La rugosité de la mer est l'oscillation de la surface de l'eau de haut en bas par rapport au niveau moyen. Cependant, ils ne se déplacent pas horizontalement lors des vagues. Vous pouvez le vérifier en observant le comportement d’un flotteur se balançant sur les vagues.

Les vagues sont caractérisées par les éléments suivants : la partie la plus basse de la vague est appelée la base et la partie la plus haute est appelée la crête. L'inclinaison d'une pente est l'angle entre sa pente et le plan horizontal. La distance verticale entre la base et la crête correspond à la hauteur de la vague. Il peut atteindre 14 à 25 mètres. La distance entre deux creux ou deux crêtes est appelée longueur d'onde. La longueur la plus longue est d'environ 250 m ; les vagues jusqu'à 500 m sont extrêmement rares. La vitesse de déplacement des vagues est caractérisée par leur vitesse, c'est-à-dire la distance parcourue par le peigne généralement en une seconde.

La raison principale la formation des vagues est . À basse vitesse, des ondulations apparaissent - un système de petites vagues uniformes. Ils apparaissent à chaque coup de vent et disparaissent instantanément. Avec des vents très forts se transformant en tempête, les vagues peuvent se déformer, la pente sous le vent étant plus raide que celle au vent, et avec des vents très forts, les crêtes des vagues se brisent et forment de l'écume blanche - des « agneaux ». Une fois la tempête terminée, les hautes vagues continuent de traverser la mer pendant un long moment, mais sans crêtes abruptes. Les vagues longues et douces après l’arrêt du vent sont appelées houle. Grosse houle avec une faible inclinaison et une longueur d'onde allant jusqu'à 300-400 mètres à absence totale les vents sont appelés houle de vent.

La transformation des vagues se produit également à mesure qu'elles s'approchent du rivage. À l’approche d’une berge en pente partie inférieure la vague venant en sens inverse est ralentie par le sol ; la longueur diminue et la hauteur augmente. Le haut de la vague se déplace plus vite que le bas. La vague se renverse et sa crête, en tombant, s'effondre en petites éclaboussures mousseuses saturées d'air. Les vagues, se brisant près du rivage, forment un ressac. Elle est toujours parallèle au rivage. L’eau projetée sur le rivage retombe lentement sur la plage.

Lorsqu’une vague s’approche d’un rivage escarpé, elle heurte les rochers de toute sa force. Dans ce cas, la vague se présente sous la forme d'un beau puits mousseux, atteignant une hauteur de 30 à 60 mètres. Selon la forme des roches et la direction des vagues, le puits est divisé en plusieurs parties. La force d'impact des vagues atteint 30 tonnes par 1 m2. Mais il faut noter que rôle principal Ce ne sont pas les impacts mécaniques des masses d'eau sur les roches qui jouent, mais les bulles d'air et les changements hydrauliques qui en résultent, qui détruisent essentiellement les roches qui composent les roches (voir Abrasion).

Les vagues détruisent activement les terres côtières, se retournent et abrasent les débris, puis les répartissent le long de la pente sous-marine. Près des côtes intérieures, la force d’impact des vagues est très élevée. Parfois, à une certaine distance du rivage, il y a un banc en forme de broche sous-marine. Dans ce cas, le déferlement des vagues se produit sur les bas-fonds et un brise-lames se forme.

La forme de la vague change tout le temps, donnant l'impression de courir. Cela est dû au fait que chaque particule d'eau, avec un mouvement uniforme, décrit des cercles autour du niveau d'équilibre. Toutes ces particules se déplacent dans une seule direction. A chaque instant les particules se trouvent en différents points du cercle ; c'est le système de vagues.

Les plus grandes vagues de vent ont été observées dans l’hémisphère sud, là où l’océan est le plus étendu et où les vents d’ouest sont les plus constants et les plus forts. Ici, les vagues atteignent 25 mètres de hauteur et 400 mètres de longueur. Leur vitesse de déplacement est d'environ 20 m/s. Dans les mers, les vagues sont plus petites – même dans les plus grosses, elles n’atteignent que 5 m.

