Le onde sono un concetto dell '"arsenale" della fisica. Per rendere più facile e comprensibile la spiegazione di cosa si tratta, puoi fare un esempio che sembra essere lontano dall'argomento.

... L'incoronazione di Caterina II ebbe luogo a Mosca. La neo-imperatrice desiderava che il momento solenne fosse annunciato con fuochi d'artificio a San Pietroburgo, ma come trasmettere il segnale? Dopotutto, allora non c'era Internet, né telefono, nemmeno un telegrafo. Eppure, una via d'uscita è stata trovata: da Mosca a San Pietroburgo, hanno posizionato soldati con le bandiere in mano a una distanza in linea di vista l'uno dall'altro. Al momento giusto, il primo soldato ha alzato la sua bandiera, il successivo, vedendo questo, ha fatto lo stesso, e così via. Il segnale è stato ricevuto a San Pietroburgo in meno di un quarto d'ora!

Cosa vediamo in questo caso? Non una sola persona si è mossa, ma un certo stato si è mosso, passando da persona a persona. Se accade qualcosa di simile in un determinato mezzo (solido, liquido o gassoso) o in un campo elettromagnetico - non c'è movimento della materia, ma si muove un certo cambiamento nelle caratteristiche fisiche - questa si chiama onda (sarà ancora più chiaro se si Ricordo ancora l'espressione, lontana dalla fisica: "Un'ondata di scioperi ha travolto il paese" - ancora, un cambio di stato "travolto".

Un caso speciale di un'onda sono quelle perturbazioni oscillatorie che si propagano nella colonna d'acqua o sulla sua superficie.

Ogni onda ha una cima (il punto più alto della sua cresta), una parte inferiore (il punto più basso della cavità), un'altezza (l'eccesso della cima), una lunghezza (la distanza tra le cime delle creste di due onde adiacenti) , un periodo (l'intervallo di tempo durante il quale l'onda percorrerà una distanza pari alla sua lunghezza) e pendenza (rapporto tra altezza e lunghezza d'onda). Viene anche stimata la velocità con cui l'onda viaggia nella direzione in cui si propaga.

Le ragioni della formazione delle onde sulla superficie dei mari e degli oceani sono diverse. Molto spesso si possono osservare le onde del vento. Le loro dimensioni e forma non differiscono nell'ordine, un'onda piccola può benissimo essere seguita da una grande, le creste delle onde non si muovono necessariamente nella direzione del vento. Ciò è dovuto al fatto che il vento che forma le onde ha un carattere vorticoso e turbolento. La dimensione delle onde del vento dipende non solo dalla velocità del vento, ma anche dalla sua durata.

Il vento non è l'unica causa delle onde del mare. Ci sono maremoti. Contrariamente alla credenza popolare, appaiono non perché la Luna "attiri" l'acqua, ma perché la Terra, insieme al suo guscio d'acqua, "si allunga" tra il punto più lontano dalla Luna e ad essa più vicino, ciò è dovuto alla differenza di gravità attrazione tra questi due punti.

Le onde bariche sono causate da improvvisi cambiamenti della pressione atmosferica. Succede dove passa un ciclone, soprattutto tropicale. Se tali onde coincidono con quelle di alta marea, aspettati guai! Ciò accade particolarmente spesso sulle coste della Florida, del Giappone, della Cina, dell'India e delle Antille.

Le onde profonde sono particolarmente pericolose per i marinai. Si verificano dove ci sono due strati d'acqua con proprietà diverse e si mescolano, ad esempio vicino allo scioglimento del ghiaccio o negli stretti.

Le onde dello tsunami sono generate dai terremoti sul fondale marino. L'origine giapponese del nome non è casuale: questo paese è particolarmente spesso colpito da un tale disastro naturale.

Quando cessa l'azione del vento, delle scosse sismiche e di altre forze che causano le onde, nei mari interni e nelle baie sorgono per inerzia onde stazionarie di lungo periodo - sesse - nei mari interni e nelle baie. Quindi, nel Mar d'Azov, il periodo di tali onde può raggiungere le 23 ore.

Infine, ci sono le onde delle navi. Dopotutto, una nave che attraversa il mare provoca anche il disturbo dell'acqua dell'ambiente e quindi la formazione di onde.

La scienza delle onde ebbe origine durante i preparativi per lo sbarco alleato in Normandia nel 1944. Da molti millenni - da quando il nostro ignoto antenato preistorico salì per la prima volta sulla sua fragile barca - le persone soffrono per le onde: vengono sballottate, cullate, muoiono tra le onde. Argonauti, Vichinghi, Colombo, Padri Pellegrini, milioni di viaggiatori guardavano le onde con evidente ostilità. Conoscevano il risultato dell'azione delle onde, ma non conoscevano la loro natura.

Alla Conferenza di Klebec che ha deciso lo sbarco in Normandia, qualcuno ha chiesto: "Come funzionano le onde?" Era importante ottenere una risposta, perché per lo sbarco avrebbero costruito porti artificiali e frangiflutti, oltre a posare un gasdotto attraverso il Canale della Manica. In una tempesta o in una calma, ma un'enorme forza di spedizione doveva essere sbarcata con una precisione di secondi.

