파도(파도, 서지, 바다) - 액체와 공기 입자의 접착으로 인해 형성됩니다. 매끄러운 물 표면을 따라 미끄러지면서 처음에는 공기가 잔물결을 일으키고 그 다음에는 경사면에 작용하여 점차 흥분을 불러일으킵니다. 물 덩어리. 경험에 따르면 물 입자에는 전진 운동; 수직으로만 움직입니다. 바다 파도는 일정한 간격으로 발생하는 바다 표면의 물의 움직임입니다.
파도의 가장 높은 지점을 파동이라고 합니다. 빗또는 파도의 꼭대기이고 가장 낮은 지점은 밑창. 키파도의 길이는 마루에서 바닥까지의 거리이고, 길이이는 두 능선 또는 발바닥 사이의 거리입니다. 두 개의 최고점 또는 최저점 사이의 시간을 호출합니다. 기간파도.
주요 원인
평균적으로 바다 폭풍 중 파도의 높이는 7-8m에 이르며 일반적으로 폭풍우 동안 길이는 최대 150m, 최대 250m까지 늘어날 수 있습니다.
대부분의 경우 바다 파도는 바람에 의해 형성됩니다. 이러한 파도의 강도와 크기는 바람의 강도뿐만 아니라 바람이 물에 작용하는 경로의 길이와 지속 시간에 따라 달라집니다. 표면. 때때로 해안에 부딪히는 파도는 해안에서 수천 킬로미터 떨어진 곳에서 발생할 수 있습니다. 그러나 바다 파도의 발생에는 다른 많은 요인이 있습니다. 달과 태양의 조석력, 대기압의 변동, 수중 화산 폭발, 수중 지진, 해상 선박의 움직임 등이 있습니다.
다른 수역에서 관찰되는 파도는 두 가지 유형이 있습니다.
1) 바람바람에 의해 생성되며, 바람이 활동을 멈춘 후에도 안정된 특성을 띠고 확립된 파도 또는 너울이라고 부릅니다. 풍파는 물 표면에 대한 바람(기단의 이동)의 영향, 즉 주입으로 인해 생성됩니다. 파도가 진동하는 이유는 동일한 바람이 밀밭 표면에 미치는 영향을 관찰하면 쉽게 이해할 수 있습니다. 파도를 생성하는 바람의 흐름의 불일치가 명확하게 보입니다.
2) 움직임의 파도, 또는 정재파는 지진 중에 바닥에서 강한 진동이 발생하거나 예를 들어 대기압의 급격한 변화로 인해 발생합니다. 이 파동을 단일파라고도 합니다.
조수 및 해류와 달리 파도는 물 덩어리를 이동시키지 않습니다. 파도는 움직이지만 물은 그 자리에 그대로 남아 있다. 파도에 흔들리는 배는 파도와 함께 떠내려가지 않습니다. 그녀는 지구의 중력 덕분에 경사면을 따라 약간 움직일 수 있습니다. 파도 속의 물 입자는 고리를 따라 움직입니다. 이 고리는 표면에서 멀어질수록 작아지고 마침내 완전히 사라집니다. 70-80m 깊이의 잠수함에 있으면 표면에 가장 심한 폭풍이 몰아치는 동안에도 바다 파도의 영향을 느끼지 못할 것입니다.
바다 파도의 종류
파도는 그 원인이 된 바람이 잦아든 후에도 모양이 변하지 않고 사실상 에너지를 잃지 않고 먼 거리를 이동할 수 있습니다. 해안에 부서지는 파도는 여행 중에 축적된 엄청난 에너지를 방출합니다. 끊임없이 부서지는 파도의 힘은 해안의 모양을 다양한 방식으로 변화시킵니다. 퍼지고 구르는 파도가 해안을 씻어내므로 파도라고 불린다. 건설적인. 해안에 부딪치는 파도는 점차 해안을 파괴하고 해안을 보호하는 해변을 씻어냅니다. 그래서 그들은 호출됩니다 파괴적인.
해안에서 멀리 떨어진 낮고 넓고 둥근 파도를 너울이라고 합니다. 파도는 물 입자가 원과 고리를 묘사하게 만듭니다. 고리의 크기는 깊이에 따라 감소합니다. 파도가 경사진 해안에 접근함에 따라 파도 속의 물 입자는 점점 더 평평한 타원형을 나타냅니다. 해안에 접근하면 바다 파도가 더 이상 타원을 닫을 수 없으며 파도가 부서집니다. 얕은 물에서는 물 입자가 더 이상 타원을 닫을 수 없으며 파도가 부서집니다. 곶은 더 단단한 암석으로 형성되며 해안의 인접한 부분보다 더 천천히 침식됩니다. 가파르고 높은 파도가 기저부의 바위 절벽을 약화시켜 틈새를 만듭니다. 절벽은 가끔 무너지기도 합니다. 파도가 평탄하게 만든 테라스는 바다에 의해 파괴된 암석의 전부입니다. 때로는 물이 암석의 수직 균열을 따라 위로 올라가 표면으로 튀어 나와 깔때기를 형성합니다. 파도의 파괴적인 힘은 바위의 균열을 넓혀 동굴을 형성합니다. 파도가 양쪽 바위에서 닳아 없어져 휴식 시간에 만날 때 아치가 형성됩니다. 아치 꼭대기가 바다에 떨어지면 돌기둥이 남습니다. 기초가 무너지고 기둥이 무너져 바위가 됩니다. 해변의 자갈과 모래는 침식의 결과입니다.