Une échelle de 9 points est utilisée pour évaluer le degré de rugosité de la mer. Il peut être utilisé pour étudier n’importe quel plan d’eau.

Échelle en 9 points pour évaluer le degré de l'état de la mer

Pour protéger les installations portuaires, les jetées et les zones côtières des vagues, les brise-lames sont construits à partir de pierres et de blocs de béton pour absorber l'énergie des vagues.

Les oscillations qui se propagent dans l’espace au fil du temps sont appelées ondes. Le processus ondulatoire ne s’accompagne pas d’un transfert de masse, mais uniquement d’un transfert d’énergie. Autrement dit, les particules d’eau oscillant verticalement ne se déplacent pas horizontalement, seule leur énergie change.

Les ondes peuvent être différentes - à la surface d'un liquide, sonores, électromagnétiques. Mais maintenant nous allons nous concentrer sur les vagues qui surgissent dans la mer. Comme le montre clairement la définition, les ondes surviennent lorsque certaines vibrations générées commencent à se propager dans l'espace. Et pour que ces mêmes vibrations se produisent, l’action d’une force extérieure est nécessaire. En fonction de la force externe qui provoque l'apparition d'oscillations (et donc d'ondes), on distingue les ondes de friction, les ondes de pression, les ondes sismiques, stationnaires et de marée.

Les ondes de friction comprennent les ondes de vent et les ondes internes. Les vagues de vent se forment à l’interface air-eau. Lorsque le vent souffle, des couches d’air impactent périodiquement la surface de l’eau et la font osciller. Les vibrations se propagent dans l’espace et les vagues traversent la mer. Habituellement, leur hauteur ne dépasse pas quatre mètres, mais en cas de vents orageux, elle augmente jusqu'à quinze mètres et plus. Les vagues peuvent atteindre leurs plus hautes hauteurs dans la zone des vents d'ouest. Hémisphère Sud- jusqu'à 25 mètres.

L’apparition des vagues à la surface de la mer est précédée d’ondulations. Cela se produit lorsque la vitesse du vent est inférieure à un mètre par seconde. À mesure que la vitesse augmente, la taille des vagues augmente. Les vagues de vent hautes et abruptes portent le nom figuré de béguin. Lorsque le vent se calme, les vagues continuent pendant un certain temps à cause de l'inertie, dans ce cas on dit qu'il y a une houle dans la mer. Une vague voyageant dans des eaux peu profondes jusqu’au rivage s’appelle un surf. Des masses d’eau importantes sont impliquées dans ce processus, même lorsque la hauteur des vagues n’est pas très élevée. Lorsqu'elles atteignent les eaux côtières peu profondes, les particules d'eau, en raison de leur valeur énergétique élevée, commencent à se déplacer horizontalement, d'avant en arrière, emportant avec elles des pierres et du sable. Quiconque a nagé dans la mer sait comment ces cailloux heurtent vos pieds. Les vagues sont suffisamment fortes pour entraîner d'énormes rochers.

Ondes internes

Les ondes internes (sous-marines) naissent sous la surface de la mer, à la limite de deux couches d'eau aux propriétés différentes. Le capitaine Nemo n’était pas tout à fait exact et idéalisait à l’excès l’océan lorsqu’il affirmait que la paix y régnait. La colonne d’eau de l’océan est hétérogène ; elle est constituée de différentes couches. Caractéristiques physiques leur (température, salinité, densité) change de manière inégale d'une couche à l'autre, et des ondes internes se forment à la frontière entre elles. Ils ont été découverts pour la première fois par l'explorateur polaire norvégien, docteur en zoologie et fondateur de l'océanographie physique Fridtjof Wedel-Jarlsberg Nansen (1861 - 1930). En naviguant sur le navire "Fram" sur pôle Nord, Nansen a observé des changements périodiques de température et de salinité dans l'océan Arctique eau de merà la même profondeur.