Nessuno poteva dare una risposta, né i marinai della marina alleata, né gli scienziati. Sapevano certamente dei fenomeni di marea. Newton ha fornito una spiegazione scientifica dell'azione delle forze della luna e nei libri di riferimento potevano trovare una previsione accurata del livello della marea in qualsiasi punto lungo la costa della Normandia. Ma nessuno ha pensato alla natura delle onde: i marinai hanno sopportato il loro cattivo carattere senza fare domande.

Quindi, gli scienziati hanno dovuto pensare. Ad eccezione del meccanismo di formazione delle onde, tutte le altre condizioni erano note: la natura del Canale della Manica, questo peculiare "imbuto", la configurazione della sua costa, che le onde avidamente distrussero, e persino la geologia della costa. Quindi il professore di inglese dai capelli lunghi (anche indossando un'uniforme militare, conservava la sua pettinatura) ha ricordato come, nuotando su questa costa dopo una notte di tempesta, ha notato la torba nella risacca. Aveva qualcosa a che fare con il problema della formazione delle onde? Certo che lo fece, e il distaccamento di paracadutisti fu subito incaricato di fare un raid per raccogliere campioni geologici nell'area di un possibile sbarco.

Sono state raccolte informazioni più o meno dettagliate sulla natura dei disordini nei luoghi degli sbarchi proposti. Gli eventi successivi hanno mostrato che queste informazioni non erano del tutto affidabili. C'era bisogno di uno studio scientifico delle onde, che in precedenza aveva attirato l'attenzione di poeti e artisti più spesso che di scienziati.

Gli scienziati stanno attualmente cercando di capire perché l'energia eolica crea le onde ordinate di una violenta tempesta e non solo il caos nell'oceano. Ma qui sono necessarie ulteriori ricerche. Sono noti centri temporaleschi, ovvero aree di formazione di "onde principali", ma esistono altri sistemi ondosi dovuti a cause secondarie. Le onde visibili che osserviamo in un dato momento appaiono come risultato della sovrapposizione di più gruppi di onde che si propagano in direzioni diverse a velocità diverse.

Devono essere smistati. Questo viene fatto con un analizzatore di onde che ti dice come l'energia è distribuita tra diverse lunghezze d'onda. L'analizzatore è un dispositivo elettronico che seleziona le onde del mare, proprio come un ricevitore radio seleziona quelle elettromagnetiche. "cattura" le onde che hanno origine in aree diverse, come le onde radio emesse da diversi trasmettitori, e le separa.

È noto che onde di varia lunghezza, lasciando l'area della tempesta, si propagano in modo tale che onde basse molto lunghe, che si innalzano come colline su sponde poco profonde, preannunciano l'avvicinarsi di un moto ondoso più corto e più ripido, che trasporta la maggior parte dell'energia. È stato ora raggiunto un tale livello di precisione che gli scienziati della costa della Cornovaglia e della California possono misurare il moto ondoso molto basso che ha portato l'energia delle onde dai "ruggenti" anni Quaranta dell'emisfero meridionale.

Sono state sviluppate tecniche che possono evidenziare la differenza tra ciò che i marinai chiamano "swell" e "swell". Inutile dire che gli strumenti possono dire la differenza tra le onde create dai venti locali e le onde che si originano forse a migliaia di chilometri di distanza. Pertanto, gli oceanografi, in collaborazione con i meteorologi, possono prevedere le onde sulla base di dati meteorologici.

Attraverso la ricerca sperimentale e teorica, gli scienziati possono produrre tabelle e diagrammi di straordinario valore per ingegneri costieri e portuali e architetti navali. Molti dati sono già stati ottenuti sull'impatto delle onde sulla costa e sulle secche del mare, che è di grande importanza per la protezione delle coste che sono state distrutte dalle onde per secoli.

È il caso della superficie dell'oceano, dove onde gigantesche alte 20 metri scagliano un enorme transatlantico come una minuscola barca. Ma cosa succede nel profondo? Gli oceani coprono circa tre quarti della superficie del globo e forse sappiamo meno della geografia di questa parte sommersa del nostro mondo che della superficie della luna. La profondità media dell'oceano è di circa quattro chilometri, ma ci sono depressioni, o grondaie, fino a più di 10 chilometri, molto più alte dell'Everest. E questo non è un “mondo del silenzio”. Gli idrofoni possono rilevare i rumori, spesso prodotti da creature che non abbiamo mai visto. E questo mondo, ovviamente, non è calmo, è in continuo movimento.

Mari e clima sono inseparabili. Gli oceani agiscono come un gigantesco accumulatore, una "banca di risparmio" di calore. L'acqua "immagazzina" il calore solare e lo rilascia quando fa freddo, quindi c'è una regolazione continua degli oceani. Per conoscere il tempo, è necessario conoscere il mare e, al contrario, per conoscere l'oceano, è necessario scoprire il processo di circolazione dell'atmosfera.

