Ce cauzează valurile în ocean? Analiză energetică și tipuri de valuri

Valurile oceanice sunt o parte omniprezentă a peisajelor de coastă și a vacanțelor la plajă. Dar v-ați oprit vreodată să vă gândiți de unde provine un val, cât de departe călătorește sau de ce se formează de la bun început?

Un val se formează ori de câte ori energia trece printr-un corp de apă, determinând astfel apa să se miște într-o mișcare circulară. Deși orice număr de evenimente – inclusiv uragane, luni pline și cutremure – pot transfera energie cinetică, sau generată de mișcare, asupra apei, cel mai adesea este de vină vântul. Tipul de val care este creat depinde de care dintre evenimentele de mai sus inițiază acțiunea valului.

Anatomia unui val

Când vântul suflă peste o suprafață netedă de apă, se întâmplă două lucruri: Se creează frecare pe măsură ce aerul se freacă de apă, iar această forță de frecare începe să întindă suprafața apei. Pe măsură ce vântul suflă continuu, suprafața apei se încrețește în valuri agitate, apoi în creste albe (spumă) și apoi începe să se întindă în sus, formând o creastă – punctul cel mai înalt al unui val.

Înălțimea valului

În timp ce partea cea mai înaltă a unui val este cunoscută sub numele de creastă, partea sa inferioară este numită vale. Distanța verticală dintre creastă și vale indică înălțimea valului.

Cât de înalt devine un val depinde de viteza vântului, durata (cât timp suflă) și fetch (cât de departe suflă într-o singură direcție). Vitezele reduse ale vântului creează valuri mici. În mod similar, dacă vânturile suflă doar pentru o scurtă perioadă de timp sau dacă suflă pe un fetch scurt, vor rezulta valuri mai mici. Pentru ca un val mare să se formeze, toți acești trei factori trebuie să fie mari. De exemplu, un vânt constant de 53 km/h suflând timp de 24 de ore pe un fetch de 547 km agită valuri cu o înălțime medie de 3,3 metri, conform NOAA și cărții Oceanography and Seamanship.

Cât despre înălțimea la care un val este capabil să crească, NOAA notează că, deși pot apărea valuri „anarhice” de peste 19,8 metri în condiții extreme de furtună, astfel de înălțimi ale valurilor sunt extrem de rare. În timpul uraganului Sandy, mai multe balize oceanice au măsurat înălțimi individuale ale valurilor de peste 13,7 metri.

Viteza valului

Cât de repede se mișcă un val depinde de adâncimea apei în care călătorește și de lungimea sa de undă (distanța dintre două valuri succesive). Valurile cu lungimi de undă mai mari se mișcă, în general, mai rapid prin apă.

Spărgătoare

În același timp în care toate acestea se întâmplă deasupra liniei apei, o coloană turbulentă de apă se mișcă și chiar sub ea. Totuși, pe măsură ce un val din oceanul adânc se apropie de țărm și acest val-umbră întâlnește fundul mării mai puțin adânc, mișcarea sa este întreruptă. Încetinește, se comprimă și forțează creasta valului mai sus în aer. Acest lucru face ca valul să devină dezechilibrat, iar valul se prăbușește în ceea ce se numește „val spărgător”. Cât despre energia valului care a început ca energie eoliană, aceasta se disipează în spargere.

Tipuri de valuri

Valurile de suprafață determinate de vânt sunt cele mai comune tipuri de valuri, dar nu sunt singurul tip de val pe care îl veți găsi pe mare.

Valurile mareice

Când luna, mai degrabă decât vântul, trage de suprafața oceanului, se formează valuri mareice. Da, gravitația lunii trage efectiv de suprafața planetei noastre. (Această atracție gravitațională afectează atât uscatul, cât și apa, dar apa, fiind mai maleabilă, este cea mai afectată.)

Tipul de val mareic care se formează depinde de partea Pământului pe care vă aflați. Când regiunea dvs. este direct orientată spre lună, veți experimenta creșteri ale nivelului apei care se deplasează spre interior pe plajă (maree înaltă) datorită oceanelor care se umflă spre lună. Dar când regiunea dvs. este cel mai departe de lună, nivelul mării se va se retrag și se depărtează de țărm (maree joasă) deoarece sunt practic trase spre centrul pământului.

Tsunami

Deși tsunami sunt uneori numite valuri mareice, nu sunt același lucru. Deși se comportă ca valurile mareice prin faptul că urcă pe țărm și în interior, sunt declanșate în mare parte de cutremurele submarine. În Oceanul Pacific, care este cel mai activ bazin oceanic seismic din lume, au loc în medie două tsunami pe an.

Valul de furtună

Când vânturile unui uragan suflă peste o suprafață maritimă, împingând treptat apa înaintea sa, creează o serie de valuri lungi cunoscute sub numele de val de furtună. Când furtuna se apropie de coastă, apa s-a „îngrămădit” într-un dom lat de sute de kilometri și înalt de zeci de metri. Această umflătură oceanică se deplasează apoi spre uscat, inundând coasta și erodând plajele.