入口波ができる理由。 波はどのように形成されますか？ 海と海の波
波は、物理学の「武器庫」からの概念です。 それが何であるかをより簡単にわかりやすく説明するために、トピックからかけ離れていると思われる例を挙げることができます。
... キャサリン 2 世の戴冠式はモスクワで行われました。 新しく作られた皇后は、厳粛な瞬間がサンクトペテルブルクで花火で発表されることを望んでいましたが、信号をどのように送信するのでしょうか? 結局のところ、インターネットも電話も電報さえもありませんでした。 それでも、抜け道が見つかりました。モスクワからサンクトペテルブルクまで、彼らは手に旗を持った兵士を互いに見通しの良い距離に配置しました。 適切なタイミングで、最初の兵士が旗を掲げ、次の兵士がこれを見て同じことをしました。 信号はサンクトペテルブルクで 15 分以内に受信されました。
この場合、何がわかりますか？ 一人の人間が動いたのではなく、ある状態が動き、人から人へと移った。 特定の媒体 (固体、液体、気体) または電磁場で同様のことが起こった場合、物質の動きはありませんが、特定の変化があります。 体格的特徴-これは波と呼ばれます（物理学とはかけ離れた「ストライキの波が国を席巻した」という表現をもう一度思い出すと、さらに明確になります-再び、状態の変化が「一掃されました」）。
波の特殊なケースは、水柱内またはその表面上を伝播する振動摂動です。
すべての波にはトップがあります（ほとんど ハイポイント頂点）、底（谷の最下点）、高さ（頂点の超過）、長さ（隣接する2つの波の頂点の頂点間の距離）、期間（波が発生する時間間隔） 距離を越えます、その長さに等しい) と勾配 (高さと波長の比率)。 波が伝搬する方向に波が移動する速度も推定されます。
海や海の表面に波が形成される理由はさまざまです。 ほとんどの場合、風の波が観測されます。 それらのサイズと形状は順序で異なりません。小さな波の後に大きな波が続く可能性があり、波の頂上は必ずしも風の方向に移動するとは限りません. これは、波を形成する風が渦、乱流の性質を持っているためです。 風の波の大きさは、風の速さだけでなく、その持続時間にも依存します。
原因は風だけじゃない 海の波. 津波があります。 一般に信じられていることとは反対に、それらは月が水を「引き付ける」ためではなく、地球がその水を引き寄せるために現れる。 ウォーターシェル月から最も遠い点と最も近い点の間で「引き伸ばされる」のは、これら 2 つの点の間の引力の違いによるものです。
バリック波は急激な変化によって引き起こされます。 大気圧. これは、サイクロン、特に熱帯のサイクロンが通過する場所で発生します。 そのような波が高潮の波と重なった場合、トラブルが予想されます! これは、フロリダ、日本、中国、インド、およびアンティル諸島の海岸で特に頻繁に発生します。
深い波は船員にとって特に危険です。 それらは、水の2つの層がある場所で発生します 異なるプロパティ、そしてそれらの混合が発生します-たとえば、溶ける氷の近くや海峡で。
津波は地震によって発生します 海底. 日本起源名前は偶然ではありません - この国は特にしばしばそのような自然災害に苦しんでいます。
風や地震などの波の原因となる力の作用が止むと、慣性によって内海や湾内に長い周期の定在波（セイシェ）が発生します。 したがって、アゾフ海では、そのような波の周期は23時間に達する可能性があります。
最後に、船の波があります。 結局のところ、海を通過する船は、環境の水による乱れを引き起こし、それによって波が形成されます.