Si stima che i nove decimi delle correnti di superficie (e non solo le onde) siano guidate dal vento - compresa la Corrente del Golfo, il cui movimento è stato studiato da Benjamin Franklin (sì, quello raffigurato su una banconota da cento dollari) circa due secoli fa, la corrente di Humboldt, che trasportava la zattera Kon-Tiki in Polinesia, e la corrente di Kuroshio. E anche le correnti profonde sono in una certa misura influenzate dal vento, poiché l'acqua superficiale da esso spinta verso la riva viene diretta verso il basso, creando pressione sugli strati profondi dell'acqua e costringendoli a muoversi sotto forma di corrente.

Lo studio delle correnti profonde ci porta sempre più nuove informazioni. Va ricordato che l'acqua negli oceani ha una densità disuguale e che l'acqua più leggera può trovarsi sopra l'acqua più pesante a causa dell'elevata salinità o del freddo, come una torta a strati. Questi livelli possono scorrere l'uno sull'altro o spostarsi in direzioni diverse l'uno rispetto all'altro.

Per studiare la natura e il movimento di queste correnti profonde, sono stati creati vari strumenti. Per alcuni aspetti sono simili agli strumenti utilizzati dai meteorologi. Quando i meteorologi vogliono esplorare l'alta atmosfera e studiare le correnti d'aria in alto sopra la terra, lanciano palloncini - "radiosondes" - con apparecchiature di trasmissione che trasmettono informazioni via radio. Gli oceanografi che vogliono studiare le correnti a grande profondità usano qualcosa di simile.

Usano due lunghi tubi di alluminio che contengono batterie e un semplice circuito elettronico. Il circuito ha una sorgente sonora simile a quella utilizzata nel suono dell'eco. Questo strumento può essere immerso fino a una certa profondità predeterminata. Se lo carichi in superficie in modo che galleggi a una profondità di 2500 metri, è necessario solo un grammo di peso aggiuntivo per immergere il dispositivo esattamente a 2530 metri. A una certa profondità, si sposta con la corrente e invia segnali. Questi segnali possono essere ricevuti dalla nave in superficie. Tali metodi sono stati utilizzati dalla spedizione anglo-americana congiunta per studiare la Corrente del Golfo.

La direzione nord della Corrente del Golfo ha dimostrato di essere molto forte in superficie. Tuttavia, nello strato d'acqua tra le profondità di 1350 e 1800 metri, il movimento è molto debole o completamente assente. I galleggianti, sommersi a profondità ancora maggiori - 2460 e 2760 metri - andarono alla deriva verso sud, in direzione opposta alla corrente superficiale. La velocità di questa controcorrente era di circa 0,6 chilometri orari.

Attualmente ci sono più tentativi di penetrare i "segreti del mare": i ricercatori hanno già visitato il "mondo del silenzio", il batiscafo è sceso sul fondo di una delle trincee del Pacifico, le navi in ​​superficie effettuano regolari osservazioni. E gradualmente iniziamo a conoscere fenomeni finora sconosciuti.

Non c'è mare senza onde, la sua superficie oscilla sempre. A volte sono solo leggere increspature sull'acqua, a volte file di creste con allegri agnelli bianchi, a volte onde formidabili che portano nuvole di spruzzi. Anche il mare più calmo "respira". La sua superficie sembra completamente piatta e brilla come uno specchio, ma onde silenziose e appena percettibili lambiscono la riva. Questa è un'onda oceanica, un messaggero di tempeste lontane. Quali sono le cause principali di questo fenomeno naturale?

Per scopi scientifici e, soprattutto, pratici, è necessario sapere tutto sulle onde: la loro altezza e lunghezza, la velocità e la portata del loro movimento, la potenza di un singolo albero e l'energia di un mare agitato. È necessario conoscere la profondità alla quale si sente ancora il movimento ondoso dell'acqua e l'altezza degli spruzzi d'acqua.

Le prime misurazioni delle onde del Mar Mediterraneo furono effettuate nel 1725 dallo scienziato italiano Luigi Marsigli. A cavallo tra il 18° e il 19° secolo, i capitani russi I. Krusenstern, O. Kotzebue e V. Golovin effettuarono regolari osservazioni delle onde marine e le loro misurazioni durante i viaggi a lunga distanza attraverso l'Oceano Mondiale. Questi navigatori e scienziati dovevano accontentarsi delle limitate capacità tecniche di quel tempo e sviluppare e applicare essi stessi la metodologia di ricerca.

Oggi le onde vengono studiate utilizzando strumenti complessi e molto precisi che operano automaticamente e forniscono informazioni sotto forma di colonne di dati digitali già pronti.

È più facile misurare le onde vicino alla riva in un luogo poco profondo. Per fare ciò, basta infilare un piedino nella parte inferiore. Con un cronometro e un taccuino in mano, è facile scoprire l'altezza dell'onda e il tempo che intercorre tra l'avvicinarsi di due onde. Utilizzando diversi di questi righelli, si può anche determinare la lunghezza d'onda e, quindi, calcolarne la velocità. In alto mare le cose si complicano molto. A tale scopo, è necessario predisporre una struttura complessa, costituita da un grande galleggiante, che viene allagato a una certa profondità e rafforzato su un lungo cavo con l'aiuto di un'ancora morta. Il galleggiante allagato serve come luogo per attaccare lo stesso righello di misurazione.

