امواج باد: مفهوم، ساختار و ویژگی ها. موج باد چگونه تشکیل می شود؟

2024 نویسنده: Henry Conors | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-12 06:36

موج یک پدیده طبیعی است که تا حد زیادی راحتی حضور در دریاهای آزاد را تعیین می کند. امواج کوچک حتی ممکن است مورد توجه قرار نگیرند. اما بزرگ‌ها قادرند صدمات قابل توجهی به یک کشتی دریایی وارد کرده و به مسافران آن آسیب برسانند. این مقاله بر امواج باد تمرکز خواهد کرد. چه هستند، چگونه شکل گرفته اند و چه ویژگی هایی دارند؟ بیایید به همه این سوالات با هم پاسخ دهیم!

امواج باد - چیست؟

هیچ بدن آبی نمی تواند آرام و بی حرکت بماند. از این گذشته ، حتی باد که از نظر قدرت ناچیز است ، مطمئناً روی سطح آن منعکس می شود. موج باد در اثر برخورد مستقیم باد بر سطح آب دریا یا دریاچه ایجاد می شود. برای درک بهتر مکانیسم شکل گیری آن، می توانید مزرعه گندم را در هوای بادی تماشا کنید.

پس امواج باد چگونه تشکیل می شوند؟ با وزش باد ملایم، امواج خفیف روی سطح آرام آب ظاهر می شود. با افزایش سرعت آن، امواج ریتمیک کوچک ظاهر می شود. به تدریج طول و قد آنها افزایش می یابد. با بیشتربا شدت گرفتن باد، «بره‌هایی» از فوم سفید روی تاج آن‌ها تشکیل می‌شوند. سرعت امواج باد می تواند بسیار متفاوت باشد (از 10 تا 90 کیلومتر در ساعت). پس از توقف باد در دریا، می توانید امواج بلند، کم و ملایمی را مشاهده کنید که به آن موج می گویند.

مهم است که توجه داشته باشید که آب ماده ای بسیار متراکم تر از هوا است. در نتیجه سطح مخزن پس از برخورد باد کمی عقب می‌افتد و موج‌ها تنها پس از مدتی به موج تبدیل می‌شوند.

امواج باد را باید از سونامی و جزر و مد متمایز کرد. اولی در نتیجه افزایش فعالیت لرزه ای پوسته زمین و دومی در نتیجه برخورد ماهواره سیاره ما، ماه به وجود می آیند.

ساختار موج دریا

موج باد از چندین عنصر تشکیل شده است (نمودار زیر را ببینید):

• تاج بالاترین نقطه موج است.
• پایین پایین ترین نقطه موج است.
• شیب - بادگیر و بادگیر.

شیب بادگیر (جلو) موج همیشه تندتر از شیب رو به باد است. اتفاقاً در اینجا تشابه مستقیمی با تپه های شنی وجود دارد که تحت تأثیر باد نیز تشکیل می شوند. با نزدیک شدن به ساحل، کف موج در کف مخزن کند می شود و تاج آن واژگون می شود و به اسپری های زیادی می شکند. این فرآیند با تخریب فعال سنگ ها همراه است. اگر موج به صخره‌ای ساحلی برخورد کند، آب به شکل یک ستون فوم قدرتمند به بالا پرتاب می‌شود که ارتفاع آن به چند ده متر می‌رسد.

ویژگی امواج باد

در اقیانوس شناسی، چهار ویژگی اصلی موج دریا وجود دارد. این است:

• ارتفاع فاصله عمودی بین کف پا و رج است.
• طول - فاصله بین دو تاج از امواج مجاور.
• سرعت - مسافتی که تاج موج در واحد زمان طی می کند (معمولاً بر حسب متر در ثانیه اندازه گیری می شود).
• شیب نسبت ارتفاع موج به نصف طول آن است.

طول امواج باد به طور گسترده ای از 0.5 تا 250 متر متغیر است، ارتفاع می تواند به 20-25 متر برسد. قوی ترین امواج در نیمکره جنوبی، در اقیانوس باز مشاهده می شود. در اینجا سرعت حرکت آنها اغلب به 15-20 متر بر ثانیه می رسد. کوچکترین امواج برای دریاهای داخلی که به اعماق قاره می روند (مثلاً برای دریاهای سیاه یا آزوف) معمول است.

امواج دریا: مقیاس

وضعیت دریا اصطلاحی است که در علم اقیانوس شناسی برای تعیین وضعیت سطح باز توده های بزرگ آبی (دریاچه ها، دریاها، اقیانوس ها) استفاده می شود. این اول از همه با ارتفاع امواج و قدرت آنها مشخص می شود. برای ارزیابی درجه ناهمواری دریا، از مقیاس 9 درجه ای که توسط سازمان جهانی هواشناسی تهیه شده است استفاده می شود.

امتیاز	نام	ارتفاع موج (m)	علائم خارجی
0	دریای کاملا آرام	0	سطح دریا صاف است
1	دریای آرام	0-0, 1	مواجات و امواج خفیف
2	هیجان کم	0, 1-0, 5	تاج امواج شروع به واژگون شدن می کنند، اما هنوز کفی وجود ندارد
3	هیجان خفیف	0, 5-1, 25	گاهی اوقات "بره" روی تاج امواج ظاهر می شود
4	هیجان متوسط	1, 25-2, 5	"بره" به مقدار زیاد موجود است
5	دریای مواج	2، 5-4	برآمدگی های بزرگ ظاهر می شوند
6	غوغای بزرگ	4-6	پشته ها موج های طوفانی بزرگ را تشکیل می دهند
7	هیجان سنگین	6-9	فوم به صورت نوارها کشیده می شود و تا حدی شیب امواج را می پوشاند
8	هیجان بسیار قوی	9-14	فوم به طور کامل شیب امواج را می پوشاند
9	هیجان استثنایی	بیش از 14	تمام سطح امواج با لایه ای ضخیم از فوم پوشیده شده است. هوا از گرد و غبار آب اشباع شده است. دید به شدت کاهش می یابد.

امواج دریا به عنوان منبع انرژی

استفاده کنیدانرژی طبیعی امواج اقیانوس یکی از مناطق امیدوارکننده صنعت برق جایگزین است. دانشمندان محاسبه کرده اند که مجموع قدرت تمام امواج باد در این سیاره 10²⁰ ژول در ساعت است. این رقم بسیار بزرگی است، اما مشکل اینجاست که به دست آوردن و استفاده از این انرژی بسیار دشوار است.

امروزه کشورهایی مانند بریتانیای کبیر، ایرلند، نروژ و هند به طور جدی درگیر توسعه انرژی امواج هستند. عملکرد نیروگاه موج بر اساس تبدیل انرژی مکانیکی موج دریا به انرژی الکتریکی توسط مکانیزم های کاری متشکل از شناورها، پره ها و آونگ های ویژه است.

اولین نیروگاه از این دست در سال 1985 در نروژ راه اندازی شد. قدرت آن 850 کیلو وات است. امروزه، تعدادی از کشورها از انرژی امواج برای تامین نیروی شناورهای خودران، کشتی‌های سبک، مزارع کشاورزی و حتی سکوهای حفاری کوچک استفاده می‌کنند.