파괴적인 파도는 점차 해안을 침식하고 바다 해변에서 모래와 자갈을 옮깁니다. 물과 씻겨 나간 물질의 전체 무게를 경사면과 절벽으로 가져오면 파도가 표면을 파괴합니다. 그들은 종종 폭발적인 에너지로 모든 균열, 모든 틈에 물과 공기를 짜내고 점차적으로 암석을 분리하고 약화시킵니다. 부서진 암석 조각은 추가 파괴에 사용됩니다. 가장 단단한 암석조차도 점차적으로 파괴되고 해안의 땅은 파도의 영향으로 변합니다. 파도는 놀라운 속도로 해변을 파괴할 수 있습니다. 영국 링컨셔에서는 침식(파괴)이 연간 2m씩 진행되고 있다. 1870년 미국 최대의 등대가 케이프 해터러스에 건설된 이후 내륙 426m의 해변이 바다에 휩쓸려갔습니다.
쓰나미
쓰나미이것은 엄청난 파괴력의 파도입니다. 수중 지진이나 화산 폭발로 인해 발생하며 제트기보다 빠른 시속 1000km로 바다를 횡단할 수 있습니다. 깊은 물에서는 크기가 1미터 미만일 수 있지만 해안에 접근하면 속도가 느려지고 30~50미터까지 자라다가 붕괴되어 해안에 범람하고 경로에 있는 모든 것을 휩쓸어 버립니다. 기록된 쓰나미의 90%가 다음 지역에서 발생했습니다. 태평양.
가장 일반적인 이유.
쓰나미 발생 사례의 약 80%는 수중 지진. 물 속에서 지진이 발생하면 바닥의 상호 수직 변위가 발생합니다. 바닥의 일부는 가라앉고 일부는 올라갑니다. 진동 운동은 수면에서 수직으로 발생하여 원래 수준(평균 해수면)으로 돌아가 일련의 파도를 생성하는 경향이 있습니다. 모든 수중 지진이 쓰나미를 동반하는 것은 아닙니다. 쓰나미 발생(즉, 쓰나미 파동 생성)은 일반적으로 발생원이 얕은 지진입니다. 지진의 쓰나미 유발성을 인식하는 문제는 아직 해결되지 않았으며, 경보 서비스는 지진 규모에 따라 안내됩니다. 가장 강력한 쓰나미는 섭입대에서 발생합니다. 또한 수중 충격파가 파도의 진동과 공진하는 것이 필요합니다.
산사태. 이러한 유형의 쓰나미는 20세기에 추정된 것보다 더 자주 발생합니다(모든 쓰나미의 약 7%). 지진으로 인해 산사태가 발생하고 파도가 발생하는 경우도 많습니다. 1958년 7월 9일 알래스카에서 발생한 지진으로 리투야 만(Lituya Bay)에 산사태가 발생했습니다. 1100m 높이에서 얼음 덩어리와 흙암이 무너졌고만의 반대편 해안에서 524m 이상의 높이에 도달하는 파도가 형성되었습니다. 이런 경우는 매우 드물며 표준으로 간주되지 않습니다. . 그러나 수중 산사태는 덜 위험하지 않은 강 삼각주에서 훨씬 더 자주 발생합니다. 지진은 산사태를 일으킬 수 있으며, 예를 들어 대륙붕 퇴적량이 매우 큰 인도네시아에서는 산사태 쓰나미가 정기적으로 발생하여 높이 20m가 넘는 국지적 파도를 일으키기 때문에 특히 위험합니다.
화산 폭발전체 쓰나미 사건의 약 5%를 차지합니다. 대규모 수중 폭발은 지진과 동일한 효과를 갖습니다. 대규모 화산 폭발에서는 폭발로 인해 파도가 발생할 뿐만 아니라, 분출된 물질의 빈 공간이나 심지어 칼데라에도 물이 채워져 장파가 발생합니다. 대표적인 사례가 1883년 크라카토아 화산 폭발 이후 발생한 쓰나미다. 거대한 쓰나미크라카토아 화산에서 발생한 화산 폭발은 전 세계 항구에서 관측되었으며, 총 5,000척 이상의 선박을 파괴하고 약 36,000명의 사망자를 냈습니다.
쓰나미의 징후.
- 갑자기 빨리상당한 거리에 걸쳐 해안에서 물을 빼내고 바닥을 건조시킵니다. 바다가 멀어질수록 쓰나미 파도는 높아질 수 있습니다. 해안에 있지만 그것에 대해 모르는 사람들 위험, 호기심에서 벗어나거나 물고기와 조개를 수집하기 위해 머물 수도 있습니다. 이 경우 가능한 한 빨리 해안을 떠나 가능한 한 멀리 이동해야 합니다. 예를 들어 일본, 인도네시아의 인도양 해안 또는 캄차카에서는 이 규칙을 따라야 합니다. 텔레쓰나미의 경우 일반적으로 물이 빠지지 않고 파도가 접근합니다.
- 지진. 지진의 진원지는 대개 바다에 있습니다. 해안에서는 일반적으로 지진이 훨씬 약하고 지진이 전혀 발생하지 않는 경우가 많습니다. 쓰나미 다발 지역에서는 지진이 느껴지면 해안에서 멀리 떨어진 곳으로 이동하는 동시에 언덕을 올라가는 것이 좋다는 원칙이 있어 파도 도래에 미리 대비해야 합니다.