De telles vagues peuvent se produire près des embouchures des rivières, dans les détroits avec des courants à deux couches et au bord des glaces en train de fondre. La hauteur des vagues internes peut être des dizaines de fois supérieure à la hauteur des vagues à la surface, mais leur vitesse est inférieure à celle des vagues de surface. Ces vagues constituent un danger pour les sous-marins, érodent les structures portuaires (brise-lames, débarcadères, jetées) et sont capables de disperser les ondes sonores. De telles ondes sont clairement visibles depuis un satellite (photo). Ils sont généralement petits, mais dans le détroit de Luzon, entre les Philippines et Taiwan, ils atteignent une hauteur de 170 mètres. Ceci s'explique par les caractéristiques des écoulements d'eau et la topographie du fond.

Ondes de pression surgissent en raison d’un changement rapide pression atmosphérique dans les endroits où passent les cyclones. Il s’agit de vagues uniques qui peuvent parcourir des centaines, voire des milliers de kilomètres depuis leur point d’origine et se précipiter soudainement vers le rivage, emportant tout sur leur passage. Ainsi, en septembre 1935, une onde de pression de neuf mètres de haut frappa les côtes de Floride et emporta 400 vies humaines. La formation de telles vagues n’est pas rare sur les côtes de l’Inde, de la Chine et du Japon.

Ondes sismiques surgissent à la suite de processus actifs dans les entrailles de la Terre - tremblements de terre, éruptions de volcans sous-marins, formation de fissures et de failles dans la croûte terrestre au fond de l'océan. En conséquence, des ondes spécifiques se forment, faibles en océan ouvert et grandir jusqu'à tailles colossalesà l'approche du rivage - tsunami. Habituellement, le signe avant-coureur de l'apparition d'une vague aussi anormale est un brusque retrait de la mer à plusieurs kilomètres de la côte. C'est un signal de danger : la mer reviendra sous la forme d'un monstre écumant exaspérant, apportant la mort et la destruction. Cependant, il existe un article séparé sur le tsunami sur notre site Web et nous serions heureux que vous y référiez.

Raz-de-marée

À la suite de l'action des forces gravitationnelles sur la coquille d'eau de la Terre provenant du Soleil et de la Lune, des raz de marée se forment. Ces vagues sont le plus souvent petites, en pleine mer leur hauteur peut atteindre deux mètres. Elle augmente près des côtes. La marée atteint sa hauteur maximale sur la côte atlantique Amérique du Nord- jusqu'à 18 mètres. Dans notre mer d'Okhotsk - près de 13 mètres. L’impact le plus fort est observé lors de la nouvelle et de la pleine lune, lorsque les attractions gravitationnelles du Soleil et de la Lune s’additionnent. A cette époque, les marées sont à leur plus haut et les marées sont à leur plus bas.

Dans les mers intérieures, le raz-de-marée est totalement insignifiant ; dans la mer Baltique, près de Saint-Pétersbourg, sa hauteur est de cinq centimètres. Mais dans certaines rivières, son mouvement présente un tableau magnifique. Par exemple, en Amazonie (photo), lorsqu'un raz-de-marée se déplace à contre-courant et que sa hauteur atteint cinq mètres. Ce phénomène est ressenti à une distance de 1 400 kilomètres de l'embouchure.

Les vagues stationnaires (seiches) apparaissent à la suite de l'interférence (addition) de vagues apparaissant sous l'influence de forces extérieures (vent, pression) et de vagues réfléchies par des rebords côtiers ou des obstacles sous-marins de longueur suffisante.

Seiches

Ces vagues grandissent en hauteur, alternant crêtes et creux, et restent en place, montant et descendant. Ils peuvent être facilement simulés dans une baignoire si vous effectuez des mouvements oscillatoires verticaux à la surface de l'eau, par exemple en abaissant périodiquement le couvercle du trou d'évacuation de la baignoire dans l'eau. Après un certain temps, des puits pointus correctement répartis dans le temps et dans l'espace s'établiront, se tenant au même endroit. C’est l’objet de notre recherche.

