คลื่นลม: แนวคิด โครงสร้าง และลักษณะเฉพาะ คลื่นลมเกิดขึ้นได้อย่างไร?

2024 ผู้เขียน: Henry Conors | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-12 13:42

คลื่นเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่กำหนดความสะดวกสบายในการอยู่กลางทะเลเป็นส่วนใหญ่ คลื่นลูกเล็กอาจมองไม่เห็นด้วยซ้ำ แต่เรือขนาดใหญ่สามารถสร้างความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญให้กับเรือเดินทะเลและทำร้ายผู้โดยสารได้ บทความนี้จะเน้นเรื่องคลื่นลม มันคืออะไร ก่อตัวอย่างไร และมีลักษณะอย่างไร? มาตอบคำถามเหล่านี้ด้วยกันเถอะ!

คลื่นลม - อะไรนะ

ไม่มีแหล่งน้ำนิ่งสงบนิ่งได้ ท้ายที่สุด แม้แต่ลมซึ่งมีกำลังน้อยก็ย่อมสะท้อนบนพื้นผิวของมันอย่างแน่นอน คลื่นลมเกิดขึ้นจากผลกระทบโดยตรงของลมต่อผิวน้ำของทะเลหรือทะเลสาบ เพื่อให้เข้าใจกลไกการก่อตัวมากขึ้น คุณสามารถชมทุ่งข้าวสาลีในสภาพอากาศที่มีลมแรง

คลื่นลมก่อตัวอย่างไร? เมื่อมีลมพัดเบาๆ ระลอกคลื่นเล็กๆ จะปรากฏขึ้นบนผิวน้ำที่สงบนิ่ง เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น คลื่นจังหวะเล็กๆ จะปรากฏขึ้น ความยาวและความสูงของพวกมันค่อยๆเพิ่มขึ้น เพิ่มเติมเมื่อลมแรงขึ้น “ลูกแกะ” ที่เป็นโฟมสีขาวก็เริ่มก่อตัวขึ้นบนยอดของมัน ความเร็วของคลื่นลมอาจแตกต่างกันอย่างมาก (ตั้งแต่ 10 ถึง 90 กม./ชม.) หลังจากที่ลมหยุดที่ทะเล คุณจะเห็นคลื่นที่ยาวและแผ่วเบาเรียกว่าคลื่น

โปรดทราบว่าน้ำเป็นสารที่มีความหนาแน่นมากกว่าอากาศมาก เป็นผลให้พื้นผิวของอ่างเก็บน้ำ "ล่าช้า" เล็กน้อยหลังจากผลกระทบของลมและระลอกคลื่นกลายเป็นคลื่นหลังจากนั้นครู่หนึ่ง

คลื่นลมควรแยกจากสึนามิและกระแสน้ำ อดีตเกิดขึ้นจากกิจกรรมแผ่นดินไหวที่เพิ่มขึ้นของเปลือกโลก และอันหลังเป็นผลมาจากผลกระทบของดวงจันทร์บริวารของดาวเคราะห์ของเรา

โครงสร้างคลื่นทะเล

คลื่นลมประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง (ดูแผนภาพด้านล่าง):

• ยอดเป็นจุดสูงสุดของคลื่น
• จุดต่ำสุดของคลื่น
• ลาด - ลมและลม

ความลาดชันของลม (ด้านหน้า) ของคลื่นมักจะชันกว่าแนวลมเสมอ มีการเปรียบเทียบโดยตรงกับเนินทรายซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของลม เมื่อใกล้ถึงฝั่ง คลื่นเพียงพื้นเดียวค่อยๆ เคลื่อนตัวช้าลงที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำ และยอดของคลื่นพลิกคว่ำ แตกออกเป็นละอองจำนวนมาก กระบวนการนี้มาพร้อมกับการทำลายหินอย่างแข็งขัน หากคลื่นกระทบโขดหินชายฝั่ง น้ำก็จะพุ่งขึ้นไปในรูปของเสาโฟมอันทรงพลัง ซึ่งสูงได้ถึงหลายสิบเมตร

ลักษณะของคลื่นลม

ในสมุทรศาสตร์ มีลักษณะสำคัญสี่ประการของคลื่นทะเล นี่คือ:

• ความสูงคือระยะแนวตั้งระหว่างพื้นรองเท้ากับสันเขา
• Length - ระยะห่างระหว่างยอดคลื่นที่อยู่ติดกันสองยอด
• ความเร็ว - ระยะทางที่ยอดคลื่นเคลื่อนที่ต่อหน่วยเวลา (ปกติวัดเป็นเมตรต่อวินาที)
• ความชันคืออัตราส่วนของความสูงของคลื่นต่อครึ่งหนึ่งของความยาว

คลื่นลมมีความยาวตั้งแต่ 0.5 ถึง 250 เมตร สูงได้ถึง 20-25 เมตร คลื่นที่ทรงพลังที่สุดพบได้ในซีกโลกใต้ในมหาสมุทรเปิด ที่นี่ความเร็วในการเคลื่อนที่มักจะสูงถึง 15-20 m/s คลื่นที่เล็กที่สุดเป็นเรื่องปกติสำหรับทะเลภายในที่ลึกเข้าไปในทวีป (เช่น สำหรับทะเลดำหรือทะเลอาซอฟ)

คลื่นทะเล: มาตราส่วน

สถานะของทะเลเป็นคำที่ใช้ในวิทยาศาสตร์สมุทรศาสตร์เพื่อกำหนดสถานะของพื้นผิวเปิดของน้ำขนาดใหญ่ (ทะเลสาบ ทะเล มหาสมุทร) ประการแรกมีลักษณะเด่นคือความสูงของคลื่นและความแข็งแรง ในการประเมินระดับความหยาบของทะเล ใช้มาตราส่วน 9 จุดที่พัฒนาโดยองค์การอุตุนิยมวิทยาโลก

คะแนน	ชื่อ	ความสูงของคลื่น (ม.)	ป้ายภายนอก
0	ทะเลสงบอย่างสมบูรณ์แบบ	0	ผิวน้ำทะเลเรียบ
1	ทะเลสงบ	0-0, 1	ระลอกคลื่นเล็กน้อย
2	ตื่นเต้นต่ำ	0, 1-0, 5	ยอดคลื่นเริ่มคว่ำ แต่ยังไม่มีฟอง
3	ตื่นเต้นเล็กน้อย	0, 5-1, 25	บางครั้ง "ลูกแกะ" ก็ปรากฏบนยอดคลื่น
4	ตื่นเต้นปานกลาง	1, 25-2, 5	"ลูกแกะ" มีอยู่ในปริมาณมาก
5	ทะเลหยาบ	2, 5-4	สันเขาขนาดใหญ่
6	ความปั่นป่วนใหญ่	4-6	สันเขาพายุลูกใหญ่ซัดกระหน่ำ
7	ตื่นเต้นหนักมาก	6-9	โฟมยืดออกเป็นเส้นๆ และบังคลื่นบางส่วน
8	ตื่นเต้นมาก	9-14	โฟมปกคลุมความลาดชันของคลื่น
9	ตื่นเต้นสุดๆ	อายุเกิน 14	คลื่นทั้งหมดปกคลุมไปด้วยโฟมหนาๆ อากาศเต็มไปด้วยฝุ่นน้ำ การมองเห็นลดลงอย่างรวดเร็ว

คลื่นทะเลเป็นแหล่งพลังงาน

ใช้พลังงานธรรมชาติของคลื่นทะเลเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่มีแนวโน้มของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าทางเลือก นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณว่ากำลังทั้งหมดของคลื่นลมทั้งหมดบนโลกคือ 10²⁰ J/ชั่วโมง นี่เป็นตัวเลขขนาดมหึมา แต่ปัญหาคือการได้รับและใช้พลังงานนี้ยากมาก

วันนี้ ประเทศต่างๆ เช่น บริเตนใหญ่ ไอร์แลนด์ นอร์เวย์ และอินเดีย มีส่วนร่วมอย่างจริงจังในการพัฒนาพลังงานคลื่น การทำงานของโรงไฟฟ้าคลื่นจะขึ้นอยู่กับการแปลงพลังงานกลของคลื่นทะเลเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยใช้กลไกการทำงานที่ประกอบด้วยทุ่น ใบมีด และลูกตุ้มพิเศษ

โรงไฟฟ้าดังกล่าวแห่งแรกเปิดตัวในนอร์เวย์ในปี 1985 กำลังของมันคือ 850 กิโลวัตต์ ทุกวันนี้ หลายประเทศใช้พลังงานคลื่นเพื่อขับเคลื่อนทุ่นอัตโนมัติ เรือไฟ ฟาร์มเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ และแม้แต่แท่นขุดเจาะขนาดเล็ก