Le indicazioni di tale installazione non sono molto accurate, inoltre presenta un altro notevole inconveniente: l'osservatore deve essere sempre vicino alla pedana, mentre le onde e il vento tendono a portare la sua nave di lato. Ai tempi della flotta velica era praticamente impossibile tenere la nave in un posto, e quindi si misurava l'altezza delle onde in movimento. A tale scopo, l'albero di una delle due navi partecipanti alle misurazioni, che si susseguivano a breve distanza, è stato trasformato in un righello di misurazione. L'osservatore, in piedi a poppa della nave di testa, osservava come la cresta chiudeva da lui l'albero della seconda nave, e stimava così l'altezza dell'onda.

All'inizio del XX secolo, le misurazioni dell'altezza delle onde iniziarono ad essere effettuate utilizzando un barometro (altimetro) molto sensibile. Questo dispositivo registra accuratamente l'ascesa e la caduta della nave sulle onde, ma, sfortunatamente, rileva anche ogni tipo di interferenza, in particolare le cadute di pressione barometrica, che si ripetono rapidamente e ripetutamente con vento forte.

I manometri che si trovano sul fondo reagiscono in modo molto più accurato all'eccitazione. Quando un'onda passa, la pressione sopra il dispositivo cambia e i segnali vengono trasmessi attraverso i cavi per atterrare o vengono registrati direttamente sul fondo da un registratore. È vero, in questo modo è possibile misurare l'altezza delle onde solo in acque poco profonde, dove la profondità è paragonabile all'altezza delle onde. A profondità maggiori, secondo la legge di Pascal, la pressione si stabilizza e con l'aumentare della profondità diventa sempre meno dipendente dall'altezza delle onde.

I dati delle onde molto accurati e vari si ottengono elaborando fotografie stereoscopiche della superficie dell'oceano. Per fare ciò, due telecamere funzionanti in modo sincrono sono posizionate su alberi diversi della stessa nave, alle estremità delle ali di un aereo che vola basso sul mare, o anche su due aerei che volano in parallelo. Mediante l'elaborazione fotogrammetrica delle immagini, viene ripristinato il rilievo del mare al momento della fotografia. Si scopre, per così dire, un'immagine di onde ghiacciate. Su questo paradossale simulacro di un mare ondeggiante ma fermo, vengono effettuate tutte le misure necessarie.

La principale forza che provoca disordini è il vento. Con tempo calmo, soprattutto al mattino, la superficie del mare sembra uno specchio. Ma non appena si alza anche il vento più debole, sorgono turbolenze dovute all'attrito dell'aria sulla superficie dell'acqua. Come risultato della formazione di vortici su una superficie liscia dell'acqua, la pressione diventa irregolare, il che porta alla sua distorsione: compaiono increspature. Dietro le cime delle increspature, il processo di formazione dei vortici si intensifica e alla fine questo porta alla formazione di onde che si propagano nella direzione del vento.

Un debole vento disturba solo lo strato più sottile d'acqua; il processo ondulatorio è determinato dalla tensione superficiale. Quando il vento si intensifica, quando la lunghezza delle onde raggiunge circa 17 millimetri, la resistenza alla tensione superficiale viene superata e le onde diventano gravitazionali. In questo caso, il vento deve combattere contro la forza di gravità. Se il vento si trasforma in tempesta, le onde raggiungono proporzioni gigantesche.

Per molto tempo, dopo che il vento si è calmato, il mare continua a ondeggiare, formando un moto ondoso. Anche le onde del vento si trasformano in onde quando vanno oltre l'area in cui imperversa l'uragano. Le onde lunghe e basse sono invisibili in mare aperto. Avvicinandosi alle secche, diventano più alte e più corte, formando una potente risacca vicino alla riva. Una tempesta infuria sempre qua e là nelle vaste acque dell'oceano. Le onde del mare si disperdono da esso in tutte le direzioni per una grande distanza, e quindi il rollio non si ferma mai vicino alle rive dell'oceano.

Quando l'aria scorre attorno alla superficie di un'onda, sorgono gli infrasuoni, che l'accademico V. Shuleikin ha chiamato "la voce del mare". Gli infrasuoni, originati sopra le onde per effetto della separazione dei vortici dalle creste delle onde, si propagano nell'aria alla velocità del suono, cioè più veloce delle onde. A causa della bassa frequenza, la “voce del mare” è debolmente assorbita dall'atmosfera e può essere captata da appositi strumenti a grande distanza. Questi segnali infrasonici servono come avvertimento di una tempesta in arrivo.

L'altezza delle onde in mare aperto può raggiungere un valore significativo, e dipende, come già accennato, dalla velocità del vento. L'onda più alta che poteva essere misurata nell'Oceano Atlantico era di 18,3 metri.

