Τι προκαλεί τα κύματα;

Όταν ο άνεμος φυσά στην επιφάνεια του νερού, δημιουργεί μικρούς κυματισμούς ως φυσικό αποτέλεσμα της τριβής. Αυτοί οι μικροί κυματισμοί μεγεθύνονται και κυλούν ο ένας πάνω στον άλλο σε μικρούς κύκλους, με το νερό να κυλά προς τα κάτω με τη μορφή κορυφών

Καθώς οδηγούν ένα τεράστιο κύμα στο Oahu ή την παραλία Bundoran στην Ιρλανδία, οι σπουδαίοι σέρφερ πιθανότατα δεν σκέφτονται από πού προέρχονται τα κύματα. απλά απολαμβάνουν τη βόλτα και προσπαθούν να παραμείνουν στο ταμπλό τους. Είναι πραγματικά πολύ εύκολο να παραβλέψουμε τη σταθερή φύση των κυμάτων. ο δυναμισμός μεγάλων υδάτινων μαζών φαίνεται φυσικός.

Ωστόσο, τα κύματα αντιπροσωπεύουν μια συναρπαστική σειρά από μεταφορές ενέργειας που συμβαίνουν συνεχώς σε ολόκληρο τον πλανήτη μας. Τα κύματα έχουν διάφορα σχήματα και μεγέθη, προκαλούνται από διάφορα πράγματα και αξίζουν μια πιο προσεκτική ματιά!

Η Επιστήμη των Κυμάτων

Παραδόξως, το ταξίδι ενός και μόνο κύματος στη Γη ξεκινά στην πραγματικότητα περίπου 93 εκατομμύρια μίλια μακριά, όπου ο Ήλιος μας εκτοξεύει την ηλιακή ενέργεια και την ακτινοβολία προς την κατεύθυνση του πλανήτη μας. Όταν αυτό το φως του ήλιου διασπά την ατμόσφαιρα της Γης, έρχεται σε επαφή με τον αέρα και αρχίζει η πρώτη μεταφορά ενέργειας.

Όταν το ηλιακό φως χτυπά τα μόρια του αέρα στην ατμόσφαιρα της Γης, προκαλεί την άνοδο του θερμαινόμενου αέρα, λόγω της μειωμένης πυκνότητάς του. Αυτός ο ανερχόμενος αέρας αφήνει χώρο για ψυχρότερο και πυκνότερο αέρα για να γεμίσει τα κενά. η κίνηση αυτού του ψυχρού αέρα (άνεμος). Έτσι σχηματίζεται ένα κύμα.

Ναι, η απλή εξήγηση για το από πού προέρχονται τα κύματα είναι αυτό που μπορείτε να περιμένετε – αυτό το ίδιο δροσερό αεράκι που μπορεί να χτυπά το πρόσωπό σας καθώς διαβάζετε αυτό. Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο ο άνεμος δημιουργεί κύματα είναι αρκετά ενδιαφέρον.

Όπως το ηλιακό φως δίνει την ενέργειά του στον αέρα, προκαλώντας την αλλαγή της θερμοκρασίας, έτσι και ο άνεμος δίνει την ίδια ενέργεια στο νερό. Όταν ο άνεμος φυσά στην επιφάνεια του νερού, δημιουργεί μικρούς κυματισμούς ως φυσικό αποτέλεσμα της τριβής. Αυτοί οι μικροί κυματισμοί μεγεθύνονται και κυλούν ο ένας πάνω στον άλλο σε μικρούς κύκλους, με το νερό να κυλά προς τα κάτω με τη μορφή κορυφών.

Όταν στέκεστε σε μια παραλία, μπορεί να φαίνεται ότι τα κύματα κινούνται προς το μέρος σας, υποδηλώνοντας ότι μεγάλες ποσότητες νερού μετακινούνται από τον άνεμο. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι αλήθεια. η ενέργεια περνά μέσα από το νερό, αλλά το ίδιο το νερό γενικά παραμένει στο ίδιο μέρος. Αυτή η κυκλική φύση των κυμάτων και των κορυφών εξηγεί το κανονικό μοτίβο με το οποίο τα κύματα γυρίζουν στην ακτή.

Είναι όλα τα κύματα ίδια;

Τώρα που καταλαβαίνουμε πώς σχηματίζονται και διαιωνίζονται τα κύματα, είναι σημαντικό να καταλάβουμε ότι δεν δημιουργούνται όλα τα κύματα ίσα. Τα κύματα εξαρτώνται από τρεις κύριους παράγοντες – την ταχύτητα του ανέμου, τον χρόνο του ανέμου και την απόσταση του ανέμου.

Όπως υποδηλώνουν τα ονόματα….

Ταχύτητα ανέμου: Η ταχύτητα του ανέμου θα επηρεάσει το μέγεθος των κυμάτων. Όσο πιο γρήγορος είναι ο άνεμος, τόσο μεγαλύτερο είναι το κύμα, καθώς περισσότεροι από αυτούς τους κυματισμούς θα βουίζουν και θα κινούνται ο ένας πάνω στον άλλο.

Ώρα ανέμου: Εάν ο άνεμος κινείται ενάντια στο νερό για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, τότε τα κύματα θα είναι μεγαλύτερα.

Απόσταση ανέμου: Η απόσταση που διανύει ο άνεμος ενάντια στο κύμα θα αυξήσει επίσης το μέγεθος του κύματος.