- 특이한 드리프트얼음 및 기타 떠 다니는 물체, 빠른 얼음에 균열 형성.
- 거대한 역단층고정된 얼음과 암초의 가장자리에서 군중과 해류가 형성됩니다.
불량 파도
불량 파도(떠돌아 다니는 파도, 괴물 파도, 괴상한 파도 - 변칙 파도) - 바다에서 발생하는 거대한 파도는 높이 30미터가 넘으며 바다 파도에서는 특이한 행동을 보입니다.
불과 10~15년 전만 해도 과학자들은 갑자기 나타나 배를 가라앉히는 거대한 살인파에 대한 선원들의 이야기를 그저 해양 전설로 여겼습니다. 오랫동안 방황하는 파도당시 존재하는 어떤 것에도 맞지 않았기 때문에 허구로 간주되었습니다. 수학적 모델 21미터보다 높은 파도는 지구의 바다에 존재할 수 없기 때문에 발생과 그 행동에 대한 계산입니다.
괴물 파도에 대한 최초의 설명 중 하나는 1826년으로 거슬러 올라갑니다. 높이는 25미터가 넘었고, 대서양비스케이 만과 가깝습니다. 아무도 이 메시지를 믿지 않았습니다. 그리고 1840년에 항해사 뒤몽 뒤르빌(Dumont d'Urville)은 프랑스 회의에 나타날 위험을 무릅썼습니다. 지리학회그리고 자신의 눈으로 35미터의 파도를 보았다고 선언합니다. 참석한 사람들은 그를 비웃었습니다. 그러나 작은 폭풍에도 바다 한가운데 갑자기 나타나는 거대한 유령 파도에 대한 이야기가 점점 더 많아졌고, 그 가파른 정도가 깎아지른 듯한 물의 벽을 닮았습니다.
악성 파도의 역사적 증거
그래서 1933년에 미 해군 함선 라마포(Ramapo)호가 태평양에서 폭풍을 만났습니다. 7일 동안 배는 파도에 의해 이리저리 흔들렸습니다. 그리고 2월 7일 아침, 갑자기 뒤쪽에서 믿을 수 없을 정도로 높은 기둥이 기어나왔습니다. 먼저 배는 깊은 심연에 던져진 다음 물거품이 이는 산 위로 거의 수직으로 들어 올려졌습니다. 운 좋게 살아남은 승무원들은 파도 높이 34m를 기록했다. 그것은 23m/초, 즉 85km/h의 속도로 움직였습니다. 지금까지 이는 지금까지 측정된 가장 높은 불량 파도로 간주됩니다.
1942년 제2차 세계 대전 중 퀸 메리 정기선은 16,000명의 미군 병력을 뉴욕에서 영국까지 수송했습니다(그런데 이는 한 배로 수송된 사람 수에 대한 기록입니다). 갑자기 28미터 높이의 파도가 나타났습니다. 불운한 배에 탑승했던 노발 카터(Norval Carter) 박사는 “상층 갑판이 평소 높이에 있었는데 갑자기 – 갑자기 – 갑자기 무너졌습니다”라고 회상했습니다. 배는 53도 각도로 기울어졌습니다. 각도가 3도만 더 높았더라면 죽음은 불가피했을 것입니다. "퀸 메리"의 이야기는 할리우드 영화 "포세이돈"의 기초가 되었습니다.
그러나 1995년 1월 1일, 석유 플랫폼노르웨이 앞바다 북해의 드롭너파(Dropner wave)라고 불리는 높이 25.6m의 파도가 최초로 악기로 녹음됐다. Maximum Wave 프로젝트를 통해 우리는 컨테이너 및 기타 중요한 화물을 운송하는 건화물선의 사망 원인을 새롭게 살펴볼 수 있었습니다. 추가 연구에서는 3주에 걸쳐 전 세계적으로 10개 이상의 단일 거대 파도가 기록되었으며 그 높이는 20미터를 초과했습니다. 새 프로젝트관찰된 괴물 파도의 전 세계 지도 편집과 그에 따른 처리 및 추가를 제공하는 Wave Atlas라는 이름을 받았습니다.
원인
극한파의 원인에 대해서는 몇 가지 가설이 있습니다. 그들 중 많은 사람들이 박탈당했습니다. 상식. 가장 간단한 설명은 길이가 다른 파동의 단순한 중첩 분석을 기반으로 합니다. 그러나 추정에 따르면 그러한 계획에서 극한의 파도가 발생할 확률은 너무 작습니다. 또 다른 주목할만한 가설은 일부 표면 전류 구조에 파동 에너지를 집중시킬 가능성을 제시합니다. 그러나 이러한 구조는 극한 파동의 체계적인 발생을 설명하기에는 에너지 집중 메커니즘에 비해 너무 구체적입니다. 극한파 발생에 대한 가장 신뢰할 수 있는 설명은 외부 요인을 포함하지 않고 비선형 표면파의 내부 메커니즘에 기초해야 합니다.
