa với chủ đề.

... Lễ đăng quang của Catherine II diễn ra ở Moscow. Hoàng hậu mới lên chức hoàng hậu mong muốn thời khắc long trọng sẽ được công bố bằng màn bắn pháo hoa ở St.Petersburg, nhưng làm thế nào để truyền tín hiệu? Rốt cuộc, sau đó không có Internet, không có điện thoại, hay thậm chí là điện báo. Và một giải pháp đã được tìm ra: từ Moscow đến St. Đúng lúc, người lính đầu tiên giương cờ, người kế tiếp, thấy thế này, cũng làm như vậy, v.v. Petersburg đã nhận được tín hiệu trong vòng chưa đầy một phần tư giờ!

Chúng ta thấy gì trong trường hợp này? Không phải một người di chuyển, mà di chuyển, truyền từ người này sang người khác, một điều kiện nhất định. Nếu điều gì đó tương tự xảy ra trong một môi trường nhất định (rắn, lỏng hoặc khí) hoặc trong một trường điện từ - vật chất không chuyển động, nhưng một sự thay đổi nhất định trong các đặc tính vật lý sẽ chuyển động - điều này được gọi là sóng (điều này sẽ còn rõ ràng hơn nếu chúng ta lại nhớ lại biểu thức khác xa với vật lý học: “Một làn sóng tấn công quét qua đất nước” - một lần nữa, một sự thay đổi trạng thái “quét”).

Một trường hợp cụ thể của sóng là những nhiễu động lan truyền trong cột nước hoặc trên bề mặt của nó.

Bất kỳ sóng nào cũng có đỉnh (điểm cao nhất của đỉnh), đáy (điểm thấp nhất của đáy), chiều cao (vượt quá đỉnh), chiều dài (khoảng cách giữa các đỉnh của hai sóng liền kề), chu kỳ (thời gian khoảng thời gian mà sóng sẽ truyền được một quãng đường bằng chiều dài của nó) và độ dốc (tỷ số giữa chiều cao và bước sóng). Tốc độ mà sóng truyền theo hướng nó truyền đi cũng được ước tính.

Lý do hình thành sóng trên bề mặt biển và đại dương rất đa dạng. Thông thường, có thể quan sát được sóng gió. Kích thước và hình dạng của chúng không khác nhau về thứ tự, một con sóng nhỏ cũng có thể theo sau một con sóng lớn, các đỉnh sóng không nhất thiết phải di chuyển theo hướng gió. Đó là do gió tạo thành sóng có đặc tính xoáy, hỗn loạn. Kích thước của sóng gió không chỉ phụ thuộc vào tốc độ của gió mà còn phụ thuộc vào thời gian của nó.

Gió không phải là nguyên nhân duy nhất gây ra sóng biển. Có sóng thủy triều. Trái ngược với quan niệm sai lầm phổ biến, chúng xuất hiện không phải vì Mặt trăng "hút" nước, mà vì Trái đất, cùng với lớp vỏ nước của nó, "trải dài" giữa điểm xa Mặt trăng nhất và điểm gần nó nhất, điều này là do sự khác biệt trong lực hút giữa hai điểm này.

Sóng Baric sinh ra do sự thay đổi đột ngột của áp suất khí quyển. Điều này xảy ra khi một cơn bão đi qua, đặc biệt là một cơn bão nhiệt đới. Nếu những con sóng như vậy trùng khớp với những con sóng thủy triều cao - bạn sẽ gặp rắc rối! Điều này xảy ra đặc biệt thường xuyên ở bờ biển Florida, Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ và Antilles.

Sóng sâu đặc biệt nguy hiểm cho các thủy thủ. Chúng phát sinh ở nơi có hai lớp nước với các đặc tính khác nhau, và chúng trộn lẫn với nhau - ví dụ, gần băng tan hoặc trong các eo biển.

Sóng thần được tạo ra bởi các trận động đất dưới đáy biển. Nguồn gốc của cái tên Nhật Bản không phải ngẫu nhiên - đất nước này đặc biệt thường xuyên phải hứng chịu những thảm họa thiên nhiên như vậy.

Khi tác động của gió, chấn động địa chấn và các lực khác gây ra sóng chấm dứt, sóng đứng trong một thời kỳ lớn - địa chấn - phát sinh trong các biển và vịnh bên trong theo quán tính. Vì vậy, trên Biển Azov, chu kỳ của những con sóng như vậy có thể lên tới 23 giờ.

Cuối cùng, có sóng tàu. Rốt cuộc, một con tàu đi qua biển cũng gây ra xáo trộn bởi nước của môi trường, và do đó hình thành sóng.