Les seiches se produisent dans des endroits inattendus, là où il ne semble pas y avoir d'ondes réfléchies, puisque les obstacles ne sont pas visibles, ils sont situés sous la surface de l'eau. Ils peuvent provoquer la mort de navires. Une telle version existe notamment pour la région mystérieuse et terrible Triangle des Bermudes, comme l'une des explications possibles de la disparition des navires. Cet endroit est généralement considéré comme difficile à la navigation en raison de divers facteurs - la présence de corniches peu profondes, la confluence de plusieurs courants marins Avec différentes températures eau, topographie de fond complexe. Ici, le plateau continental s'approfondit d'abord progressivement, puis atteint soudainement une profondeur décente. La topographie sous-marine de la région influence la formation d'une onde stationnaire. Elle se produit par temps clair et sans vent et est donc doublement insidieuse. Un navire moderne de plusieurs tonnes soulevé par une telle vague se briserait en morceaux sous l'influence de propre force gravité et disparaîtra de la surface en quelques minutes.

Les vagues de la mer sont l'une des plus fascinantes phénomènes naturels. Leur variété infinie et leur mouvement éternel calment et dynamisent. Ce n'est pas pour rien que les peuples des civilisations anciennes étaient conscients des propriétés curatives de la thalassothérapie (guérison marine). La composition en sel du sang humain est proche de la composition de l'eau de mer, cet élément nous est lié, et dans le bruissement des vagues sur le rivage, on peut sentir les battements d'un cœur grand et bienveillant.

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Rappelons-nous : Pourquoi y a-t-il des vagues en mer ? Qu'avez-vous lu sur l'action des vagues sur les bords de mer ?

Mots clés : vagues de la mer, tsunami.

1. Vagues de la mer. Les eaux de l'océan mondial sont en mouvement et en mélange continus.

* Le mouvement des eaux de l'océan mondial peut être oscillatoire (vagues) et translationnel (courants). Même un vent faible provoque des vagues à la surface de l’eau. Lors des mouvements oscillatoires, les particules d'eau ne se déplacent pas horizontalement. C'est facile à voir si vous regardez le flotteur sur les vagues. Le flotteur ne fait que monter et descendre, mais ne se déplace pas horizontalement.

L’une des principales causes du mouvement de l’eau est le vent. Dès que le vent se lève, même faible, les vagues commencent à déferler sur la mer. Le vent se lève et immédiatement des coquilles Saint-Jacques mousseuses et blanches apparaissent sur les vagues. On les appelle « agneaux ». Cela signifie que les vagues font déjà plus de 3 points. Les vagues roulent et il semble que l'eau de mer se dirige vers le rivage. Non, l’eau ne bouge pas, ce sont juste des vagues qui courent à la surface de la mer. L'eau des vagues monte et descend sans se mélanger dans le sens horizontal (Fig. 96).

Riz. 96. Les vagues et leurs éléments.

* Le vent agit à la surface de l'eau et perturbe ses particules depuis un état d'équilibre. Les vagues s'établissent lorsque la vitesse du vent est supérieure à 1 m/s et ne couvrent que la couche supérieure d'eau.

La rugosité de la mer est évaluée sur une échelle de 9 points. Les points sont déterminés à l'œil nu, en fonction de l'état de la surface de l'eau. L'excitation de 1 à 3 est faible, de 4 à 5 est modérée, de 6 à 7 est forte, de 8 à 9 est exceptionnelle (voir tableau 3 en annexe 1).

Les vagues détruisent activement les terres côtières, retournent et effacent les débris et les répartissent le long de la pente sous-marine. À l'approche du rivage, la vitesse de la partie inférieure de la vague diminue, la hauteur et la raideur des vagues augmentent et leurs crêtes se renversent. Les vagues se produisent près du rivage et les brisants apparaissent sur les hauts fonds, sous l'eau et au-dessus de l'eau (Fig. 97).

Riz. 97. Surfez.

Les vagues peuvent atteindre des hauteurs allant jusqu'à 20 m ou plus. C'est comparable à la hauteur d'un immeuble de cinq étages. Ils ont un énorme pouvoir destructeur. Des fragments de roches pesant jusqu'à 15 tonnes se sont échoués sur le rivage. Il existe des cas connus de renversement de blocs de pierre pesant 250 tonnes. Pour protéger les navires amarrés dans les ports maritimes de la force destructrice des vagues, les ports sont clôturés par des brise-lames constitués de dalles en béton armé particulièrement résistantes.

