Szélhullámok: koncepció, szerkezet és jellemzők. Hogyan jön létre a szélhullám?

2024 Szerző: Henry Conors | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-12 08:29

A hullám egy természetes jelenség, amely nagymértékben meghatározza a nyílt tengeren való tartózkodás kényelmét. A kis hullámokat talán észre sem veszik. De a nagyok képesek jelentős károkat okozni egy tengeri hajóban és kárt tenni az utasokban. Ez a cikk a szélhullámokra összpontosít. Mik ezek, hogyan alakulnak ki, és milyen jellemzőkkel rendelkeznek? Válaszoljunk együtt ezekre a kérdésekre!

Szélhullámok – mi ez?

Egyetlen víztest sem maradhat nyugodt és mozdulatlan. Hiszen még a jelentéktelen erősségű szél is minden bizonnyal visszaverődik a felületén. A szélhullám a szélnek a tenger vagy tó vízfelületére gyakorolt közvetlen behatása következtében jön létre. A kialakulásának mechanizmusának jobb megértéséhez szeles időben nézhet meg egy búzatáblát.

Hogy jönnek létre a szélhullámok? Enyhe szél esetén enyhe hullámok jelennek meg a víz nyugodt felszínén. Sebességének növekedésével apró ritmikus hullámok jelennek meg. Fokozatosan nő a hosszúságuk és a magasságuk. A továbbiakkala szél felerősödésével fehér hab „bárányok” kezdenek kialakulni a tarajukon. A szélhullámok sebessége igen változatos lehet (10 és 90 km/h között). Miután a szél eláll a tengeren, hosszú, alacsony és lágy hullámokat láthat, amelyeket hullámzásnak neveznek.

Fontos megjegyezni, hogy a víz sokkal sűrűbb anyag, mint a levegő. Emiatt a tározó felszíne a szél becsapódása után kicsit "lemarad", és a hullámok csak egy idő után alakulnak át hullámokká.

A szélhullámokat meg kell különböztetni a szökőártól és az árapálytól. Az előbbiek a földkéreg megnövekedett szeizmikus aktivitása, az utóbbiak pedig bolygónk műholdja, a Hold becsapódása következtében keletkeznek.

Tenger hullámszerkezete

A szélhullám több elemből áll (lásd az alábbi ábrát):

• A csúcs a hullám legmagasabb pontja.
• Az alsó a hullám legalacsonyabb pontja.
• Lejtők – hátszél és szél felőli.

A hullám hátoldali (elülső) lejtése mindig meredekebb, mint a szél felőli. Itt egyébként közvetlen analógia van a homokdűnékkel, amelyek szintén a szél hatására keletkeznek. A parthoz közeledve a hullám talpa lelassul a tározó fenekén, tetője felborul, sok permetre törve. Ezt a folyamatot a kőzetek aktív pusztulása kíséri. Ha a hullám elér egy part menti sziklát, akkor a víz egy erős, habos oszlop formájában lövell fel, amelynek magassága elérheti a több tíz métert is.

A szélhullámok jellemzői

Az oceanográfiában a tengeri hullámnak négy fő jellemzője van. Ez:

• A magasság a talp és a gerinc közötti függőleges távolság.
• Hossz – a szomszédos hullámok két csúcsa közötti távolság.
• Sebesség – az a távolság, amelyet a hullámhegy időegység alatt megtesz (általában méter per másodpercben mérik).
• A meredekség a hullám magasságának a hosszának feléhez viszonyított aránya.

A szélhullámok hossza 0,5-250 méter között változik, magassága elérheti a 20-25 métert is. A legerősebb hullámok a déli féltekén, a nyílt óceánon figyelhetők meg. Itt mozgásuk sebessége gyakran eléri a 15-20 m/s-ot. A legkisebb hullámok a kontinens mélyére nyúló beltengerekre jellemzőek (például a Fekete- vagy Azovi-tengerre).

Tenger hullámai: skála

A tenger állapota egy olyan kifejezés, amelyet az oceanográfiai tudomány a nagy víztestek (tavak, tengerek, óceánok) nyílt felszínének állapotának meghatározására használ. Elsősorban a hullámok magassága és erőssége jellemzi. A tengeri egyenetlenség mértékének felmérésére a Meteorológiai Világszervezet által kidolgozott 9 pontos skálát használnak.

Score	Név	Hullámmagasság (m)	Külső jelek
0	Tökéletesen nyugodt tenger	0	A tenger felszíne sima
1	Nyugodt tenger	0-0, 1	Fullámok és enyhe hullámok
2	Csekély izgatottság	0, 1-0, 5	A hullámhegyek kezdenek felborulni, de még nincs hab
3	Kis izgalom	0, 5-1, 25	Néha "bárányok" jelennek meg a hullámok csúcsán
4	Mérsékelt izgalom	1, 25-2, 5	A "bárányok" nagy mennyiségben vannak jelen
5	Viharos tenger	2, 5-4	Nagy gerincek jelennek meg
6	Nagy zűrzavar	4-6	A gerincek nagy viharhullámokat képeznek
7	Erős izgalom	6-9	A hab csíkokra nyúlik, és részben lefedi a hullámok lejtőit
8	Nagyon erős izgalom	9-14	A hab teljesen beborítja a hullámok lejtőit
9	Kivételes izgalom	14 év felett	A hullámok teljes felületét vastag habréteg borítja. A levegő vízporral telített. A láthatóság meredeken csökken.

A tenger hullámai mint energiaforrás

HasználjaAz óceán hullámainak természetes energiája az alternatív villamosenergia-ipar egyik ígéretes területe. A tudósok kiszámították, hogy a bolygó összes szélhullámának teljesítménye 10²⁰ J/óra. Ez egy kolosszális adat, de az a baj, hogy ezt az energiát nagyon nehéz megszerezni és felhasználni.

Ma olyan országok, mint Nagy-Britannia, Írország, Norvégia és India komolyan foglalkoznak a hullámenergia fejlesztésével. A hullámerőmű működése a tengeri hullám mechanikai energiájának elektromos energiává alakításán alapul, speciális úszókból, lapátokból és ingákból álló munkamechanizmusok segítségével.

Az első ilyen erőművet 1985-ben indították el Norvégiában. Teljesítménye 850 kW. Napjainkban számos ország használ hullámenergiát autonóm bóják, világítóhajók, mariculáris farmok és még kis fúróplatformok meghajtására.