Как образуется волна на озере

Почему волны идут к берегу?

Морская волна — это движение воды на поверхности, которое появляется через ограниченный период времени.

Как образуются волны?

Морские волны возникают из-за ветра. Если в открытом океане появится буря, то её ветра начнут взаимодействовать с морской поверхностью. Из-за раздувания ветром возникают капиллярные (маленькие) волны. Они двигаются в том же направлении, в котором дует буря.

С усилением воздействия ветра на морскую поверхность, волны сливаются вместе и увеличиваются в размерах. Под постоянным действием ветреных порывов образуется свелл. Свеллом называют группу волн, которые образовались из-за морского шторма.

Размер волны связан со скоростью ветра, который создал её. Как только волна обрела «заложенные» ветром размеры, она направляется в сторону берега.

Причины появления волн?

Причина появления волны напрямую зависит от её вида.

Всего различают два основных вида:

• Стоячие. Они возникают из-за толчков на океаническом дне. Причинами толчков могут служить такие факторы: извержения подводных вулканов, резкие скачки атмосферного давления, землетрясения. Такое явление получило название «сейши». Случается оно в морях, заливах, бухтах.
• Ветровые. Они появляются из-за действия ветровых порывов. Это заставляет морскую поверхность двигаться, но сила тяжести отталкивает воду обратно.

Основание морской волны получило название «подошва», а её верхушка – «гребень».

Почему волны идут к берегу?

Морские волны направляются в сторону берега по одной причине: низкая плотность воздуха. Плотность морской поверхности примерно в 800 раз выше, чем плотность воздуха. Для того, чтобы передать волнам энергию, ветреной порыв должен воздействовать на морскую поверхность длительное количество времени. Если ветер дует со стороны берега, то необходимую плотность он наберёт лишь в открытом океане.

Волны, которые направляются в сторону суши навстречу ветру, тоже появляются в открытом океане. Однако образовываются они в других частях водоёма: там, где ветер дует в сторону берега.

Скорость волны зависит от расстояния до берега: чем волна ближе к суше, тем меньше скорость её приближения. Во время приближения угол гребня волны значительно сокращается в размерах. Такое явление получило название «рефлаксация».

Почему бывают волны, которые идут от берега?

Иногда можно заметить, как волны идут от берега в открытый океан. Это означает, что они направляются не от источника своего образованию к суше, а наоборот – от берега к источнику. Обычно такое явление можно наблюдать у берегов с пологим, низменным берегом.

Прилившая к суше вода может возвращаться обратно в океан или море во время отлива. Такое явления называют «отбойным течением».

Такие волны могут появиться в любом месте берега. Отбойное течение характеризуется большим приливом волн, которые после начинают возвращаться в океан с различной скоростью.

Опасность волн от берега

В большинстве случаев, такие волны двигаются с небольшой скоростью: около четырёх-пяти километров в час. Но они очень опасны, особенно для детей и тех, кто неуверенно плавает.
. Иногда возникают волны, движущиеся со скоростью до пятнадцати километров в час. Если в среднем волны от берега имеют ширину всего в два-три метра, то крупные волны могут быть до пятидесяти метров в ширину, длиной до 400 метров. Такое явления возникает достаточно редко, но может быть опасным для людей, находящихся на суше.

Волны, появляющиеся из-за отбойного течения, называют «рипами» (заимствованное английское слово RIP – название говорит само за себя). Если человек попадает в такое течение, первым делом необходимо успокоиться. Не рекомендуется сопротивляться рипу, лучше подождать, пока он ослабнет. Чаще всего, такая волна начинает ослабевать уже через сто метров от берега. После этого нельзя плыть напрямую к суше, необходимо плыть параллельно ей. Это поможет человеку выйти из области рипа.

Итак, волны всегда идут на берег по причине низкой плотности воздуха. Ветер оказывает на морскую поверхность воздействие, из-за которого вода приходит в активное движение. Они движутся до момента ослабевания течения, некоторые из них так и не доходят до суши.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Видео: Почему у морей и океанов есть волны, а на озерах и реках всегда полный штиль

Каждый опытный серфер знает ответ на этот вопрос: почему на озерах и реках не бывает больших волн? Все дело в свелле, который есть у океанов и морей, но которого нет у самых широких рек и самых глубоких озер. Что же это, и как свелл влияет на волны? Об этом рассказывает автор видеоролика.

Волны могут образовываться по двум разным причинам: прямой и косвенной. В первом случае что-то влияет на образование волны, например, подземный толчок, извержение подводного вулкана или сильный ветер. В этом случае обычно образуется одна большая волна, такая как цунами. О механике ее возникновения, мы говорили в этом материале, демонстрируя увлекательный обучающий сюжет.

