Жел толқындары: түсінігі, құрылымы және сипаттамалары. Жел толқыны қалай пайда болады?

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-02-12 09:51

Толқын – бұл ашық теңізде болу жайлылығын анықтайтын табиғи құбылыс. Кішкентай толқындар тіпті байқалмауы мүмкін. Бірақ үлкендері теңіз кемесіне айтарлықтай зиян келтіруге және оның жолаушыларына зиян келтіруге қабілетті. Бұл мақала жел толқындарына назар аударады. Олар қандай, олар қалай қалыптасады және қандай сипаттамаларға ие? Осы сұрақтардың барлығына бірге жауап берейік!

Жел толқындары - бұл не?

Ешқандай су бірте-бірте тыныш және тынық бола алмайды. Өйткені, күші шамалы желдің өзі оның бетінен көрінетіні сөзсіз. Жел толқыны желдің теңіз немесе көлдің су бетіне тікелей әсер етуі нәтижесінде пайда болады. Оның пайда болу механизмін жақсырақ түсіну үшін желді ауа райында бидай алқабын көруге болады.

Сонымен жел толқындары қалай пайда болады? Жеңіл желмен судың тыныш бетінде жеңіл толқындар пайда болады. Оның жылдамдығы артқан сайын шағын ырғақты толқындар пайда болады. Бірте-бірте олардың ұзындығы мен биіктігі артады. Әрі қарайжел күшейген сайын төбесінде ақ көбік «қозылар» пайда бола бастайды. Жел толқындарының жылдамдығы әртүрлі болуы мүмкін (10-нан 90 км/сағ-қа дейін). Теңізде жел тоқтағаннан кейін толқындар деп аталатын ұзын, төмен және жұмсақ толқындарды көруге болады.

Судың ауадан әлдеқайда тығыз зат екенін ескерген жөн. Соның салдарынан су қоймасының беті желдің әсерінен аздап «артталады», ал толқындар біраз уақыттан кейін ғана толқынға айналады.

Жел толқындарын цунами мен толқындардан ажырату керек. Біріншісі жер қыртысының сейсмикалық белсенділігінің жоғарылауы нәтижесінде, ал екіншісі планетамыздың серігі Айдың әсер етуінің нәтижесінде пайда болады.

Теңіз толқынының құрылымы

Жел толқыны бірнеше элементтерден тұрады (төмендегі диаграмманы қараңыз):

• Төбе – толқынның ең биік нүктесі.
• Төменгі - толқынның ең төменгі нүктесі.
• Баурайлар - желді және желді.

Толқынның еңіс (алдыңғы) еңісі желге қарағанда әрқашан тік болады. Бұл жерде, айтпақшы, құм төбелерімен тікелей ұқсастық бар, олар да желдің әсерінен пайда болады. Жағаға жақындаған толқынның табаны су қоймасының түбінде баяулайды, ал оның шыңы аударылып, көптеген бүріккіштерге бөлінеді. Бұл процесс тау жыныстарының белсенді бұзылуымен бірге жүреді. Егер толқын жағалаудағы жартасқа соқтығысса, онда су биіктігі бірнеше ондаған метрге жетуі мүмкін күшті көбікті колонна түрінде жоғары лақтырылады.

Жел толқындарының сипаттамасы

Мұхиттануда теңіз толқынының төрт негізгі сипаттамасы бар. Бұл:

• Биіктік – табан мен жотаның арасындағы тік қашықтық.
• Ұзындық - көрші толқындардың екі шыңы арасындағы қашықтық.
• Жылдамдық - толқын шыңының уақыт бірлігінде жүретін қашықтығы (әдетте секундына метрмен өлшенеді).
• Түтік – толқын биіктігінің оның ұзындығының жартысына қатынасы.

Жел толқындарының ұзындығы 0,5-тен 250 метрге дейін кең ауытқиды, биіктігі 20-25 метрге жетеді. Ең күшті толқындар Оңтүстік жарты шарда, ашық мұхитта байқалады. Мұнда олардың қозғалыс жылдамдығы жиі 15-20 м/с жетеді. Ең кішкентай толқындар континентке терең енетін ішкі теңіздерге тән (мысалы, Қара немесе Азов теңіздері үшін).

Теңіз толқындары: масштаб

Теңіздің күйі – океанография ғылымында ірі су айдындарының (көлдер, теңіздер, мұхиттар) ашық бетінің күйін анықтау үшін қолданылатын термин. Ол, ең алдымен, толқындардың биіктігімен және олардың күшімен сипатталады. Теңіздің кедір-бұдырлық дәрежесін бағалау үшін Дүниежүзілік метеорологиялық ұйым әзірлеген 9 балдық шкала қолданылады.

Ұпай	Аты	Толқын биіктігі (м)	Сыртқы белгілер
0	Тамаша тыныш теңіз	0	Теңіз беті тегіс
1	Тыныш теңіз	0-0, 1	Толқындар және шамалы толқындар
2	Төмен қозу	0, 1-0, 5	Толқындардың шыңдары аударыла бастайды, бірақ әлі көбік жоқ
3	Аздаған толқу	0, 5-1, 25	Кейде толқындардың шыңдарында «қозылар» пайда болады
4	Орташа толқу	1, 25-2, 5	"Қозылар" көп мөлшерде бар
5	Тұңғиық теңіз	2, 5-4	Үлкен жоталар пайда болады
6	Үлкен дүрбелең	4-6	Жоталар үлкен дауыл толқындарын құрайды
7	Қатты толқу	6-9	Көбік жолақтарға созылып, толқындардың беткейлерін жартылай жабады
8	Өте күшті толқу	9-14	Көбік толқындардың беткейлерін толығымен жабады
9	Ерекше толқу	14-тен жоғары	Толқындардың бүкіл беті қалың көбік қабатымен жабылған. Ауа су шаңымен қаныққан. Көріну күрт төмендейді.

Теңіз толқындары энергия көзі ретінде

ҚолдануМұхит толқындарының табиғи энергиясы баламалы электр энергетикасының перспективалы бағыттарының бірі болып табылады. Ғалымдар планетадағы барлық жел толқындарының жалпы қуаты 10²⁰ Дж/сағ екенін есептеді. Бұл үлкен көрсеткіш, бірақ мәселе мынада, бұл энергияны алу және пайдалану өте қиын.

Бүгінде Ұлыбритания, Ирландия, Норвегия және Үндістан сияқты елдер толқындық энергетиканы дамытумен шындап айналысуда. Толқынды электр станциясының жұмысы теңіз толқынының механикалық энергиясын арнайы қалтқылардан, қалақтардан және маятниктерден тұратын жұмыс механизмдері арқылы электр энергиясына айналдыруға негізделген.

Мұндай бірінші электр станциясы 1985 жылы Норвегияда іске қосылды. Оның қуаты 850 кВт. Бүгінгі таңда бірқатар елдер автономды қалқымалы кемелерді, кемелерді, балық өсіру фермаларын және тіпті шағын бұрғылау платформаларын қуаттандыру үшін толқын энергиясын пайдаланады.