Falowanie - pl.LinkFang.org

Falowanie




Falowanie, fale wodnefale powierzchniowe na styku wody i powietrza (Powierzchnia swobodna) lub fale wewnętrzne na styku dwóch warstw wody o różnej gęstości. Oznacza to wszystkie odchylenia poziomu wody z okresami trwającymi od dziesiątek sekundy do godzin (fala przypływu).

Najczęstszą przyczyną falowania jest oddziaływanie poruszającego powietrza (wiatr) z powierzchnią wody.

Spis treści

Wstęp


Każde niestałe działanie na powierzchnię swobodną wody wywoła na niej falę, może to być kamyk rzucony na taflę wody, łódź poruszająca się po wodzie wywołuje falę dziobową, trzęsienia ziemi lub wybuchy podwodne mogą wywołać tsunami, działanie Księżyca i Słońca wywołuje fale pływowe, wahania ciśnienia atmosferycznego wywołuje sejsze. Jednak największym czynnikiem tworzącym fale na zbiornikach wodnych jest wiatr. Fala po ustaniu wiatru lub innego czynnika ją wywołującego nazywana jest martwą falą.

Falowanie wiatrowe


Falowanie wiatrowe to uporządkowany, falowy oraz w niewielkim stopniu postępowy ruch przypowierzchniowych warstw wody w zbiornikach wodnych, wywołany wiatrem. Gdy powietrze porusza się względem wody, na styku wody i powietrza dochodzi do turbulentnych zaburzeń zwanych niestabilnością Kelvina-Helmholtza, dochodzi do cyklicznych zmian ciśnienia nad wodą, tworząc fale[1]. Gdy lokalnie woda podnosi się, nad tym miejscem zwiększa się prędkość powietrza, co wywołuje dalszy spadek ciśnienia nad grzbietami (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.

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

Czas rozbiegu fali oraz jej prędkość określają minimalną drogę potrzebną do rozbiegu fali, dlatego falowanie ustalone dla wiatru o dużej prędkości może zajść tylko w odpowiednio dużych akwenach i długim czasie wiania wiatru z danego kierunku nad całym obszarem rozbiegu fali[2].

Wiatr przekazuje energię fali na wodzie gdy prędkość wiatru jest większa od prędkości fali. Minimalna prędkość wiatru wywołującego uporządkowane falowanie jest równa 6,3 m/s[3]. W fali następuje rozpraszanie energii, dlatego dla danej prędkości wiatru istnieje maksymalna wysokość fali, którą może wywołać. Jeżeli wysokość fal nie osiągnęła jeszcze maksymalnych rozmiarów dla danego wiatru falowanie określa się jako nieustalone, gdy fale osiągną maksymalne rozmiary określa się je jako ustalone[2]

W zależności od okresu fali, to jest czasu między kolejnymi szczytami fali, fale oceaniczne można podzielić na[4]:

Klasa fali Okres fali
kapilarne mniej niż 0,1 s
ultragrawitacyjne 0,1 – 1 s
grawitacyjne 1 – 30 s
infragrawitacyjne 30 s – 5 min.
długookresowe 5 min – 12 h
pływowe około 12 h i 24 h
ponadpływowe więcej niż 24 h

Parametry fali

Podstawowymi parametrami fali są[5]:

Prędkość fazowa będąca prędkością ruchu grzbietu fali, zależy od długości fali i głębokości wody, w której rozchodzi się fala. Dla wody głębokiej i średnio głębokiej dobrze przybliża ją wzór:

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

gdzie:

\({\displaystyle s}\) – prędkość fazowa fali,
\({\displaystyle \lambda }\) – długość fali,
\({\displaystyle d}\) – głębokość wody,
\({\displaystyle g}\) – przyspieszenie ziemskie.

Dla płytkiej wody prędkość fazową opisuje przybliżenie Boussinesq .

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

Typy falowania wiatrowego

Inne typy falowania


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

Zobacz też


Przypisy


  1. Yuri M. Shtemler i inni, An asymptotic model for the Kelvin-Helmholtz and Miles mech anisms of water wave generation by wind .
  2. a b Falowanie wiatrowe . [dostęp 2017-06-30]. [zarchiwizowane z tego adresu (2012-07-17)].
  3. Anna Paquier, Frederic Moisy, Marc Rabaud. Surface deformations and wave generation by wind blowing over a viscous liquid . „Physics of Fluids”. 27 (12), s. 122103, 2015. DOI: 10.1063/1.4936395 . 
  4. Walter H. Munk, Origin and Generation of Waces , Universitety of California Scripps Institution of Oceanography, 1951.
  5. Stanisław Massel, Gabriela Grusza: Dynamika morza, fale . 2005. [dostęp 2018-12-09].








Kategorie: Fale | Fale wodne








Informacje na dzień: 28.05.2020 03:00:49 CEST

Źródło: Wikipedia (Autorzy [Historia])    Licencja: CC-by-sa-3.0

Zmiany: Wszystkie zdjęcia i większość powiązanych z nimi elementów projektu zostały usunięte. Niektóre ikony zostały zastąpione przez FontAwesome-Icons. Niektóre szablony zostały usunięte (np. „Artykuł wymaga rozszerzenia) lub przypisane (np.„ Przypisy ”). Klasy CSS zostały usunięte lub zharmonizowane.
Usunięto linki do Wikipedii, które nie prowadzą do artykułu lub kategorii (takie jak „Redlinki”, „linki do strony edycji”, „linki do portali”). Każde łącze zewnętrzne ma dodatkową ikonę FontAwesome. Oprócz drobnych zmian w projekcie usunięto kontener multimediów, mapy, pola nawigacji, wersje mówione i geomikroformaty.

Proszę zanotować: Ponieważ podana treść jest automatycznie pobierana z Wikipedii w danym momencie, ręczna weryfikacja była i nie jest możliwa. Dlatego LinkFang.org nie gwarantuje dokładności i aktualności pozyskanych treści. Jeśli istnieją informacje, które są obecnie niepoprawne lub mają niedokładny wygląd, prosimy o Skontaktuj się z nami: e-mail.
Zobacz też: Znak firmowy wydawcy & Polityka prywatności.