Nel 1956, nella parte sud-occidentale dell'Oceano Pacifico, la nave sovietica Ob, che effettua regolari viaggi scientifici in Antartide, registrò anche onde alte 18 metri. Nei tifoni dell'Oceano Pacifico sono state notate onde grandiose di trenta metri di altezza.

Per una persona in piedi sul ponte di una nave in un mare in tempesta, le onde sembrano molto ripide, sospese come muri. In effetti, sono gentili. Di solito la lunghezza d'onda è 30-40 volte la sua altezza, solo in rari casi il rapporto tra l'altezza dell'onda e la sua lunghezza è 1:10. Pertanto, la massima pendenza delle onde in mare aperto non supera i 18 gradi.

La lunghezza delle onde di tempesta non supera i 250 metri. In base a ciò, la velocità della loro propagazione raggiunge i 60 chilometri orari. Le onde si gonfiano, poiché quelle più lunghe (fino a 800 metri o più), rotolano a una velocità di circa 100 chilometri all'ora e talvolta anche più velocemente.

Va tenuto presente che non è la massa d'acqua a formare l'onda che si muove con questa velocità gigantesca, ma solo la sua forma, più rigorosamente, l'energia dell'onda. Una particella d'acqua in un mare turbolento non esegue moti traslazionali, ma oscillatori. Inoltre, oscilla contemporaneamente in due direzioni. Nel piano verticale, le sue oscillazioni sono spiegate dalla differenza di livello tra la cresta dell'onda e il suo fondo. Sorgono sotto l'influenza delle forze gravitazionali. Ma poiché quando il pettine è abbassato al livello della suola, l'acqua viene strizzata ai lati, e quando è sollevato, ritorna nella sua posizione originale, la particella d'acqua oscilla involontariamente anche sul piano orizzontale. La combinazione di entrambi i movimenti porta al fatto che, infatti, le particelle d'acqua si muovono su orbite circolari, il cui diametro in superficie è uguale all'altezza dell'onda. Più precisamente, descrivono le spirali, poiché sotto l'influenza del vento anche l'acqua riceve un movimento in avanti, a causa del quale, come si è detto, sorgono le correnti marine.

Solo la velocità delle particelle che si muovono lungo le orbite supera significativamente la velocità di movimento dei centri di queste orbite nella direzione del vento.

Il movimento oscillatorio delle particelle d'acqua diminuisce rapidamente con la profondità. Quando l'altezza dell'onda è di 5 metri (altezza media dell'onda durante una tempesta) e la lunghezza è di 100 metri, il diametro dell'orbita dell'onda delle particelle d'acqua non è più profonda 12 metri, ma a una profondità di 100 metri è solo 2 centimetri.

Le onde corte e ripide disturbano le acque profonde meno delle onde lunghe e dolci. Più lunga è l'onda, più profondo è il suo movimento. A volte i pescatori che hanno installato le loro trappole per aragoste nel Canale della Manica a una profondità di 50-60 metri, dopo una tempesta, hanno trovato pietre da mezzo chilogrammo. È chiaro che non si trattava di battute di aragoste: onde profonde fanno rotolare pietre in una trappola. In alcune fotografie subacquee del fondale, fino a una profondità di 180 metri, si possono vedere increspature di sabbia formate a seguito di movimenti oscillatori degli strati inferiori dell'acqua. Ciò significa che anche a una tale profondità, l'inquietudine della superficie dell'oceano si fa ancora sentire.

Sotto l'influenza del vento, un'enorme quantità di energia si accumula negli strati superficiali del mare, che non è stata ancora utilizzata in alcun modo.

Onde di tempesta alte 5 metri e lunghe 100 metri su ogni metro della loro cresta sviluppano una potenza di oltre tremila kilowatt, e l'energia di un chilometro quadrato di mare in tempesta si misura in miliardi di kilowatt al secondo. Se si trova un modo per utilizzare l'energia del moto ondoso dell'oceano, l'umanità si libererà per sempre della minaccia di una crisi energetica. Nel frattempo, questa formidabile forza porta alla gente solo guai. Non si tratta affatto di sciocchezze come il mal di mare, anche se molti che l'hanno sperimentato non condividono questa opinione. Le onde della tempesta, anche molto dolci, sono un formidabile pericolo per le moderne navi oceaniche, il cui sbandamento durante il beccheggio raggiunge una magnitudo tale che la nave può capovolgersi.

Ci sono innumerevoli esempi di questo. L. Titov nel suo libro "Wind Waves on the Oceans and Seas" fornisce dati sulle vittime inghiottite dal mare il 5-8 dicembre 1929.

Per quattro giorni una tempesta di 10-12 punti ha imperversato al largo delle coste europee. Il primo giorno, un'enorme ondata ha ribaltato il piroscafo Duncan al largo delle coste dell'Inghilterra con un dislocamento di 2400 tonnellate. Quindi un molo galleggiante con un dislocamento di 11mila tonnellate è stato allagato ed è affondato al largo delle coste olandesi. Nelle onde del Canale della Manica affondarono due piroscafi con una cilindrata di 5 e 8 mila tonnellate con l'intero equipaggio, il piroscafo inglese Volumnia con una cilindrata di 6600 tonnellate, oltre a diverse dozzine di piccole navi, perirono con l'intero equipaggio . Anche gli enormi transatlantici sono stati gravemente maltrattati.