흥미롭게도 그러한 파도는 목격자들에 의해 확인된 최고점과 최저점이 될 수 있습니다. 추가 연구에서는 구조를 크게 변경하지 않고 장거리를 이동할 수 있는 작은 파동 그룹(패킷) 또는 개별 파동(솔리톤)을 형성할 수 있는 바람 파도의 비선형 효과와 관련됩니다. 유사한 패키지가 실제로 여러 번 관찰되었습니다. 특징적인 특징이 이론을 확증하는 이러한 파도 그룹은 다른 파도와 독립적으로 움직이고 폭이 작고(1km 미만) 가장자리에서 높이가 급격하게 떨어진다는 점입니다.
그러나 변칙파의 성질을 완전히 밝히는 것은 아직 불가능하다.
우리가 바다 위에서 흔히 볼 수 있는 파도는 주로 바람의 영향을 받아 형성됩니다. 그러나 파도는 다른 이유로도 발생할 수 있으며 이를 파도라고 부릅니다.
달과 태양의 조석력의 영향으로 형성된 조석;
다음과 같은 경우에 발생하는 Baric 압력 갑작스러운 변화기압;
지진이나 화산 폭발로 인해 발생하는 지진(쓰나미).
선박이 움직일 때 발생하는 선박 문제.
바람의 파도는 바다와 바다의 표면에서 우세합니다. 조수, 지진, 압력 및 선박 파도는 외양에서 선박의 항해에 큰 영향을 미치지 않으므로 이에 대한 설명은 생략하겠습니다. 풍파는 항해의 안전성과 경제적 효율성을 결정하는 주요 수문기상학적 요인 중 하나입니다. 왜냐하면 파도가 선박에 부딪혀 부딪치고 흔들리고 측면에 부딪혀 갑판과 상부 구조물을 범람시키고 속도를 감소시키기 때문입니다. 이러한 움직임은 위험한 목록을 생성하고 선박의 위치를 파악하기 어렵게 하며 승무원을 크게 지치게 합니다. 속도 손실 외에도 파도로 인해 선박이 요잉을 일으키고 주어진 코스에서 벗어나게 되며, 이를 유지하려면 방향타를 지속적으로 움직여야 합니다.
풍파는 해수면에 바람에 의해 유발된 파도가 형성, 발달 및 전파되는 과정입니다. 풍파에는 두 가지 주요 특징이 있습니다. 첫 번째 특징은 불규칙성입니다. 파도의 크기와 모양이 불규칙합니다. 하나의 파동은 다른 파동을 반복하지 않습니다. 큰 파동 뒤에는 작은 파동이 올 수도 있고 어쩌면 더 큰 파동이 올 수도 있습니다. 각각의 개별 파도는 지속적으로 모양을 변경합니다. 파도 볏은 바람의 방향뿐만 아니라 다른 방향으로도 움직입니다. 교란된 해수면의 이러한 복잡한 구조는 파도를 형성하는 바람의 난류인 소용돌이로 설명됩니다. 파도의 두 번째 특징은 시간과 공간에서 요소의 급격한 변화이며 바람과도 관련이 있다는 것입니다. 그러나 파도의 크기는 풍속뿐만 아니라 작용 기간, 수면의 면적 및 구성에 따라 달라집니다. 실용적인 관점에서 볼 때, 각각의 개별 파동이나 각각의 파동 진동의 요소를 알 필요는 없습니다. 따라서 파동에 대한 연구는 궁극적으로 파동요소와 이를 결정하는 요인들 간의 의존성을 수치적으로 표현하는 통계적 패턴을 파악하는 것으로 귀결된다.
3.1.1. 파동요소
각 웨이브는 특정 요소로 특징 지어집니다.파동의 공통 요소는 다음과 같습니다(그림 25).
정점(Apex) - 파도 볏의 가장 높은 지점.
바닥은 파도 골짜기의 가장 낮은 지점입니다.
높이(h) - 파도의 꼭대기를 초과합니다.
길이(L)는 파동 전파의 일반적인 방향으로 그려진 파동 프로필에서 인접한 두 능선의 꼭대기 사이의 수평 거리입니다.
기간(t) - 고정된 수직을 통해 두 개의 인접한 파동 피크가 통과하는 사이의 시간 간격입니다. 즉, 파동이 길이와 같은 거리를 이동하는 기간입니다.
경사(e)는 주어진 파동의 높이와 길이의 비율입니다. 파동 프로필의 여러 지점에서 파동의 가파른 정도가 다릅니다. 평균 파도 경사도는 다음 비율에 의해 결정됩니다.
쌀. 25. 파도의 기본 요소.
실제로 가장 큰 경사가 중요합니다. 이는 파고 h와 절반 길이 λ/2의 비율과 거의 같습니다.
- 파동 속도 c - 파동 주기의 짧은 시간 간격에 걸쳐 결정되는 파동의 전파 방향으로의 이동 속도.
파면(wave front)은 주어진 파동의 정점 정점을 따라 지나가는 거친 표면 평면상의 선으로, 파동 전파의 일반적인 방향에 평행하게 그려진 일련의 파동 프로파일에 의해 결정됩니다.
네비게이션용 가장 높은 가치높이, 주기, 길이, 경사도 및 일반적인 파동 이동 방향과 같은 파동 요소를 갖습니다. 이들 모두는 바람의 흐름(풍속 및 방향) 매개변수, 바다 위의 길이(가속도) 및 작용 기간에 따라 달라집니다.
풍파는 형성 및 전파 조건에 따라 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
바람(Wind) - 관찰하는 순간 바람의 영향을 받는 파도의 시스템입니다. 풍파와 심해의 바람의 전파 방향은 일반적으로 4포인트(45°) 이하로 일치하거나 다릅니다.