励起は、水の粒子が平衡位置の周りで振動する、周期的で連続的に変化する運動の一種です。
何らかの理由で水の粒子が平衡から外れた場合、重力の影響下で、それらは乱された平衡を回復する傾向があります. 同時に、各水粒子は、目に見える形の波動に沿って移動することなく、平衡位置に対して振動運動を行います。
波は、さまざまな原因（力）の影響を受けて発生する可能性があります。 起源、つまりそれらを引き起こした原因に応じて、次のタイプの海の波が区別されます。
- 摩擦波 (iln 摩擦)。 これらの波には、主に風が海面に作用するときに発生する風波が含まれます。 それらには、ある密度の水の層が別の密度の水の層の上を移動するときに深部で発生する、いわゆる内部波または深層波も含まれます。
- 大気圧が変動するとバリック波が発生します。 大気圧の変動は水塊の上昇と下降を引き起こし、そこで水粒子は新しい平衡位置を占める傾向がありますが、それらに到達すると慣性によって振動します。
- 津波は、干満現象の影響を受けて発生します。
- 地震波は、地震や火山噴火の際に発生します。 震源が水中または海岸近くにある場合、振動は水塊に伝わり、津波とも呼ばれる地震波を引き起こします。
- せいし。 海、湖、貯水池では、並進波の形での水粒子の振動に加えて、水粒子の周期的な振動が垂直方向にのみ観察されることがよくあります。 このような波はセイシェと呼ばれます。 seiches の間、定期的に揺れる容器で振動に似た性質の振動が発生します。 最も単純なタイプのセイチェは、水域の一方の端で水位が上昇し、同時に他方の端で水位が下がるときに発生します。 同時に、貯水池の中央に線が観察され、それに沿って水粒子は垂直方向の動きをせず、水平方向に移動します。 この行は、セイシャ ノードと呼ばれます。 より複雑な seiche は、2 ノード、3 ノードなどです。
人間は、多くの自然現象を自明のものとして認識しています。 私たちは夏、秋、冬、雨、雪、波に慣れていて、その理由を考えていません。 では、なぜ海に波ができるのでしょうか。 穏やかな時でも水面に波紋ができるのはなぜ？
元
海と海の波の起源を説明するいくつかの理論があります。 それらは次の理由で形成されます。
- 大気圧の変化;
- 引き潮と流れ;
- 海底地震と火山噴火。
- 船の動き;
- 強い風。
形成のメカニズムを理解するには、水が攪拌され、無意識に振動することを覚えておく必要があります-結果として 物理的な影響. 小石、ボート、それに触れる手が液体の塊を動かし、さまざまな強さの振動を生み出します。
特徴
波は、貯水池の表面の水の動きでもあります。 それらは、空気粒子と液体の付着の結果です。 水と空気の共生により、まず水面に波紋が生じ、次に水柱が動きます。
大きさ、長さ、強さは風の強さによって変わります。 嵐の間、強力な柱は 8 メートルに達し、長さはほぼ 4 分の 1 キロメートル伸びます。
時々、その力は非常に破壊的で、海岸地帯に落ち、傘、シャワー、その他のビーチの建物を根こそぎにし、その経路にあるすべてのものを破壊します. そしてこれは、変動が海岸から数千キロ離れているという事実にもかかわらずです。
すべての波は 2 つのカテゴリに分類できます。
- 風;
- 立っています。
風
風車はその名の通り、風の影響を受けて形成されます。 その突風は接線に突入し、水を強制的に動かします。 風は液体の塊を前に押し出しますが、重力はそのプロセスを遅くし、押し戻します。 2 つの力の影響による表面の動きは、浮き沈みに似ています。 それらの頂点はクレストと呼ばれ、そのベースはソールと呼ばれます。
海で波が形成される理由が判明したとしても、なぜ波が上下に振動するのかという疑問は未解決のままです。 説明は簡単です - 風の不安定さ。 その後、彼は素早く衝動的に急降下し、その後沈静化します。 クレストの高さ、振動の周波数は、その強度とパワーに直接依存します。 移動速度と気流の強さが標準を超えると、嵐が発生します。 もう一つの理由は、再生可能エネルギーです。