Con un tempo simile, a volte anche i marinai abituati alle difficoltà marittime a volte non lo sopportano, si può immaginare com'è per i passeggeri ordinari, delle cui esperienze Rudyard Kipling ha detto molto bene: naso, poi cibo, e il servitore che versa la zuppa cade all'improvviso in un cubo se il ragazzo non è vestito e lavato al mattino e la sua tata è sdraiata per terra con una borsa, e la testa di sua madre si spezza per il dolore e nessuno ride, beve o mangia - allora capiamo quali sono le parole significa: quaranta Nord, cinquanta Ovest!

Ora molte navi oceaniche sono dotate di stabilizzatori. Se necessario, quattro ali simili a pinne di pesce si estendono dalla parte subacquea dello scafo. In diversi punti della nave sono installati contatori di rulli e le loro letture vengono inviate attraverso i cavi a uno speciale dispositivo di calcolo, che controlla il movimento degli aliscafi. Non appena la nave si inclina leggermente a bordo, le ali iniziano a muoversi. Obbedendo ai segnali, ognuno di loro ruota di una certa angolazione e le loro azioni articolari allineano la posizione del corpo.

Il lavoro degli ammortizzatori rallenta in qualche modo la velocità, ma non consente alla nave di cadere da un lato all'altro, anche se, sfortunatamente, non allevia il beccheggio.

Nella pratica della navigazione, una tecnica piuttosto semplice ma verissima è stata usata fin dall'antichità per calmare il mare in tempesta. È noto che un liquido oleoso versato fuori bordo si diffonde istantaneamente sulla superficie e leviga le onde e ne riduce anche l'altezza. Il grasso animale, come il grasso di balena, dà i migliori risultati. Oli vegetali e minerali meno viscosi agiscono in modo molto più debole.

Il meccanismo dell'azione dei liquidi oleosi sulle onde è stato svelato dall'accademico V. Shuleikin. Ha scoperto che anche un sottile strato di pellicola d'olio assorbe una parte significativa dell'energia dei movimenti oscillatori dell'acqua.

Per lo stesso motivo, le onde diminuiscono durante forti piogge o grandine, così come nella zona del ghiaccio galleggiante. Ghiaccio, grandine e gocce di pioggia ritardano i movimenti orbitali delle particelle d'acqua e "spengono" l'eccitazione. Attualmente, per la necessità di prendersi cura della pulizia dell'oceano, non è più praticato versare barili di petrolio fuori bordo.

Tanti guai, che a volte si trasformano in veri e propri disastri, le onde portano a riva. Anche moli, dighe e frangiflutti non sempre proteggono i porti. Chiudono in modo affidabile l'ingresso a onde di tempesta relativamente brevi, ma onde leggermente in pendenza di soli 30-40 centimetri di altezza penetrano nel porto senza ostacoli, quindi tutta l'acqua in essa contenuta inizia a muoversi. Le navi all'ancora iniziano a contrarsi casualmente, girano lo scafo dall'altra parte o contro vento, si scontrano tra loro. E quelli che stanno al molo strappano le cime di ormeggio.

Quando si avvicina alla riva, l'onda cambia forma e altezza, poiché inizia a "sentire" il fondo. Da quel momento in poi il suo pendio anteriore diventa sempre più ripido, diventa completamente a strapiombo, infine la cresta inizia a sporgere in avanti e cade sulle secche in una cascata di spruzzi e schiuma.

A grandi profondità, masse d'acqua significative sono coinvolte nel processo ondoso anche quando l'onda non è molto alta. Quando una tale onda entra in acque basse, la massa d'acqua diminuisce, mentre l'energia, se si trascurano le perdite per attrito, rimane la stessa, mentre l'ampiezza dell'onda dovrebbe aumentare. Le particelle d'acqua che formano un'onda, avvicinandosi alla riva, cambiano l'orbita del loro movimento: da circolare, diventa gradualmente ellittica con un grande asse orizzontale. In fondo, queste ellissi sono così allungate che le particelle d'acqua iniziano a muoversi orizzontalmente avanti e indietro, portando con sé sabbia e pietre. Tutti coloro che hanno nuotato durante il surf sanno quanto dolorosamente queste pietre colpiscano le gambe. Se il surf è abbastanza forte, porta con sé massi che possono far cadere una persona.

Anche le persone a terra possono finire nei guai. Nel 1938, le onde degli uragani portarono per sempre circa 600 persone dalla costa dell'Inghilterra. Nel 1953 in Olanda morirono 1.500 persone in circostanze simili.