풍파는 바람이 불어오는 쪽의 경사가 바람이 불어오는 쪽의 경사보다 더 가파르기 때문에 일반적으로 볏의 꼭대기가 붕괴되어 거품을 형성하거나 강한 바람에 의해 찢어지는 것이 특징입니다. 파도가 얕은 물에 들어가 해안에 접근할 때 파도와 바람의 전파 방향은 45° 이상 다를 수 있습니다.
너울(Swell) - 바람이 약해지거나 방향이 변경된 후 파도 형성 영역에 전파되는 바람 유도파, 또는 파도 형성 영역에서 바람이 다른 속도로 부는 다른 영역으로 오는 바람 유도파 및/또는 다른 방향. 바람이 없을 때 전파되는 너울의 특별한 경우를 데드 너울(Dead Swell)이라고 합니다.
혼합 - 바람 파도와 너울의 상호 작용으로 인해 형성된 파도.
풍파의 변형 - 깊이의 변화에 따라 풍파의 구조가 변화합니다. 이 경우 파도의 모양이 왜곡되고 가파르고 짧아지며 파도의 높이를 초과하지 않는 얕은 깊이에서는 후자의 마루가 뒤집혀 파도가 파괴됩니다.
내 방식대로 모습바람의 파도는 모양이 다른 것이 특징입니다.
리플 - 초기 형태약한 바람의 영향으로 발생하는 풍파의 발달; 파도의 마루는 잔물결이 일어날 때 비늘과 비슷합니다.
3차원 파동은 평균 마루 길이가 평균 파장보다 몇 배 더 긴 파동 집합입니다.
정파는 모든 파동의 모양과 성분이 동일한 파동이다.
군중은 서로 다른 방향으로 이동하는 파도의 상호 작용의 결과로 발생하는 혼란스러운 교란입니다.
제방, 암초 또는 암석을 넘어 부서지는 파도를 브레이커라고 합니다. 해안 지역에 부서지는 파도를 서프(Surf)라고 합니다. 가파른 해안 근처와 항구 시설 근처에서는 파도가 역류의 형태를 띕니다.
바다 표면의 파도는 그 파도를 일으킨 힘이 작용을 멈추고 파도가 자유롭게 움직일 때 자유 파도와 파도 형성을 일으킨 힘이 멈추지 않을 때 강제로 나누어집니다.
파동요소의 시간에 따른 변동성에 기초하여 시간이 지나도 파동의 통계적 특성이 변하지 않는 정상파, 즉 풍파와 시간이 지나도 그 요소가 변화하는 발전파 또는 쇠퇴파로 구분된다.
모양에 따라 파동은 2차원(평균 마루 길이가 평균 파장보다 몇 배 더 큰 파동 집합)과 3차원(평균 마루 길이가 파장보다 몇 배 더 큰 파동 집합)으로 나뉩니다. , 밑창 없이 돔 모양의 볏만 있는 독방파.
파장과 바다 깊이의 비율에 따라 파도는 길이가 바다 깊이보다 훨씬 짧은 짧은 파도와 바다 깊이보다 긴 긴 파도로 나뉩니다.
파형의 움직임의 특성에 따라 파형의 눈에 띄는 움직임이 있는 병진형과 움직임이 없는 서 있는 형이 가능합니다. 파동은 위치에 따라 표면파와 내부파로 구분됩니다. 내부파는 밀도가 다른 물층 사이의 경계면에서 하나 또는 다른 깊이에서 형성됩니다.
3.1.2. 파동요소 계산 방법
바다 파도를 연구할 때, 이 현상의 특정 측면을 설명하기 위해 특정 이론적 원리가 사용됩니다. 파동 구조의 일반 법칙과 개별 입자의 움직임 특성은 트로코이드 파동 이론에 의해 고려됩니다. 이 이론에 따르면 표면파의 개별 물 입자는 닫힌 타원 궤도에서 이동하여 파동 주기 t와 동일한 시간에 완전히 회전합니다.이동 초기에 위상각만큼 이동된 연속적으로 위치한 물 입자의 회전 운동은 병진 운동의 모습을 만듭니다. 개별 입자는 닫힌 궤도에서 이동하는 반면 파동 프로필은 바람 방향으로 병진 이동합니다. 트로코이드 파동 이론은 개별 파동의 구조를 수학적으로 입증하고 해당 요소를 서로 연관시키는 것을 가능하게 했습니다. 개별 파동 요소를 계산할 수 있는 공식이 얻어졌습니다.
여기서 g는 자유 낙하의 가속도이고, 파장 K, 전파 속도 C 및 주기 t는 의존성 K = Cx에 의해 서로 관련됩니다.
트로코이드 파동 이론은 자유풍파(팽창)의 경우에 관찰되는 규칙적인 2차원 파동에만 유효하다는 점에 유의해야 합니다. 3차원 풍파에서 입자의 궤도 경로는 닫힌 원형 궤도가 아닙니다. 왜냐하면 바람의 영향으로 해수면에서 파동 전파 방향으로 물의 수평 이동이 발생하기 때문입니다.
바다 파도의 트로코이드 이론은 파도의 발달과 감쇠 과정뿐만 아니라 바람에서 파도로의 에너지 전달 메커니즘을 밝히지 않습니다. 한편, 풍파 요소를 계산하기 위한 신뢰할 수 있는 종속성을 얻으려면 이러한 문제를 정확하게 해결하는 것이 필요합니다.