Во втором же случае виновником является только ветер, который бушевал далеко-далеко в море. Там его сила была настолько велика, что часть энергии передалась воде, и та стала бушевать как бурлящий суп. Большие и маленькие волны двигаются хаотично, в разном направлении и с разной силой. Они не стоят на месте и идут к берегу, но он настолько далеко, что этот бурлящий поток волн успевает «просеяться» и преобразоваться в ровные волны с определенной очередностью. Именно это явление называется свеллом и так ценится серферами, ведь такие волны идеальны для катания на доске.

Фото: Keenan Constance

В реках или озерах ветру негде разгуляться, чтобы вызвать настоящую бурю. По этой причине не образуется свелл и нет волн, на которых можно было бы прокатиться с ветерком. Но знаете, человечество не стоит на месте, и уже придуманы электрические доски для серфинга, которые сами себе делают волны даже в самом маленькой озере. О них мы рассказывали в этой статье.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Вроде бы банальный вопрос, но есть некоторые интересные нюансы.

Волны возникают по разным причинам: из-за ветра, прохождения судна, падения в воду какого-либо предмета, притяжения Луны, землетрясения, извержения подводного вулкана или схода оползня. Но если от проходящего судна или падения предмета они вызываются вытеснением жидкости, притяжение Луны и Солнца способствует появлению приливных волн, а землетрясение может вызвать цунами, с ветром сложнее.

Вот как это происходит.

Здесь дело в движении воздуха — в нем существуют беспорядочные вихри, маленькие у поверхности и большие вдалеке. При прохождении их над водоемом давление уменьшается, и на его поверхности образуется выпуклость. Ветер начинает давить сильнее на ее наветренный склон, что приводит к разнице давлений, а из-за нее движение воздуха начинает «закачивать» энергию в волну. При этом скорость волны пропорциональна ее длине, то есть чем больше длина, тем больше скорость. Связаны между собой высота волны и ее длина. Поэтому, когда ветер разгоняет волну, скорость ее увеличивается, следовательно, увеличивается длина и высота. Правда, чем ближе скорость волны к скорости ветра, тем меньше энергии может ветер отдать волне. Если же их скорости равны, ветер вовсе не передает волне энергию.

Теперь разберемся, как вообще образуются волны. За их формирование отвечают два физических механизма: сила тяжести и сила поверхностного натяжения. Когда часть воды поднимается, сила тяжести старается вернуть ее обратно, а когда опускается, вытесняет соседние частицы, которые тоже пытаются вернуться обратно. Силе поверхностного натяжения все равно, в какую сторону прогнута поверхность жидкости, она действует в любом случае. В результате частицы воды колеблются подобно маятнику. От них «заражаются» соседние участки, и возникает поверхностная бегущая волна.

Энергия волн хорошо передается только в том направлении, в каком частицы могут свободно перемещаться. На поверхности это делать проще, чем на глубине. Все потому, что воздух не создает никаких ограничений, в то время как на глубине частицы воды находятся в весьма стесненных условиях. Причина — плохая сжимаемость. Из-за нее волны могут перемещаться на большие расстояния по поверхности, но очень быстро затухают вглубь.

Важно, что во время волны частицы жидкости почти не двигаются. На большой глубине траектория их движения имеет форму окружности, на малой — вытянутого горизонтального эллипса. Благодаря этому корабли в гавани, птицы или кусочки дерева качаются на волнах, фактически не перемещаясь по поверхности.

Особый вид поверхностных волн составляют так называемые волны-убийцы — гигантские одиночные волны. Почему они возникают, так до сих пор и неизвестно. Они редко встречаются в природе, и их нельзя смоделировать в лабораторных условиях. Тем не менее большинство ученых считает, что волны-убийцы образуются из-за резкого уменьшения давления над поверхностью моря или океана. Но более тщательное их изучение впереди.

Источник

Почему на морях и океанах есть волны, а в реках и озёрах нет?

Движение волн знакомо каждому человеку, жившему или хотя бы побывавшему у побережья моря. При этом в разных водоёмах сила волн различается, а в некоторых их и вовсе нет. Как они образуются? Как появляются гигантские волны-убийцы, и почему подобные волнения никогда не возникают в замкнутых водоемах и реках?

Непростая стихия
Вода обладает большой подвижностью и легко выходит из равновесия под воздействием различных сил: ветра, тектонической деятельности, колебаний атмосферного давления, морских приливов и отливов, движения быстроходных судов и т.д.