再生可能エネルギー
時々海は完全に穏やかになり、波が形成されます。 なんで？ 海洋学者と地理学者は、この現象を再生可能エネルギーに起因すると考えています。 水のゆらぎがその源であり、そのポテンシャルを長く保つ方法です。
実生活では、このように見えます。 風は池に一定量の振動を引き起こします。 これらの振動のエネルギーは数時間持続します。 この間 液体層数十キロメートルの距離を乗り越え、日当たりが良く、風がなく、貯水池が穏やかな場所で「停泊」します。
立っている
の衝撃により定在波または孤立波が発生します。 海底地震、火山噴火、また 急激な変化大気圧。
この現象はセイシュと呼ばれ、フランス語から「揺れる」と訳されています。 セイシュは、湾、湾、および一部の海で典型的なものであり、ビーチ、沿岸帯の構造物、桟橋に停泊している船、および乗船している人々に危険をもたらします。
建設的で破壊的
長い距離を乗り越え、形を変えずエネルギーを失わないフォーメーションは、海岸にぶつかってブレイクします。 同時に、各遡上は沿岸帯に異なる影響を与えます。 それが海岸を洗う場合、それは建設的であると分類されます。
破壊的な水の波がその力で海岸に降り注ぎ、海岸を破壊し、浜辺の砂や小石を徐々に洗い流します。 この場合 自然現象破壊的と分類されます。
破壊は破壊力が違います。 時にはその勢いが凄まじく、坂道を下ったり、崖を裂いたり、岩を裂いたりします。 時間の経過とともに、最も硬い岩でさえ破壊されます。 アメリカ最大の灯台は、1870 年にハッテラス岬に建設されました。 それ以来、海は約 430 メートル内陸に移動し、海岸線とビーチが押し流されました。 これは数十の事実の 1 つにすぎません。
津波は、大きな特徴を持つ破壊的な水層の一種です。 破壊力. 彼らの移動速度は時速1000 kmに達します。 これはジェット機よりも高い。 深さでは、津波の頂点の高さは小さいですが、海岸近くでは速度が低下しますが、高さは 20 メートルまで上昇します。
80% のケースでは、津波は水中地震の結果であり、残りの 20% では火山噴火と地滑りです。 地震の結果、底が垂直に移動します。その一部が沈み、他の部分が平行に上昇します。 貯水池の表面には強さの異なるゆらぎが形成されます。
異常な暗殺者
彼らはまた、放浪者、怪物、異常、そして海のより特徴的なものとしても知られています。
30 ～ 40 年前でさえ、目撃者の証言が既存の科学理論や計算に当てはまらなかったため、異常な水の変動に関する船員の話はフィクションと見なされていました。 21 メートルの高さが海洋および海の振動の限界と考えられていました。
怪物に関する最初の記述は 1826 年にさかのぼります。 そして1933年、長引く嵐に巻き込まれた米海軍の船が巨大な波に衝突しました。 乗組員は奇跡的に生き残った - 目撃者は事実を確認した. 同様のケースが後で記録されました。
1995 年 1 月 1 日、機器が設置されたとき 石油プラットフォーム、異常な25.6メートルの水柱が初めて公式に記録され、科学者は現象の研究を開始しました。 研究の次の 3 週間にわたって、さらに 10 の同様のイベントが発生しました。 さまざまなコーナー惑星。
極端な波が形成される理由は完全には理解されておらず、仮説のレベルで存在します。 理論の 1 つは、非線形性の効果によって現象を説明し、その結果、波の小さなグループが形成され、元の構造を変更することなく大きな距離を克服します。
簡単に言えば、内的要因の影響下で、20 メートルの水塊が形成され、元の形を変えることなく数十キロ移動しました。 しかし、繰り返しますが、これは理論の 1 つです。 事実によって確認された説明はまだありませんが、現象の事実はすでに科学的に確認されており、議論されていません.
