Ανεμογενή κύματα, αποθαλασσία και ύψος κύματος
1Το μάθημα με απλά λόγια
Τα κύματα μεγαλώνουν με την ταχύτητα ανέμου, το ανάπτυγμα και τη διάρκεια. Η αποθαλασσία είναι παλιός ανεμογενής κυματισμός που απομακρύνθηκε. Οι προγνώσεις δίνουν σημαντικό ύψος κύματος, όχι το μέγιστο.
Πώς μεγαλώνουν τα κύματα
Τα ανεμογενή κύματα μεγαλώνουν με τρεις παράγοντες: ταχύτητα ανέμου, ανάπτυγμα (η απόσταση ανοικτού νερού πάνω από την οποία φυσά ο άνεμος) και διάρκεια (για πόσο φυσά). Η ανάπτυξη περιορίζεται όταν ο άνεμος είναι ασθενής, το ανάπτυγμα μικρό ή η διάρκεια σύντομη. Κοντά σε ακτή από την οποία φυσά ο άνεμος, το μικρό ανάπτυγμα μπορεί να περιορίζει το ύψος ακόμη και με ισχυρό άνεμο. Με επαρκές ανάπτυγμα και διάρκεια, ο κυματισμός είναι πλήρως ανεπτυγμένος και δεν μεγαλώνει άλλο για αυτή την ταχύτητα ανέμου.
Ανεμογενής κυματισμός και αποθαλασσία
Ο ανεμογενής κυματισμός εξακολουθεί να τροφοδοτείται από τον τοπικό άνεμο. Συνήθως έχει μικρότερο μήκος, μεγαλύτερη απότομη κλίση και μικρότερη κανονικότητα από την αποθαλασσία. Η αποθαλασσία αποτελείται από κύματα που έχουν απομακρυνθεί από τον άνεμο που τα δημιούργησε. Συνήθως έχει μεγαλύτερο μήκος, ομαλότερη μορφή και μεγαλύτερη κανονικότητα από τον τοπικό ανεμογενή κυματισμό και μπορεί να διασχίσει ωκεανό. Μπορεί να έρχεται από άλλη διεύθυνση, ακόμη και αφού κοπάσει ο άνεμος που τη δημιούργησε.
Περίοδος και μήκος
Η περίοδος κύματος είναι ο χρόνος μεταξύ δύο κορυφών που περνούν από ένα σημείο. Το μήκος κύματος είναι η απόσταση μεταξύ διαδοχικών κορυφών. Εδώ, βαθιά νερά σημαίνει βάθος μεγαλύτερο από περίπου μισό μήκος κύματος. Στα βαθιά νερά, το μήκος κύματος σε μέτρα είναι περίπου 1,56 × περίοδος² και οι κορυφές κινούνται με περίπου 3 × περίοδος κόμβους. Αποθαλασσία περιόδου 10 δευτερολέπτων έχει κορυφές που απέχουν περίπου 156 m και κινούνται με περίπου 30 κόμβους. Η αποθαλασσία μεγάλης περιόδου μεταφέρει ενέργεια μακριά.
Σημαντικό ύψος κύματος
Το ύψος κύματος μετριέται κατακόρυφα από την κοιλία (χαμηλότερο σημείο) ως την κορυφή (ψηλότερο σημείο). Το σημαντικό ύψος κύματος (Hs) είναι το μέσο ύψος του υψηλότερου ενός τρίτου των κυμάτων. Μεταξύ περίπου 1.000 κυμάτων, το πιθανό υψηλότερο είναι περίπου 1,9 × Hs. Ο χρόνος που μεσολαβεί εξαρτάται από την περίοδο. Είναι στατιστική εκτίμηση, όχι ανώτατο όριο. Με Hs 3 m, η εκτίμηση είναι περίπου 5,7 m.
Διαβάζοντας την πρόγνωση
Οι προγνώσεις δίνουν το συνολικό Hs και συχνά χωριστά τον ανεμογενή κυματισμό και την αποθαλασσία, καθένα με περίοδο και διεύθυνση. Οι διευθύνσεις κυμάτων συνήθως δηλώνουν από πού έρχονται. Το συνολικό Hs δεν είναι το άθροισμα: είναι η τετραγωνική ρίζα του αθροίσματος των τετραγώνων. Ανεμογενής κυματισμός 2,0 m με αποθαλασσία 1,5 m δίνει √(4 + 2,25) = 2,5 m. Οι όροι κατάστασης θάλασσας και ο πίνακας Μποφόρ βρίσκονται στη Μετεωρολογία.