* Les vagues atteignent leur plus grande hauteur dans les latitudes tempérées, en particulier dans l'hémisphère sud, où l'océan occupe le plus grand espace et où les vents sont forts et constants. Des vagues atteignant 20 à 30 m de haut sont observées ici. Les hauteurs moyennes des vagues avec des vents modérés sont de 1 à 3, avec des vents importants - 6 à 10 m. Les plus petites vagues sont observées aux latitudes équatoriales, dans la zone de vents calmes et faibles. . Sous les latitudes tropicales, des vents constants prédominent, de sorte que la surface de l'eau est presque toujours dans un état turbulent, mais des vagues modérées prédominent. Dans les mers, les vagues sont plus petites qu'en haute mer ; leur hauteur ne dépasse pas 3 m.

2. Tsunami. La cause des vagues dans l'océan, outre le vent, est le mouvement de la croûte terrestre. Les vagues provoquées par de forts tremblements de terre sous-marins, plus rarement des éruptions de volcans sous-marins, sont appelées ts u n a m i(Fig. 98). Ils se propagent à grande vitesse (400 à 800 km/h). C'est la vitesse d'un avion à réaction.

Tsunami est un mot japonais (« tsu » – baie, « nami » – vague). Un tsunami est donc une vague qui inonde une baie. Ces vagues ont reçu ce nom parce qu'en haute mer, leur hauteur est insignifiante (2 à 5 m), où elles sont peu visibles et non dangereuses. Le long du littoral, la hauteur des vagues augmente fortement (jusqu'à 15 voire 40 m). En tombant sur le rivage, les vagues détruisent les bâtiments, brisent les navires et, en se retirant, emportent dans l'océan tout ce qu'elles rencontrent sur leur passage. Désormais, dans toutes les zones dangereuses, il existe un service spécial qui alerte rapidement la population d'un danger imminent.

1. Sous l'influence de quelles forces les vagues marines se forment-elles ? 2. Qu’est-ce qui cause un tsunami ? 3. Quels effets les tsunamis ont-ils sur la côte ?

De quoi dépend la hauteur des vagues ?? La hauteur de la vague dépend de la force, de la durée et de la longueur de la montée du vent. Plus la propagation du vent est grande, plus il est élevé. En règle générale, les vagues ne dépassent pas quatre mètres. Dans les zones où les ouragans se produisent souvent, ils peuvent atteindre 25 mètres de hauteur : de telles vagues peuvent être observées entre la Nouvelle-Zélande, le Cap Horn ( point extrême Amérique du Sud) et l'Antarctique (le continent polaire sud).

Qu'arrive-t-il aux objets sur les vagues? Un objet flottant (par exemple une balle) « danse » sur les vagues, c'est-à-dire qu'il monte et descend tout en restant en place. Cela se produit parce que la vague se déplace en cercle - vers le haut, vers l'avant, vers le bas et vers l'arrière. L'objet effectue les mêmes mouvements : il reste en place, puisque seules les vagues se déplacent à la surface de l'eau, tandis que l'eau elle-même est immobile.

Que se passe-t-il lorsque les vagues se « rencontrent »? Le mouvement des vagues crée des rangées de crêtes et de creux. Des vagues de différentes crêtes se croisent. Si la crête de l’une rejoint celle de la seconde, elles se chevauchent et la hauteur de la vague double presque. Si la crête atteint le bas de la vague, elle diminue en conséquence.

Qu'est-ce que la houle? Après la tempête, le vent s'apaise, mais la mer déchaînée ne redevient pas immédiatement lisse. Des vagues courtes et raides roulent sur des vagues longues et lisses avec des crêtes rondes. De telles vagues de vent sont appelées houles. Il peut rester en mer après une tempête pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines, et se propager dans des zones maritimes éloignées de son lieu d'origine.

À quelle vitesse la houle se propage-t-elle ?? La longueur d'onde de la houle est de 250 à 900 mètres. En pleine mer, il se propage à une vitesse de 70 kilomètres par heure ou plus et peut parcourir d'énormes distances sans faiblir. Les passagers du navire sont surpris par la vue d'une houle soudaine dans des zones maritimes sans vent.