따라서 해파 이론의 발전은 실제 해풍의 다양성과 현상의 비정상적 특성, 즉 바람과 파도 사이의 이론적, 경험적 연결을 개발하는 길을 택했습니다. 발달과 감쇠.
일반적으로 풍파요소를 계산하는 공식은 여러 변수의 함수로 표현될 수 있습니다.
H,t,L,C=f(W,Dt,H),
여기서 W는 풍속입니다. D - 가속도, t - 바람 작용 지속 시간; H - 바다 깊이.
얕은 해역의 경우 종속성을 사용하여 파고와 길이를 계산할 수 있습니다.
계수 a와 z는 가변적이며 바다의 깊이에 따라 달라집니다.
A = 0.0151H 0.342; z = 0.104H 0.573 .
외해 지역의 경우 파도의 요소는 높이 확률이 5%이고 평균 파장은 종속성에 따라 계산됩니다.
H = 0.45W 0.56D 0.54A,
L = 0.3lW 0.66D 0.64A.
계수 A는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
외해 지역의 경우 파도 요소는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
여기서 e는 낮은 가속도에서의 파도의 가파른 정도이고 D PR은 최대 가속도(km)입니다. 폭풍파의 최대 높이는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
여기서 hmax는 최대 파도 높이(m)이고, D는 가속 길이(마일)입니다.
State Oceanographic Institute에서는 파동의 스펙트럼 통계 이론을 기반으로 파동 요소와 풍속, 작용 지속 시간 및 가속 길이 사이의 그래픽 연결을 얻었습니다. 이러한 의존성은 소련 수문 기상 센터(V.S. Krasyuk)에서 구축된 파고 계산용 노모그램을 기반으로 허용 가능한 결과를 제공하는 가장 신뢰할 수 있는 것으로 간주되어야 합니다. 노모그램(그림 26)은 4개의 사분면(I-IV)으로 나뉘며 특정 순서로 배열된 일련의 그래프로 구성됩니다.
노모그램의 I 사분면(오른쪽 아래 모서리부터 계산)에는 각도 그리드가 제공되며, 각 구분은 (수평으로) 지도에 대해 주어진 위도(70~20°N)에서 자오선의 1°에 해당합니다. 1:15 000000 극 입체 투영의 축척입니다. 등압선 n 사이의 거리와 다른 축척의 지도에서 측정된 등압선 곡률 반경 R을 1:15 000000 축척으로 변환하려면 각도 그리드가 필요합니다. 이 경우, 우리는 주어진 위도에서 등압선 n과 등압선 R의 곡률 반경(자오선 각도)입니다. 등압선 R의 곡률 반경은 계산이 수행되는 지점을 통과하거나 그 근처를 통과하는 등압선 부분이 가장 많이 접촉하는 원의 반경입니다. 발견된 중심에서 그려진 호가 등압선의 주어진 단면과 일치하는 방식으로 미터를 선택하여 미터를 사용하여 결정됩니다. 그런 다음 각도 그리드에서 자오선의 각도로 표시되는 주어진 위도의 측정 값을 플롯하고 나침반을 사용하여 등압선의 곡률 반경과 눈금에 해당하는 등압선 사이의 거리를 결정합니다. 1:15,000,000.
노모그램의 사분면 II는 압력 구배와 장소의 지리적 위도에 대한 풍속의 의존성을 표현하는 곡선을 보여줍니다(각 곡선은 70°N에서 20°N까지의 특정 위도에 해당함). 계산된 경사풍에서 해수면 근처(고도 10m)에서 부는 바람으로 전환하기 위해 대기 표층의 성층화를 고려한 보정이 도출되었습니다. 연중 추운 시기(2°C의 안정적인 성층)를 계산할 때 계수는 0.6입니다.
쌀. 26. 등압선이 5mbar(a)와 8mbar(b) 간격으로 그려지는 표면 기압장 지도에서 파동 요소와 풍속을 계산하기 위한 노모그램. 1 - 겨울, 2 - 여름.
사분면 III에서는 등압선 곡률이 지균풍 속도에 미치는 영향이 고려됩니다. 다양한 곡률 반경 값(1, 2, 5 등)에 해당하는 곡선은 실선(겨울)과 점선(여름)으로 표시됩니다. oo 기호는 등압선이 직선임을 의미합니다. 일반적으로 곡률 반경이 15°를 초과하면 계산 시 곡률을 고려할 필요가 없습니다. 키 III과 IV를 구분하는 가로축을 따라 특정 지점의 풍속 W가 결정됩니다.
IV 사분면에는 풍속, 가속도 또는 바람 작용 지속 시간을 기준으로 확률이 12.5%인 소위 중요한 파동(h 3H)의 높이를 결정할 수 있는 곡선이 있습니다.
파고를 결정할 때 풍속뿐만 아니라 바람의 가속도와 지속 시간에 대한 데이터를 사용하는 것이 가능하다면 바람의 가속도와 지속 시간(시간)을 사용하여 계산이 수행됩니다. 이를 위해 노모그램의 사분면 III에서 가속도 곡선이 아닌 바람 지속 시간 곡선(6시간 또는 12시간)에 대한 수직선을 낮춥니다. 가속도 및 지속 시간 측면에서 얻은 결과에서 파고의 더 작은 값이 사용됩니다.