Например, ветер передаёт часть своей энергии морской поверхности за счет силы трения, создавая капиллярные (маленькие) волны. При усилении порыва вода в этом месте напоминает бурлящий котёл: маленькие волны сливаются друг с другом, образуя большие, всё станет двигаться с разной скоростью и сталкиваться.

Их энергия передаётся на тысячи километров вокруг, приводя в движение всё новые и новые молекулы воды. Приближаясь к берегу, эта масса упорядочится, приняв вид свелла – ровных гряд, разбитых на группы от 3 до 9 с небольшими промежутками затишья между ними.

Как правило, чем обширнее и глубже водоем, тем быстрее и длиннее будут волны. Поскольку глубина моря при приближении к побережью постепенно понижается, то скорость волн также будет уменьшаться.

В маленьких озерах и реках, не обладающих глубоким дном и большими площадями, волн никогда не будет – будет маленькая рябь. При этом проплывающие корабли могут создать колебания, которые дойдут до берега в виде небольших волн.

И хотя большинство рек и озёр спокойные, в мире встречаются примеры буйных водоёмов. Например, на Байкале и Ладоге зарегистрированы волны высотой до 4 метров, там бывают шторма, и ведут они себя как типичные моря.

Приливы и отливы бывают на Амазонке – крупнейшей реке в мире. Высота волн достигает 4-5 метров, и местные сёрферы научились кататься на них. Многие горные реки также отличаются бурным течением и вследствие этого волнами.

Сёрфинг на Амазонке

Волны-убийцы
Особняком в мире волн находятся блуждающие волны – одинокие, гигантские гребни, достигающие 20-30 метров в высоту. Их появление не связано с геофизическими событиями, а потому зарождаются они внезапно и, как правило, ведут к фатальным для кораблей последствиям.

Такие великаны рождаются в разных участках планеты. Спрогнозировать их невозможно и пока они остаются грозным напоминаем человеку, что еще не всё на планете подвластно человеку.

Источник

Как образуется волна на озере

§ 35. Волновой режим.

Волны, наблюдаемые на поверхности воды, делятся на три вида.

Ветровые волны, образующиеся в результате действия ветра.

Сейсмические волны, возникающие в океанах в результате землетрясения и достигающие у берегов высоты 10—30 м.

Сейши — волны, которые образуются в ограниченном бассейне, примыкающем к морю, в результате нарушения равновесия водной поверхности, вызванного сильным ветром или колебаниями почвы.

Для судовождения на реках и в прибрежных районах моря существенны только ветровые волны (волны трения).

Волны состоят из чередующихся между собой валов и впадин (рис. 79), где длина волны l , измеряемая в метрах, является расстоянием по горизонтали между соседними гребнями или подошвами волн; высота волны h — расстояние по вертикали от подошвы до гребня волны.

Рис. 79. Элементы волны

Скорость волны, измеряемая в м/сек, — расстояние, которое проходят в единицу времени гребень или подошва волны в направлении ее движения.

Период волны — промежуток времени, за который последовательно проходят через одну и ту же точку два соседних гребня волн, измеряется в секундах. Угол склона или крутизна волны обозначается a .

Фронт волны — линия, перпендикулярная направлению движения волны. Это направление, подобно курсу, определяется в румбах или градусах. Отношение высоты волны h к ее длине l также характеризует крутизну волн. Она меньше на морях и океанах и больше на водохранилищах и озерах.

Ветровые волны возникают с ветром, с прекращением ветра эти волны в виде мертвой зыби, постепенно затухая, продолжают двигаться в прежнем направлении.

Ветровое волнение зависит от величины водного пространства, открытого для разгона волны, скорости ветра и времени действия его в одном направлении, а также глубины. С уменьшением глубины волна становится крутой.

Слабый ветер, дующий длительное время на большом водном пространстве, может вызвать волнение более значительное, чем сильный кратковременный ветер на малой водной поверхности. Высота волны связана со степенью волнения и определяется специальной шкалой волнений (см. табл. 3).

Ветровые волны несимметричны, наветренный склон их пологий, подветренный — крутой. Так как ветер на верхнюю часть волны действует сильнее, чем на нижнюю, гребень волны рассыпается, образуя «барашки».

Зыбь — волнение, продолжающееся после ветра уже затихшего, ослабевшего или изменившего направление. Волнение, распространяющееся по инерции при полном безветрии, называется мертвой зыбью.

Волны бывают правильные, когда их гребни ясно различимы, и неправильные, когда волны не имеют ясно выраженных гребней и образуются без всякой видимой закономерности.