Non meno tragiche conseguenze sono causate dalle cosiddette onde bariche singole risultanti da un forte calo della pressione atmosferica. Dopo aver percorso diverse centinaia o addirittura migliaia di chilometri dal luogo di origine, un'onda del genere cade improvvisamente sulla riva, lavando via tutto ciò che incontra sul suo cammino. Nel 1900, una sola onda che colpì la costa dello stato nordamericano del Texas, nella sola città di Galveston, trasportò in mare 6.000 persone. Un'ondata simile uccise 2.500 persone nel 1932, più della metà degli abitanti della piccola città cubana di Santa Cruz del Sur. Nel settembre 1935, un'onda barica solitaria alta 9 metri si abbatté sulla costa della Florida, portando con sé 400 vite.

È noto da tempo che l'uomo può usare a proprio vantaggio anche le forze più formidabili della natura. Quindi, gli abitanti delle isole Hawaii, dopo aver svelato la natura delle onde ondeggianti del surf, sono riusciti a "sellarli". Di ritorno dalla pesca, si avvicinano alla zona dei frangiflutti, appoggiano abilmente la barca sulla cresta dell'onda, che in pochi minuti li porta a riva.

Il surf è anche un antico sport nazionale degli isolani. Uno sci nautico è costituito da un'ampia tavola lunga due metri con bordi arrotondati. Il nuotatore vi si sdraia e rema le braccia verso il mare. È molto difficile superare la bobina in questo modo, ma la gente del posto conosce bene i luoghi delle cosiddette correnti di strappo e li usa abilmente.

Le correnti di strappo sono un effetto collaterale del surf, che fa alzare leggermente il livello dell'acqua vicino alla riva. L'acqua accumulata tende a risalire in mare, ma le nuove onde in arrivo ne impediscono il deflusso. Questo non può continuare indefinitamente, prima o poi le acque in aumento rompono le onde della risacca in alcuni punti e si precipitano verso di loro in un flusso stretto e veloce in mare aperto.

Un nuotatore inesperto, caduto in una corrente discontinua e vedendosi trascinato via dalla riva, tenta di avvicinarsi a nuoto, ma presto si stanca e poi diventa facilmente vittima del mare. Nel frattempo è molto facile scappare, per questo basta nuotare per pochi metri non fino alla riva, ma lungo di essa e lasciare la zona di pericolo.

Gli atleti sulle tavole lungo correnti discontinue lasciano i demolitori in pochi minuti e tornano lì. Dopo aver colto il momento in cui la cresta di un'onda che crolla inizia a crescere, ricoperta di schiuma bianca, un coraggioso nuotatore si precipita verso di essa e si trova sulla tavola a tutta altezza. Gestisce abilmente la sua attrezzatura sportiva, si precipita rapidamente sulla cresta di un'onda, circondato da rivoli di schiuma gorgogliante. Lo sport ha messo radici anche in Australia, dove i nuotatori di bordo non solo si divertono, ma hanno salvato molte persone che sono state attaccate dagli squali o hanno iniziato ad annegare.

L'uomo percepisce molti fenomeni naturali come evidenti. Siamo abituati all'estate, all'autunno, all'inverno, alla pioggia, alla neve, alle onde e non pensiamo ai motivi. Eppure, perché si formano le onde nel mare? Perché le increspature appaiono sulla superficie dell'acqua anche in completa calma?

Origine

Ci sono diverse teorie che spiegano l'origine delle onde del mare e dell'oceano. Si formano a causa di:

• variazioni della pressione atmosferica;
• flussi e riflussi;
• terremoti subacquei ed eruzioni vulcaniche;
• movimenti navali;
• vento forte.

Per comprendere il meccanismo di formazione, bisogna ricordare che l'acqua si agita e oscilla involontariamente - a causa dell'impatto fisico. Un sassolino, una barca, una mano che lo sfiora mette in moto la massa liquida, creando vibrazioni di diversa intensità.

Caratteristiche

Le onde sono anche il movimento dell'acqua sulla superficie di un serbatoio. Sono il risultato dell'adesione di particelle d'aria e liquido. All'inizio, la simbiosi acqua-aria provoca increspature sulla superficie dell'acqua, quindi fa muovere la colonna d'acqua.

Dimensioni, lunghezza e forza variano a seconda della forza del vento. Durante una tempesta, potenti pilastri salgono fino a 8 metri e si estendono in lunghezza per quasi un quarto di chilometro.

A volte la forza è così distruttiva che cade sulla fascia costiera, sradica ombrelloni, docce e altri edifici sulla spiaggia, demolisce tutto ciò che incontra. E questo nonostante si formino fluttuazioni a diverse migliaia di chilometri dalla costa.

Tutte le onde possono essere suddivise in 2 categorie:

• il vento;
• in piedi.

il vento

I mulini a vento, come suggerisce il nome, si formano sotto l'influenza del vento. Le sue raffiche corrono in una tangente, costringendo l'acqua e costringendola a muoversi. Il vento spinge la massa liquida davanti a sé, ma la gravità rallenta il processo, spingendola indietro. I movimenti in superficie, risultanti dall'influenza di due forze, assomigliano ad alti e bassi. Le loro cime sono chiamate creste e le loro basi sono chiamate suole.