Αυτές οι τρεις μεταβλητές καθορίζουν την ισχύ και το σχήμα των κυμάτων που οδηγούνται από τον άνεμο, αλλά τα κύματα μπορούν επίσης να προκληθούν από μερικούς άλλους φυσικούς παράγοντες.

Καταιγίδες: Όταν χτυπούν έντονα καιρικά φαινόμενα, δημιουργούνται μεγάλες περιοχές χαμηλής πίεσης, που μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα έντονους και απρόβλεπτους ανέμους. Όταν αυτό συμβαίνει σε βαθιά νερά, μακριά από την ξηρά, τα κύματα μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερα και πιο έντονα, και επίσης πολύ μεγαλύτερα.

Τα μικρότερα κύματα θα συνδυαστούν σε μεγαλύτερα, τα οποία μεγαλώνουν σε ένταση καθώς πλησιάζουν στην ακτή. Αυτά μπορούν να προκαλέσουν σημαντική ζημιά, γι' αυτό οι τυφώνες και οι τροπικές καταιγίδες είναι τόσο επικίνδυνες, όχι μόνο για την επίδραση του ανέμου στις κατασκευές, αλλά και για την επίδραση του ανέμου στα κύματα που μπορούν να πλήξουν τις παραθαλάσσιες πόλεις με καταστροφικά αποτελέσματα.

Τσουνάμι: Μεγαλύτερες φυσικές διαταραχές κάτω από το νερό, όπως σεισμοί ή ηφαιστειακές εκρήξεις μπορεί να προκαλέσουν τεράστια κύματα που μπορούν να ισοπεδώσουν ολόκληρες πόλεις. Όταν μια μεγάλη ποσότητα νερού μετατοπίζεται ξαφνικά (ίσως επειδή βυθίστηκε σε μια ρωγμή στον πυθμένα του ωκεανού), το κύμα που προκύπτει μπορεί να συλλέξει ενέργεια και να διασχίσει τον ωκεανό με ταχύτητα πάνω από 400 mph, αφήνοντας την καταστροφή στο πέρασμά του.

Rogue Waves: Αν και ορισμένοι ναυτικοί τους θεωρούν κάτι περισσότερο από αστικούς θρύλους, έχουν υπάρξει αρκετές αναφορές για αδίστακτα κύματα για να γνωρίζουμε ότι αποτελούν πραγματική απειλή για την ασφάλεια των ναυτικών. Τα αδίστακτα κύματα φαίνεται να εμφανίζονται από το πουθενά και έχουν αναφερθεί κατά καιρούς ότι είναι πάνω από 100 πόδια ύψος. Συχνά συμβαίνουν κατά τη διάρκεια καταιγίδων σε βαθιά νερά, μακριά από την ακτή, και πιστεύεται ότι προκαλούνται από διαφορετικές ωκεάνιες που συγκρούονται μεταξύ τους και ανακατευθύνουν τη δύναμή τους από κοινού.

Τα ρεύματα διαφέρουν από τα κύματα;

Πολλοί άνθρωποι έχουν σταθεί σε ένα ποτάμι ή στον ωκεανό και αισθάνθηκαν ένα ισχυρό ρεύμα, που λειτουργεί σαν μια δύναμη που τραβά ή σπρώχνει το σώμα. Αυτοί οι ίδιοι άνθρωποι μπορεί να υποθέσουν ότι τα ρεύματα εμπλέκονται στο σχηματισμό κυμάτων. Ενώ τα κύματα δεν μετακινούν μεγάλες ποσότητες νερού (στις περισσότερες περιπτώσεις), αλλά απλώς ενέργεια, τα ρεύματα είναι το αντίθετο.

Ένα ρεύμα είναι μια σταδιακή μετατόπιση μεγάλων ποσοτήτων νερού, που συνήθως προκαλείται από διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ των υδάτων της Αρκτικής και των εύκρατων περιοχών. Καθώς το κρύο, πυκνό νερό βυθίζεται, το ζεστό νερό κινείται για να γεμίσει τον χώρο, με αποτέλεσμα ένα σύστημα μεταφορικής ταινίας.

Το νερό στον «παγκόσμιο μεταφορικό ιμάντα» χρειάζεται περίπου 1.000 χρόνια για να ολοκληρωθεί ένας κύκλος, αλλά αυτή η κίνηση του νερού έχει πολύ μικρή σχέση με τα κύματα. Αυτά τα ρεύματα τείνουν να κινούνται κάτω από τα κύματα με σταθερό ρυθμό, ανεξάρτητα από τον άνεμο που φυσάει από πάνω.

Τώρα, την επόμενη φορά που κάποιος σας ζητήσει να πάτε για σέρφινγκ, αλλά παραπονιέται ότι τα κύματα απλά δεν είναι καλά, μπορείτε να εξηγήσετε ότι το πρόβλημα δεν είναι ότι οι Θεοί του Σέρφινγκ επιβάλλουν τιμωρία. Πείτε στον φίλο σας ότι ο Ήλιος δεν πρέπει να ζεσταίνει τον αέρα αρκετά για να δημιουργήσει άνεμο, ο οποίος με τη σειρά του δεν μπορεί να δημιουργήσει αυτά τα κύματα που τόσο πρόθυμος ήθελε να θρυμματίσει!