제안된 노모그램을 사용한 계산은 "심해" 영역, 즉 바다 깊이가 파장의 절반 이상인 영역에 대해서만 수행할 수 있습니다. 가속도가 500km를 초과하거나 바람 지속 시간이 12시간을 초과하는 경우 해양 조건에 해당하는 바람에 대한 파고의 의존성이 사용됩니다(사분면 IV의 두꺼운 곡선).
따라서 특정 지점에서 파도의 높이를 결정하려면 다음 작업을 수행해야 합니다.
A) 주어진 지점을 통과하거나 그 근처를 통과하는 등압선 R의 곡률 반경을 찾습니다(나침반을 사용하여 선택). 등압선의 곡률 반경은 사이클론 곡률(사이클론 및 골)의 경우에만 결정되며 자오선 도로 표시됩니다.
B) 선택한 지점의 영역에서 인접한 등압선 사이의 거리를 측정하여 압력차 n을 결정합니다.
C) 발견된 R과 n 값을 사용하여 연중 시간에 따라 풍속 W를 찾습니다.
D) 풍속 W와 가속도 D 또는 바람의 지속 시간(6시간 또는 12시간)을 알면 중요한 파도의 높이(h 3H)를 알 수 있습니다.
가속도는 다음과 같이 구합니다. 파고가 계산되는 각 지점에서 유선은 바람의 반대 방향으로 그 방향이 초기 파고에 대해 45° 각도만큼 변경되거나 해안이나 얼음 가장자리에 도달할 때까지 그려집니다. 대략 이것은 파도가 형성되어 특정 지점에 도달하는 바람의 가속도 또는 경로입니다.
바람 작용 지속 시간은 바람 방향이 변하지 않거나 원래 방향에서 ±22.5° 이내로 벗어나는 시간으로 정의됩니다.
그림의 노모그램에 따르면 그림 26a에서는 등압선이 5mbar 간격으로 그려진 표면 기압장의 맵에서 파고를 결정할 수 있습니다. 등압선을 8mbar로 그리면 그림 1에 표시된 노모그램이 표시됩니다. 26b.
파도의 주기와 길이는 풍속과 파도 높이 데이터를 통해 계산할 수 있습니다. 파주기의 대략적인 계산은 다양한 풍속(W)에서 주기와 풍파 높이 사이의 관계를 보여주는 그래프(그림 27)를 사용하여 계산할 수 있습니다. 파장은 그래프(그림 28)에 따라 주어진 지점에서의 주기와 해수심에 의해 결정됩니다.
파도가 형성되는 가장 큰 이유는 물 위로 부는 바람 때문입니다. 따라서 파동의 크기는 충격의 강도와 시간에 따라 달라집니다. 바람으로 인해 물 입자는 위로 올라가고 때로는 표면에서 떨어져 나가기도 하지만 시간이 지나면 자연 중력의 영향을 받아 필연적으로 떨어집니다. 멀리서 보면 파도가 앞으로 나아가는 것처럼 보일 수 있지만 실제로이 파도가 쓰나미가 아니라면 (쓰나미는 발생 특성이 다릅니다) 단지 떨어지고 상승할 뿐입니다. 예를 들어, 거친 바다 표면에 착륙한 바닷새는 파도에 흔들리지만 그 자리에서 움직이지는 않습니다.
더 이상 깊지 않은 해안 근처에서만 물이 앞으로 이동하여 해안으로 굴러갑니다. 그건 그렇고, 숙련 된 선원은 파도에 볏을 형성하는 부서진 물방울의 물보라 능선을보고 바다 상태의 정도를 결정합니다. 능선과 거품이 막 형성되기 시작하면 바다 상태는 3 점입니다.
어떤 종류의 바다 파도를 서지라고 부르나요?
바다 위의 파도는 바람이 없어도 존재할 수 있는데, 이는 수중 화산 폭발과 같은 자연재해로 인해 발생하는 쓰나미이며, 선원들이 급상승이라고 부르는 파도입니다. 바다에서는 강한 폭풍우가 몰아치고 바람이 잦아들면 형성되지만, 바람에 의해 움직이는 큰 물 덩어리와 공명이라는 현상으로 인해 파도가 계속해서 흔들리게 됩니다. 그러한 파도는 폭풍보다 훨씬 안전하지 않으며 경험이 부족한 선원이 있는 배나 보트를 쉽게 전복시킬 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
바다와 바다의 표면은 거의 고요하지 않습니다. 일반적으로 파도로 덮여 있으며 파도가 해안에 지속적으로 부딪칩니다.
놀라운 광경: 넓은 바다에서 거대한 폭풍우가 연주하는 거대한 화물선은 간단히 말해서 그 이상도 아닌 것처럼 보입니다. 재난영화에는 10층 건물만큼 높은 파도가 치는 비슷한 이미지가 넘쳐난다.
폭풍우가 치는 동안 해수면의 파도 진동이 발생하는데, 대기압의 변화와 긴 돌풍이 결합되어 복잡한 혼란스러운 파도 장이 형성됩니다.
