|
FALOWANIE |
||
|
Falowanie stanowi swoisty rodzaj ruchu cząsteczek, który jest ścisłe związany z siłą ciężkości oraz lepkością. Powstaje w wyniku zaburzenia równowagi powierzchniowej warstwy wody. będącej następstwem oddziaływania określonej siły. Początkowo sądzono, iż falowanie jest postępowym ruchem wody. Dopiero Leonardo da Vinci udowodnił, że w trakcie falowania nie występuje ruch postępowy, lecz przenosi się jedynie forma fali. Dostrzegany ruch postępowy jest tylko pozornym przemieszczeniem. Bracia Weber po przeprowadzeniu analizy ruchu drobin bursztynu (o ciężarze właściwym takim, jak woda) doszli do wniosku, że cząsteczki przy powierzchni wykonują ruch po orbitach kształtem przypominającym koło. W XIX w. (a szczególnie w wieku XX) nastąpił bardzo szybki postęp wiedzy o zjawisku falowania, który był istotny dla budownictwa morskiego, nawigacji, ochrony brzegów, przemieszczania rumowiska po dnie czy dla desantów wojskowych. Falowanie odgrywa ważną rolę w procesach biologicznych. Wpływa na mieszanie wód powierzchniowych z głębszymi, a więc na nasycenie tlenem, migrację biogenów oraz pionowe przemieszczanie organizmów. Doświadczalnie falę można wytworzyć dwoma sposobami. Pierwszy polega na rzuceniu na wodę przedmiotu, od którego będzie postępował współśrodkowy układ fal. Druga metoda to dmuchanie na jej powierzchnię, czego efektem będzie wytworzenie charakterystycznych zmarszczek. Analogiczne procesy mają miejsce w oceanach. Odpowiednikiem pierwszego jest chwilowe dostarczenie energii podczas wybuchu wulkanu, trzęsienia ziemi czy zsuwu mas skalnych na przykład na zboczu lądu lub pod wodą na stoku kontynentalnym. Przenoszenie mas powietrza na styku z wodą, w wyniku czego powstają siły tarcia, to odpowiednik drugiego sposobu sztucznego wytwarzania fal. W wypadku prądów przepływowi energii na danej odległości towarzyszy przepływ masy. W ruchu falowym natomiast transport energii zachodzi bez równoczesnego przemieszczania masy. Chociaż nie zaznacza się istotny, horyzontalny przepływ wody, fale przesyłają energię do obszarów często bardzo odległych. Odpowiednikiem zjawiska falowego możliwego do zaobserwowania na lądzie jest na przykład kołysanie tanów zbóż czy pionowe, oscylacyjne ruchy sznura skakanki. Powstawanie fali z jednej strony zależy od zaburzeń powierzchni swobodnej, z drugiej od sił zachowawczych przeciwstawiających się owemu zakłóceniu. Fale oceaniczne mają odmienny charakter z uwagi na kształt, rozmiar, rodzaj wahań oraz wiele innych cech. W zależności od sił generujących dzieli sieje na: - wiatrowe, tworzące się w wyniku tarcia stycznego i normalnego ciśnienia mas powietrza, które przemieszczają się ponad powierzchnią wody; - pływowe, generowane siłami pływowymi Księżyca i Słońca. Charakteryzują się one tym, iż pionowe przemieszczenia cząsteczek wody, mające eliptyczne orbity wywołują okresowe wahania poziomu wód, a przesunięcia poziome wyznaczają okresowe, postępowe ruchy w formie prądów pływowych; - anemobaryczne, długie fale powstające w wyniku zmian ciśnienia atmosferycznego i warunków anemobarycznych; - sejsmiczne, związane z nagłymi pionowymi i poziomymi przemieszczeniami skorupy ziemskiej; - fale kapilarne, (zmarszczki) tworzą się w cienkiej warstwie przypowierzchniowej pod wpływem pulsacji ciśnienia wiatru; - fale swobodne, tworzące się po ustaniu sił generujących mają one okres i amplitudę wahań zależne od parametrów morfometrycznych akwenu. |
||
 |
 |
 |
|
Początkową fazą tworzenia się fal wiatrowych jest powstanie zmarszczek na powierzchni wody, które są falami kapilarnymi. |
W falowaniu dwuwymiarowym wyraźne widoczne jest następstwo grzbietów i dolin.
|
Falowanie trójwymiarowe cechuje się bezładem ułożenia następujących po sobie fal.
|