なぜ海の波？
5 (100%) 1 人の投票者Y.レスノイによるエッセイ
ウェールズの「タイムマシン」に乗れるなら、過去の霧のような距離に乗り、そこから私たちの姿を見てください。 地球私たちは彼を認識しません。 何百万年も前、大陸はまったく異なる輪郭を持っていただけでなく、これらの大陸の表面そのものがまったく異なる外観を持っていました。私たちにとって異質な別の風景がそれらを覆い、別の植物が育ち、別の動物が発見されました。 彼の都市、耕作された畑、道路を持った人はまだいません...すべてにおいて変わらなかったのは1つだけです 地質時代: 海の景色です。 何百万年も前に、同じ波がその上を転がり、現在それを耕しています。 起伏のある水面の景色は、私たちが地球上で知っている最も古い風景です。 はい、そして今日それが最も一般的です。結局のところ、私たちの惑星の全表面の3分の2が水で覆われています!
しかし、この最も古く広く普及している風景は、他のどの風景よりも私たちになじみ深いと言えるでしょうか? しそうにない。 私たちは嵐の海の過酷な美しさに思わず惹かれ、詩人や芸術家にインスピレーションを与えますが、それでも海の波についてはほとんど知りません。 この起伏のある動きの性質そのものでさえ、ほとんどの人がまったく間違って想像しています。
実際、ほとんどの人は、波が海面を滑り、川床の水のように海面に沿って移動すると考えています。 しかし、これは真実ではありません。荒れた海では動きの形だけが動き、波自体は上下にしか振動しません。 荒れた海が木片、ボート、または浮遊物をどのように動かすかを見たことがありますか? 高速で走る波はこのオブジェクトをまったく運ばず、測定して上下に振るだけであることに注意してください。 海は、「黄色くなった畑が揺れ動く」のとまったく同じように揺れ動く。トウモロコシの穂は畑の位置を変えず、それぞれの穂は少しだけ前に押し出され、その後再び真っ直ぐになる。次から次へと波が畑を横切っていく様子が見えます。 耳そのものではなく、走る動きの形です。
「世俗の噂は海の波」ということわざは、この独特の動きを驚くほど明確に示しています。 あるニュースが街中に広まるために、人々は街の端から端まで走る必要はありません。うわさは口から口へと伝えられます。
この点で、海の波は、風が砂漠や沿岸地域を通り抜ける砂の波とは異なります。ここでは、波状の砂の丘が実際にそれ自体で動き、海のようにその形だけが動くわけではありません。
そのため、海の波はものすごい速さで流れ、しばしば私たちの「高速」列車を追い越します。毎秒 5 ～ 6 ファゾム、または時速 40 マイルの波の速度は珍しくありません。 動いたのが運動の形ではなく、水の塊そのものであるなら、そのような速度はありえないでしょう。
しかし、波が発生する原因についてはまだ何も語っていません。 この理由は、知られているように、風です。 気流。 水に当たると、気流がその表面を曲げます。 くぼみが形成されますが、次の瞬間、下降する水の粒子が力で押し上げられ、くぼみの場所に隆起が形成されます。 重力の作用で沈下するこの高さは、再び谷に置き換わります。 荒波の中の水の粒子は上下にしか動かないが、ある瞬間から始まった興奮が隣の粒子に伝わり、どんどん広がっていき、広大な領域を捉えていく。 起伏のあるフィールドの動きは、この現象をよく表しています。
しかし、海の波の原因は風だけではありません。 もう 1 つの、よりまれな原因は、海岸近くで発生する地震です。 このような波は高くはありませんが、非常に長く、異常な速さで伝播し、時速 600 マイルを超えることもあります。 しかし、この種の波は、風から発生する波よりもはるかに少ない頻度で観測されます。 以下では、主に後者を念頭に置いていきます。
波の大きさは？ 海の波の巨大さ、高層ビルほどの高さの水の山についてよく耳にします。 正確な測定は、波の信じられないほどの高さについてのこの伝説を破壊しました。測定が正確であるほど、波が低くなったのは興味深いことです。 外洋では、波の高さが 6 ファゾムを超えることはめったにありません。 これは最大の高さです。通常、波は 3 ファゾムを超えないため、5 ファゾムの波はすでに例外と見なされます。