Гребни волн перпендикулярны направлению ветра в открытом море, озере, водохранилище, но у берега они принимают положение, параллельное береговой черте, набегая на берега.

Толчея — хаотическое нагромождение волн, образующихся при встрече прямых волн с отраженными. Опрокидывание гребня идущей волны на крутом берегу образует взбросы, имеющие большую разрушительную силу.

Набегание волн на отлогий берег с увеличением по высоте и крутизне и последующим опрокидыванием на берег называется прибоем. Над банками или рифами образуются буруны, служащие признаком подводной опасности.

Волны несколько успокаиваются от сильного дождя, от плавающих на поверхности воды водорослей, масла.

При обычных штормах длина большой морской волны бывает от 60 до 150 м, высота от 6 до 8 м с периодом в 6—10 сек. Крутизна волны достигает 1\20 — 1\10. На водохранилищах и глубоких озерах крутизна волны равна 1\10 — 1\15.

Высота волны на водохранилище обычно достигает 2,5— 3,0 м, на озерах до 3,5 м. На реках и каналах высота волны обычно меньше — 0, 6 м, но иногда, особенно в период весенних вод, может достигать 1 м.

Шкала волнений.

(от — до, м)

Степень волнения в баллах

Характеристика

Признаки для определения состояния поверхности моря, озера, крупного водохранилища

Волнение отсутствует

Зеркально-гладкая поверхность

Рябь, появляются небольшие гребни волн

Умеренное

Небольшие гребни волн начинают опрокидываться, но пена не белая, а стекловидная

Значительное

Небольшие волны, гребни некоторых из них опрокидываются, образуя местами белую клубящуюся пену — «барашки»

Волны принимают хорошо выраженную форму, повсюду образуются «барашки»

Появляются высокие гребни, их пенящиеся вершины занимают большие площади, ветер начинает срывать пену с гребней волн

Гребни очерчивают длинные валы ветровых волн; пена, срываемая с гребней ветром, начинает вытягиваться полосами по склонам волн

Очень сильное

Длинные полосы пены, срываемой ветром, покрывают склоны волн, местами сливаясь, достигают их подошв

Пена широкими плотными сливающимися полосами покрывает склоны волн, отчего поверхность становится белой, только местами во впадинах волн видны свободные от пены участки

11,0 и более

Исключительное

Поверхность моря покрыта плотным слоем пены, воздух наполнен водяной пылью и брызгами, видимость значительно уменьшена

Максимальные высоты волн в океанах доходят до 20 м. На морях, озерах и водохранилищах* они различны, например: в Северном — 9, Средиземном — 8, Охотском — 7, на озерах Байкал и Ладожском — 6, Черном — 6 и Каспийском — 10, на Братском водохранилище — 4, 5 (в местах, где глубины 100 м), в Рыбинском водохранилище 2, 7, в Цимлянском — 4, 5, Куйбышевском — 3, в Белом море и Финском заливе — 2, 5 м; в низовьях Волги в шторм волны достигают высоты 1, 2 м.

* Для водохранилищ Рыбинского, Цимлянского, Куйбышевского и Ладожского озера приводятся максимально фиксированные высоты волн в районах судоходных трасс по А. Ю. Зарбаилову.

Для ознакомления с ветровыми волнами на определенном участке водохранилища пользуются специальным атласом волновых явлений. Любитель по тем или иным причинам не всегда может пользоваться атласом.

На рис. 80 приведен график определения высоты волны в зависимости от скорости ветра и длины ее разгона. График действителен только для пресноводных водоемов: водохранилищ, озер и рек. Рельефа дна и надводного рельефа берега график не учитывает, поэтому он дает небольшой процент погрешности.

Перед выходом в плавание на широкий участок водохранилища или реки нужно определить высоту волны на трассе, по которой судно должно следовать.

Предположим, по сводке погоды, переданной по радио перед выходом в плавание, сообщалось, что ожидается облачность без осадков, ветер северовосточный, умеренный.

По карте водохранилища определяем место, район, курс, трассу и расстояние в километрах от северо-восточного берега, откуда дует ветер. Получили длину разгона волны 20 км.

Из шкалы для визуальной оценки силы ветра (табл. 3) определяем, что умеренный ветер может иметь скорость от 5, 3 до 7, 4 м/сек. На графике (рис. 85) берем кривую 7 м/сек, по которой находим, что при длине разгона в 20 км высота волны будет равна 0, 65 м.

В результате, сообразуясь с навигационными качествами судна и другими данными, можно решить, следует изменить курс или лучше вообще не выходить в плавание.

Источник