2Βασικά στοιχεία
- Ανάπτυξη κυμάτων
- Ταχύτητα ανέμου, ανάπτυγμα και διάρκεια μπορούν το καθένα να περιορίσουν την ανάπτυξη
- Μήκος κύματος σε βαθιά νερά
- Περίπου 1,56 × T² μέτρα (T = περίοδος σε δευτερόλεπτα)
- Ταχύτητα κορυφών σε βαθιά νερά
- Περίπου 3 × T κόμβοι
- Σημαντικό ύψος κύματος (Hs)
- Μέσο ύψος του υψηλότερου ενός τρίτου των κυμάτων
- Πιθανό υψηλότερο από ~1.000 κύματα
- Περίπου 1,9 × Hs. Στατιστική εκτίμηση, όχι ανώτατο όριο
- Συνολικό Hs
- √(ανεμογενής κυματισμός² + αποθαλασσία²)
3Βασικά σημεία
- 1
Η ανάπτυξη κυμάτων εξαρτάται από ταχύτητα ανέμου, ανάπτυγμα και διάρκεια. Μικρό ανάπτυγμα ή διάρκεια την περιορίζουν.
- 2
Η αποθαλασσία έχει απομακρυνθεί από τον άνεμο που τη δημιούργησε: συνήθως έχει μεγαλύτερο μήκος και κανονικότητα, συχνά με άλλη διεύθυνση.
- 3
Το Hs είναι ο μέσος όρος του υψηλότερου ενός τρίτου των κυμάτων.
- 4
Μεταξύ περίπου 1.000 κυμάτων, το πιθανό υψηλότερο είναι περίπου 1,9 × Hs. Αυτό δεν είναι ανώτατο όριο.
- 5
Συνολικό Hs = √(ανεμογενής κυματισμός² + αποθαλασσία²), όχι το άθροισμα.
4Συχνά λάθη
Λάθος: Πρόγνωση Hs 2 m σημαίνει ότι κανένα κύμα δεν θα ξεπεράσει τα 2 m.
Σωστό: Το Hs είναι ο μέσος όρος του υψηλότερου ενός τρίτου. Μεταξύ περίπου 1.000 κυμάτων, το πιθανό υψηλότερο είναι περίπου 1,9 × Hs. Παραμένουν δυνατά και μεγαλύτερα κύματα.
Λάθος: Προσθέτεις τα ύψη ανεμογενούς κυματισμού και αποθαλασσίας για το συνολικό ύψος.
Σωστό: Τα συνδυάζεις με την τετραγωνική ρίζα του αθροίσματος των τετραγώνων: 2 m και 1,5 m δίνουν 2,5 m, όχι 3,5 m.
Λάθος: Χωρίς άνεμο δεν υπάρχουν κύματα.
Σωστό: Αποθαλασσία από μακρινή καταιγίδα μπορεί να φτάσει με νηνεμία και να ορθωθεί στην είσοδο λιμανιού.
5Πρακτικό σενάριο και κλειδιά εξετάσεων
Η πρόγνωση ανοικτής θάλασσας δίνει βορειοανατολικό ανεμογενή κυματισμό 1,5 m με περίοδο 5 s και βορειοδυτική αποθαλασσία 2,0 m με περίοδο 12 s. Ένα μέλος του πληρώματος λέει ότι το σύνολο είναι 3,5 m και ότι μόνο το ύψος περιγράφει τη θάλασσα. Συμφωνείς;
Δες την απάντηση
Όχι. Το συνολικό Hs είναι √(1,5² + 2,0²) = 2,5 m. Το πιθανό υψηλότερο μεταξύ περίπου 1.000 κυμάτων είναι περίπου 4,8 m, όχι ανώτατο όριο. Το ύψος μόνο δεν περιγράφει τον κοντό ανεμογενή κυματισμό των 5 δευτερολέπτων και τη μακρύτερη αποθαλασσία από άλλη διεύθυνση. Διάβαζε ύψη, περιόδους και διευθύνσεις και των δύο συστημάτων.
Κλειδιά εξετάσεων
- Ανάπτυξη κυμάτων: ταχύτητα ανέμου, ανάπτυγμα, διάρκεια. Πλήρως ανεπτυγμένος κυματισμός.
- Ανεμογενής κυματισμός και αποθαλασσία. Σε βαθιά νερά, μήκος L ≈ 1,56 T² m, ταχύτητα κορυφών C ≈ 3 T κόμβοι (T σε δευτερόλεπτα).
- Hs = μέσο ύψος του υψηλότερου ενός τρίτου. Πιθανό υψηλότερο μεταξύ περίπου 1.000 κυμάτων ≈ 1,9 Hs, όχι ανώτατο όριο. Συνολικό Hs = √(ανεμογενής κυματισμός² + αποθαλασσία²).
Ολοκλήρωσε αυτή την υποενότητα
Όταν τη διαβάσεις, απάντησε σε τρεις ερωτήσεις. Με τρεις σωστές απαντήσεις ολοκληρώνεις την υποενότητα. Δεν αρκεί να ανοίξεις μόνο τη σελίδα.
Οι σημειώσεις μου για αυτή την υποενότητα
Καμία σημείωση