Qu'est-ce que le surf? Lorsque les vagues atteignent des zones peu profondes, elles ralentissent sur le fond marin, devenant plus courtes, mais en même temps plus raides et plus hautes. Ils finissent par s'écraser sur la plage. Cet échouage de vagues marines s'appelle un surf. Les vagues déferlantes sont particulièrement puissantes là où les vagues de vent de tempête se précipitent vers le rivage.

Quels types de surf existe-t-il ?? Il existe deux types de surf : dans un cas, les vagues déferlent sur la plage, et dans l'autre, sur les rochers. Le surf sur les plages se produit sur les côtes peu profondes, tandis que le surf sur les rochers se produit lorsque les vagues s'écrasent sur les rivages rocheux. Les eaux des vagues de la plage lavent les rivages et les vagues rocheuses brisent des morceaux de pierres des rochers, ce qui entraîne la formation de grottes. On les appelle des grottes.

Pourquoi l’érosion côtière se produit-elle ?? L'érosion côtière est la destruction des sols qui entraîne une modification du littoral au fil du temps. De tels changements sont principalement causés par les vagues. Étant donné que les rives abruptes sont constituées de dépôts sédimentaires mous (sédiments), les vagues de la mer les détruisent particulièrement fortement. Les scientifiques appellent l’érosion côtière l’abrasion.

Qu'est-ce qu'une mer agitée? Le mouvement des vagues provoqué par le vent est appelé mer agitée. Il s'agit de sur les vagues de vent, la houle et le surf. Les vagues de vent ne proviennent pas d'autres parties de la mer, mais résultent de l'impact direct du vent sur la surface de l'eau. La rugosité de la mer dépend avant tout de la force du vent.

Qu'est-ce que l'énergie éolienne? Les vents ont une forte influence sur la mer, ses vagues et ses courants. Grande valeur Parallèlement, la force du vent est le nom donné à sa vitesse, qui est déterminée à l'aide de l'échelle de Beaufort. Cette échelle à douze points a été créée en 1806 par l'amiral britannique Francis Beaufort (1774-1854). Selon lui, 0 signifie calme, 12 signifie ouragan.

Qu'est-ce que l'écume de mer? L'écume de mer se produit lorsqu'une vague se brise. éclabousse ça vent fort souffle depuis la crête de la vague, également appelée écume de mer. La mousse se produit également lorsque les vagues tombent et que l'eau se dissipe.

Le photographe australien Matt Burgess photographie l'océan depuis six ans. Il prend des photos sous des angles inhabituels et regarde même « sous la vague » - la plupart des gens n'ont pas vu l'océan de ce côté.

1. Les eaux de l'océan mondial sont en mouvement constant. Les vagues entrent et sortent du rivage. Et l'eau dans les vagues ne se déplace pas uniquement dans le sens horizontal - cela peut être facilement vérifié en observant un flotteur sur l'eau.

2. Près d'une côte plate, la vague « palpe » le fond. En raison du frottement, la partie inférieure de la couche liquide est ralentie et la crête de la vague continue de se déplacer, s'incline vers l'avant et se renverse. C'est ainsi que naissent les vagues. Une vague d'eau mousseuse coule sur le rivage, et vers elle, l'eau de la vague précédente s'écoule du rivage.

3. La principale cause des vagues est le vent. Il semble presser la surface de l’eau et la déséquilibrer.

4. Même un vent faible peut créer des vagues. Habituellement, la hauteur des vagues ne dépasse pas 4 mètres. Les grosses vagues (plus de 20 mètres) sont générées par les vents de tempête. La plus grande vague de vent, haute de 34 mètres (la hauteur d'un immeuble de 10 étages), a été enregistrée dans la partie centrale. Océan Pacifique en 1933.

5. Lorsque le vent faiblit, les hautes vagues de l'océan se transforment en ondulations – des vagues basses. Plus le vent est fort et long et plus la masse d’eau est grande, plus les vagues sont hautes. Avec la profondeur de l’eau, l’excitation diminue et devient imperceptible.

6. Les vagues effectuent un travail destructeur et créatif. À certains endroits, ils frappent le rivage avec une telle force qu'ils détruisent les rochers.