흐르는 파도, 끓어오르는 서핑 거품
폭풍을 일으킨 사이클론에서 멀어지면 파도의 패턴이 어떻게 변하는지, 파도가 같은 방향으로 차례로 이동하면서 파도가 더욱 고르고 질서정연해지는 모습을 관찰할 수 있습니다. 이러한 파도를 팽창이라고 합니다. 이러한 파동의 높이(파동의 가장 높은 지점과 가장 낮은 지점 사이의 레벨 차이)와 길이(인접한 두 봉우리 사이의 거리) 및 전파 속도는 상당히 일정합니다. 두 개의 마루는 최대 300m 거리로 분리될 수 있으며, 이러한 파도의 높이는 25m에 도달할 수 있습니다. 이러한 파도의 파동 진동은 최대 150m 깊이까지 전파됩니다.
형성 영역에서 파도는 완전히 고요하더라도 매우 멀리 이동합니다. 예를 들어, 뉴펀들랜드 해안을 지나가는 사이클론은 파도를 일으켜 3일 만에 파도가 형성된 곳에서 거의 3000km 떨어진 프랑스 서부 해안의 비스케이 만에 도달합니다.
해안에 접근할 때 깊이가 감소함에 따라 파도의 모양이 달라집니다. 파도 진동이 바닥에 도달하면 파도의 움직임이 느려지고 변형되기 시작하며 이는 볏이 붕괴되면서 끝납니다. 서핑 팬들은 이러한 파도를 기대하고 있습니다. 이는 서부 아프리카의 기니 만과 같이 해안 근처에서 해저가 급격하게 떨어지는 지역에서 특히 장관입니다. 이 곳은 전 세계 서퍼들 사이에서 매우 인기가 높습니다.
조수: 세계적인 파도
조수는 완전히 다른 성격의 현상입니다. 이는 해수면의 주기적인 변동으로 해안에서 명확하게 볼 수 있으며 약 12.5시간마다 반복됩니다. 이는 주로 달과 바닷물의 중력 상호 작용으로 인해 발생합니다. 조수의 주기는 주기의 비율에 따라 결정됩니다. 일일 순환지구는 축을 중심으로 회전하고 달은 지구를 중심으로 회전합니다. 태양도 조수 형성에 참여하지만 달보다는 그 정도가 적습니다. 질량의 우월에도 불구하고. 태양은 지구에서 너무 멀리 떨어져 있습니다.
따라서 조수의 전체 크기는 다음에 따라 달라집니다. 상대 위치한 달 내내 변화하는 지구, 달, 태양. 보름달과 초승달 동안 발생하는 동일한 선상에 있을 때 조수는 최대 값에 도달합니다. 캐나다 해안의 펀디 만(Bay of Fundy)에서 가장 높은 조수가 관찰됩니다. 이곳의 최대 해수면 위치와 최소 해수면 위치의 차이는 약 19.6m입니다.
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바람 자체는 일기 예보 지도에서 볼 수 있습니다. 이는 저기압 구역입니다. 집중력이 높을수록 바람은 더 강해질 것입니다. 작은(모세관) 파도는 처음에는 바람이 부는 방향으로 움직입니다.
바람이 강하고 오래 불수록 수면에 미치는 영향도 커집니다. 시간이 지남에 따라 파도의 크기가 커지기 시작합니다.
바람은 잔잔한 수면보다 작은 파도에 더 큰 영향을 미칩니다.
파도의 크기는 그것을 형성하는 바람의 속도에 따라 달라집니다. 일정한 속도로 부는 바람은 비슷한 크기의 파도를 생성할 수 있습니다. 그리고 파도가 바람이 밀어넣을 수 있는 크기에 도달하면 "완전히 형성된" 상태가 됩니다.
생성된 파동은 속도와 파동주기가 다릅니다. (자세한 내용은 기사 참조) 장주기 파동은 느린 파동보다 더 빠르게 이동하고 더 먼 거리를 이동합니다. 파도가 바람의 근원(전파)에서 멀어짐에 따라 파도는 필연적으로 해안으로 굴러가는 너울 선을 형성합니다. 아마도 당신은 설정된 파동의 개념에 익숙할 것입니다!
더 이상 바람의 영향을 받지 않는 파도를 지면 너울이라고 하나요? 이것이 바로 서퍼들이 추구하는 것입니다!
팽창의 크기에 영향을 미치는 것은 무엇입니까?
외해의 파도 크기에 영향을 미치는 세 가지 주요 요인이 있습니다.
풍속– 크기가 클수록 파도도 커집니다.
바람의 지속시간– 전작과 비슷하다.
술책(바람에 의해 덮힌 지역) – 다시 더 넓은 지역코팅을 하면 파도가 더 크게 형성됩니다.
바람이 파도에 영향을 미치는 것을 멈추자마자 파도는 에너지를 잃기 시작합니다. 그들은 해저의 돌출부나 경로에 있는 다른 장애물(예를 들어 큰 섬)이 모든 에너지를 흡수할 때까지 움직일 것입니다.
특정 위치에서 파도의 크기에 영향을 미치는 몇 가지 요소가 있습니다. 그 중에는:
팽창 방향– 파도가 우리가 필요한 곳에 도달할 수 있게 해줄까요?
해저– 바다 깊은 곳에서 수중 암석 능선으로 이동하는 너울은 내부에 통이 있는 큰 파도를 형성합니다. 반대편의 얕은 선반은 파도의 속도를 늦추고 에너지를 잃게 만듭니다.
조석주기– 일부 스포츠는 그것에 전적으로 의존합니다.
최고의 파도가 어떻게 만들어지는지 알아보세요.