しかし、もしそうなら、読者は、山のような海の波についてのこれらの話はどこから来たのか、最も良心的な目撃者から時々耳にする話はどこから来たのかと尋ねるでしょう. ここで問題は、視覚の奇妙な錯覚にあります。 外洋の波は、もちろん、船のデッキから観察する必要があります。興奮している間、船のデッキは水平のままではなく、あらゆる方向に曲がります。 ピッチング中にデッキが乗客を海に向かって傾けると、彼は目の前に波の水塊が見えます-そして、水平面からではなく傾斜したデッキからそれを考慮しているため、思わずその高さを過大評価します。 言い換えれば、乗客は波の垂直方向の上昇ではなく、その傾斜の長さを精神的に測定します。 もちろん、乗客には認識されないこの錯覚の結果として、波は彼にはとても巨大に見えます。
興味深いことに、波の高さはすべての海で同じではありません。 海が深ければ深いほど、その表面が広くなり、水塊と風の妨げられない動きを妨げる島や浅瀬が少なくなり、波が大きくなります。 同時に、水の塩分濃度、またはその密度にも意味があります。 塩水は真水よりも重く、真水よりも風の影響を受けにくくなります。 何かのせいで より塩辛い水、波は低くなります。 そのため、面積が等しい場合、湖はより乱流になります。 海湾岩と砂州によって海から隔てられています。 しかし、水域の面積が等しくない場合、すでに述べたように、それらの波は同じではありません。 私たちのカスピ海では、波は広大な地中海よりもはるかに小さく、この後者でも、波は地中海よりもはるかに小さいです。 大西洋. 次に、大西洋の波は、南半球の広大な広がりに自由に広がる南極海の水泳者を怖がらせるような次元に達することはありません.
これまで、波の高さについて話してきましたが、波の長さについてはまだ何も言っていません。 隣接する 2 つの波の山 (または谷) の間の距離について。 波が高ければ高いほど、波の幅は大きくなり、これら 2 つの量の間にはかなり単純な関係があります。 つまり、幅は高さの約 30 ～ 40 倍です。 3 サジェンの高さの波は、長さが 100 サジェン、5 ... 6 サジェンに達します。 最高の波は最大半ベルストの長さに達することがあります。
ここで別の質問に興味があるかもしれません: 興奮は水中でどのくらいの深さまで広がりますか? これは無駄な質問ではありません。スキューバ ダイビングや海底ケーブルの敷設などでは、実際に非常に重要です。 最近まで、波の伝播の深さは波の高さの 300 倍に等しいと想定されていました。 このことから、たとえば、3 ファゾムの波が海面を進むとき、この興奮の反響は 3x300 = 900 ファゾムの深さでも感じられるということになります。 ほぼ2マイル。 現時点では、このような深さまで擾乱が及ぶ可能性は疑わしい。 しかし、直接測定すると、100 サジェンの深さでもまだ感じられることが確立されているため、ジュール ヴェルヌ ノーチラスが嵐の海の水面下を浅く静かに泳いでいる様子は、幻想の領域に属しています。
多くの人は、海が自然の中で持つ非常に重要なことを疑っていません。 船を海に委ねる人にとって、興奮は望ましくない現象です。海の果てしない広がりが常に穏やかで動かないようにするために、私たちはたくさん与えます。 しかし、その底なしの深さに住む多くの生き物は、これに対してまったく異なる態度をとっています。 興奮は水と空気の間の接触面を増加させ、それによって水塊への酸素の浸透に寄与し、それなしでは生命は不可能です. これは何ですか 重要な役割自然を救うことにワクワクします！ 私たちの船を壊して埋め、嵐は生命を与えるエリクサーを無限の水中世界にもたらします。
しかし、人が海の波の恩恵を受け、くびきをつけてメカニズムを動かせるようになる日も遠くありません。
米。 1.
