גלי רוח: מושג, מבנה ומאפיינים. איך נוצר גל רוח?

2024 מְחַבֵּר: Henry Conors | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-12 07:20

Wave היא תופעת טבע שקובעת במידה רבה את הנוחות שבשהייה בים הפתוח. ייתכן שאפילו לא יבחינו בגלים קטנים. אבל הגדולים מסוגלים לגרום נזק משמעותי לכלי שיט ימי ולפגוע בנוסעים שלו. מאמר זה יתמקד בגלי רוח. מה הם, איך הם נוצרים ואילו מאפיינים יש להם? בואו נענה יחד על כל השאלות האלה!

גלי רוח - מה זה?

אף מים לא יכול להישאר רגוע ושקט. אחרי הכל, אפילו הרוח, שאינה משמעותית בעוצמתה, בהחלט תשתקף על פני השטח שלה. גל רוח נוצר כתוצאה מפגיעת רוח ישירה על פני המים של ים או אגם. כדי להבין טוב יותר את מנגנון היווצרותו, ניתן לצפות בשדה חיטה במזג אוויר סוער.

אז איך נוצרים גלי רוח? ברוח קלה מופיעים אדוות קלות על משטח רגוע של המים. ככל שמהירותו עולה, מופיעים גלים קצביים קטנים. בהדרגה, אורכם וגובהם גדלים. עם עודכשהרוח מתעצמת, מתחילים להיווצר "כבשים" של קצף לבן על פסגותיהם. מהירות גלי הרוח יכולה להשתנות מאוד (מ-10 עד 90 קמ"ש). לאחר הפסקת הרוח בים, ניתן לראות גלים ארוכים, נמוכים ועדינים, הנקראים גאות.

חשוב לציין שמים הם חומר צפוף בהרבה מאוויר. כתוצאה מכך, פני המאגר "מעוכבים" מעט לאחר פגיעת הרוח, והגליות הופכות לגלים רק לאחר זמן מה.

יש להבחין בין גלי הרוח לבין צונאמי וגאות. הראשונים נוצרים כתוצאה מפעילות סיסמית מוגברת של קרום כדור הארץ, והאחרונים כתוצאה מהשפעת הלוויין של הפלנטה שלנו, הירח.

מבנה גלי ים

גל רוח מורכב מכמה אלמנטים (ראה תרשים למטה):

• הפסגה היא הנקודה הגבוהה ביותר של הגל.
• התחתית היא הנקודה הנמוכה ביותר של הגל.
• מדרונות - לרוחב ולרוחב.

השיפוע לרוחב (הקדמי) של גל תמיד תלול יותר מהמדרון לרוח. כאן, אגב, יש אנלוגיה ישירה לדיונות חול, שנוצרות גם בהשפעת הרוח. בהתקרבות לחוף, סוליית הגל מואטת בקרקעית המאגר, וציגו מתהפך ונפרץ לרססים רבים. תהליך זה מלווה בהרס אקטיבי של סלעים. אם הגל פוגע בסלע חוף, המים נזרקים למעלה בצורה של עמוד קצף רב עוצמה, שגובהו יכול להגיע לכמה עשרות מטרים.

מאפיינים של גלי רוח

באוקיאנוגרפיה, ישנם ארבעה מאפיינים עיקריים של גל הים. זה:

• גובה הוא המרחק האנכי בין הסוליה לרכס.
• Length - המרחק בין שני פסגות של גלים סמוכים.
• Speed - המרחק שעובר פסגת הגל ליחידת זמן (בדרך כלל נמדד במטרים לשנייה).
• תלולות היא היחס בין גובה הגל למחצית מאורכו.

אורך גלי הרוח משתנה מאוד בין 0.5 ל-250 מטר, הגובה יכול להגיע ל-20-25 מטר. הגלים החזקים ביותר נצפים בחצי הכדור הדרומי, באוקיינוס הפתוח. כאן מהירות התנועה שלהם מגיעה לעתים קרובות ל-15-20 מ' לשנייה. הגלים הקטנים ביותר אופייניים לים פנימיים הנכנסים לעומק היבשת (לדוגמה, לים השחור או אזוב).

גלי ים: קנה מידה

מצב הים הוא מונח המשמש במדע האוקיאנוגרפי לקביעת מצב פני השטח הפתוחים של גופי מים גדולים (אגמים, ימים, אוקיינוסים). הוא מאופיין, קודם כל, בגובה הגלים ובעוצמתם. כדי להעריך את מידת חספוס הים, נעשה שימוש בסולם של 9 נקודות שפותח על ידי הארגון המטאורולוגי העולמי.

ציון	שם	גובה גל (מ')	סימנים חיצוניים
0	ים רגוע לחלוטין	0	פני הים חלקים
1	ים רגוע	0-0, 1	אדוות וגלים קלים
2	התרגשות נמוכה	0, 1-0, 5	פסגות הגלים מתחילות להתהפך, אבל עדיין אין קצף
3	התרגשות קלה	0, 5-1, 25	לפעמים מופיעים "כבשים" על פסגות הגלים
4	התרגשות מתונה	1, 25-2, 5	"טלאים" קיימים בכמויות גדולות
5	ים סוער	2, 5-4	רכסים גדולים מופיעים
6	מהומה גדולה	4-6	הרכסים יוצרים גלי סערה גדולים
7	התרגשות כבדה	6-9	קצף נמתח לרצועות ומכסה חלקית את מורדות הגלים
8	התרגשות חזקה מאוד	9-14	קצף מכסה לחלוטין את מדרונות הגלים
9	התרגשות יוצאת דופן	מעל 14	כל פני השטח של הגלים מכוסים בשכבה עבה של קצף. האוויר רווי באבק מים. הראות יורדת בחדות.

גלי ים כמקור אנרגיה

השתמשהאנרגיה הטבעית של גלי האוקיינוס היא אחד התחומים המבטיחים של תעשיית הכוח החשמלי האלטרנטיבי. מדענים חישבו שהכוח הכולל של כל גלי הרוח על פני כדור הארץ הוא 10²⁰ J/שעה. זהו נתון אדיר, אבל הצרה היא שהשגת ושימוש באנרגיה זו הם קשים מאוד.

היום, מדינות כמו בריטניה הגדולה, אירלנד, נורבגיה והודו עוסקות ברצינות בפיתוח אנרגיית גלים. פעולת תחנת הכוח הגל מבוססת על הפיכת האנרגיה המכנית של גל הים לאנרגיה חשמלית באמצעות מנגנוני עבודה המורכבים מצופים מיוחדים, להבים ומטוטלות.

תחנת הכוח הראשונה כזו הושקה בנורבגיה ב-1985. ההספק שלו הוא 850 קילוואט. כיום, מספר מדינות משתמשות באנרגיית גלים כדי להפעיל מצופים אוטונומיים, ספינות תאורה, חוות לחקלאות ימית ואפילו פלטפורמות קידוח קטנות.