人間が海の波を奴隷化するというのは奇妙に思えるかもしれませんが、今でも海の波だけで動くメカニズムが構築されています。 例として、アメリカ人エンジニアのランサムが最近発明したマシンについて説明します。 機械の目的は、海の波のエネルギーを使用して空気を濃くすることです。ご存知のように、あらゆる種類のメカニズムを動かすことができます。 ランサムのマシンの配置は難しくありません。 ブロックを通して あ空の鉄の箱が吊るされたロープが投げられます Bと貨物 ハ. 浮き箱を持ち上げる波 で、それによってブロックを回転させます あそしてそれに接続されたギア。 これは最後にシリンダーのピストンを動かします D. 波がおさまると箱も一緒に下がります。 B、歯車は反対方向に動きます。 このメカニズムは、ギアが動くたびにシリンダー内のピストンが前後に交互に動き、その間ずっとシリンダーに空気を送り込むように設計されています。 D. チューブ内を圧縮空気が流れる えタンクに ふ、それが蓄積する場所。 したがって、圧縮空気の形でリザーバ内に自由なエネルギー源が常に存在します。 それを実行に移すだけです。
このような無償エンジンには他にも種類があります。 それらはまだ実際には重要ではありませんが、近い将来、波力エネルギーの産業利用は間違いなくより広い基盤に置かれるでしょう. そして、人は海を征服するだけでなく、その反抗的な波を従順な奴隷にする.
情報源:
「自然と人」。
科学、芸術、文学の図鑑。 1912年、第2号
風自体は天気予報マップで見ることができます: これらはゾーンです 低圧. それらの濃度が高いほど、風は強くなります。 小さな (毛細管) 波は、最初は風が吹いている方向に移動します。
風が強く長く吹くほど、水面への影響が大きくなります。 時間が経つにつれて、波はサイズが大きくなり始めます。
風は穏やかな水面よりも小さな波に大きな影響を与えます。
波の大きさは、それを形成する風の速さに依存します。 一定の速度で吹く風は、匹敵する大きさの波を発生させることができます。 そして、波が風が入り込めるサイズに達すると、それは「完全に形成された」状態になります。
生成される波は、波の速度と周期が異なります。 (詳細は記事で) 周期の長い波は動きが速く、遅い波よりも長い距離を移動します。 波が風源から遠ざかるにつれて（伝播）、波はうねりの列を形成し、必然的に海岸に転がります。 ほとんどの場合、一連の波の概念に精通しています。
風の影響を受けなくなった波を地上波（うねり）といいますか？ これはまさにサーファーが求めているものです！
うねりのサイズに影響を与えるものは何ですか?
公海の波の大きさに影響を与える主な要因は 3 つあります。
風速それが大きいほど、波は大きくなります。
風持続時間- 前のものと同様。
フェッチ(風のカバーエリア) - 繰り返しますが、カバーエリアが大きいほど、波が大きく形成されます。
それらへの風の影響が止まるとすぐに、波はエネルギーを失い始めます。 それらは、海底の突起物や進路上の他の障害物 (たとえば大きな島) がすべてのエネルギーを吸収する瞬間まで移動します。
特定の場所での波の大きさに影響を与える要因はいくつかあります。 その中で：
うねり方向-うねりが必要な場所に到達することを可能にしますか?
海底- うねりは、海の深部から水中の岩の尾根に移動し、バレルを内部に持つ大きな波を形成します。 反対側の浅い棚は波を遅くし、エネルギーを失います。
潮汐サイクル- 一部のスポーツは完全に依存しています。
最高の波がどのように生まれるかを調べてください。