Avendo scoperto perché le onde si formano sul mare, rimane aperta la domanda sul perché fanno movimenti oscillatori su e giù? La spiegazione è semplice: l'incostanza del vento. Quindi piomba rapidamente e impetuosamente, poi si placa. L'altezza della cresta, la frequenza delle oscillazioni dipendono direttamente dalla sua forza e potenza. Se la velocità di movimento e la forza delle correnti d'aria superano la norma, si alza un temporale. Un altro motivo è l'energia rinnovabile.

Energia rinnovabile

A volte il mare è completamente calmo e si formano le onde. Come mai? Oceanografi e geografi attribuiscono questo fenomeno alle energie rinnovabili. Le fluttuazioni dell'acqua sono la sua fonte e il modo per mantenere il potenziale a lungo.

Nella vita reale, sembra così. Il vento crea una certa quantità di vibrazioni nello stagno. L'energia di queste oscillazioni durerà per diverse ore. Durante questo periodo, le formazioni liquide coprono una distanza di decine di chilometri e "attraccano" nelle zone dove c'è il sole, non c'è vento e il bacino è calmo.

in piedi

Le onde stazionarie o solitarie si verificano a causa di shock sul fondo dell'oceano, caratteristici di terremoti, eruzioni vulcaniche e anche a causa di un brusco cambiamento della pressione atmosferica.

Questo fenomeno è chiamato seiches, che è tradotto dal francese come "ondeggiare". Le sesse sono tipiche di baie, golfi e alcuni mari, rappresentano un pericolo per le spiagge, le strutture della fascia costiera, le navi ormeggiate al molo e le persone a bordo.

costruttivo e distruttivo

Formazioni che superano lunghe distanze e non cambiano forma e non perdono energia, colpiscono la costa e si rompono. Allo stesso tempo, ogni rincorsa ha un effetto diverso sulla fascia costiera. Se bagna la riva, è classificato come costruttivo.

L'ondata distruttiva dell'acqua cade con la sua potenza sulla costa, distruggendola, lavando via gradualmente sabbia e ciottoli dalla striscia di spiaggia. In questo caso, il fenomeno naturale è classificato come distruttivo.

La distruzione ha un potere distruttivo diverso. A volte è così potente che abbatte pendii, spacca scogliere, separa rocce. Nel tempo, anche le rocce più dure vengono distrutte. Il più grande faro d'America fu costruito a Cape Hatteras nel 1870. Da allora, il mare si è spostato di quasi 430 metri nell'entroterra, spazzando via la costa e le spiagge. Questo è solo uno di decine di fatti.

Gli tsunami sono un tipo di formazioni idriche distruttive caratterizzate da un grande potere distruttivo. La velocità del loro movimento raggiunge i 1000 km / h. Questo è superiore a quello di un aereo a reazione. In profondità, l'altezza della cresta dello tsunami è piccola, ma vicino alla costa rallentano, ma aumentano l'altezza a 20 metri.

Nell'80% dei casi, gli tsunami sono il risultato di terremoti sottomarini, nel restante 20% - eruzioni vulcaniche e smottamenti. A causa dei terremoti, il fondo si sposta verticalmente: una parte affonda e l'altra parte sale parallelamente. Sulla superficie del serbatoio si formano fluttuazioni di diversa intensità.

Assassini anomali

Sono anche conosciuti come vagabondi, mostri, anomali e più caratteristici degli oceani.

Anche 30-40 anni fa, le storie dei marinai sulle fluttuazioni anomale dell'acqua erano considerate finzione, perché i resoconti dei testimoni oculari non si adattavano alle teorie e ai calcoli scientifici esistenti. Un'altezza di 21 metri era considerata il limite per le vibrazioni oceaniche e marine.

La prima menzione scritta di mostri risale al 1826. E nel 1933, una nave della Marina degli Stati Uniti, presa da una tempesta prolungata, si scontrò con un'onda gigante. L'equipaggio è sopravvissuto miracolosamente: testimoni oculari hanno confermato il fatto. Casi simili sono stati registrati in seguito.

Il 1 gennaio 1995, quando gli strumenti installati sulla piattaforma petrolifera registrarono ufficialmente per la prima volta l'anomala colonna d'acqua di 25,6 metri, gli scienziati iniziarono a studiare il fenomeno. Nelle successive 3 settimane dello studio, si sono verificati altri 10 fenomeni simili in diverse parti del mondo.

Le ragioni della formazione di onde estreme non sono completamente comprese, esistono a livello di ipotesi. Una delle teorie spiega il fenomeno con gli effetti della non linearità, a seguito della quale si formano piccoli gruppi di onde che superano grandi distanze senza modificare la struttura originale.

In poche parole, sotto l'influenza di fattori interni, si è formato un blocco d'acqua di 20 metri che ha percorso decine di chilometri senza cambiare la sua forma originale. Ma, ancora una volta, questa è una delle teorie. Non c'è ancora una spiegazione confermata dai fatti, ma il fatto del fenomeno è già stato scientificamente confermato e non è contestato.

Perché le onde sul mare?

In questo articolo parleremo da dove vengono le onde e cosa sono. Dopotutto, le onde sono un fenomeno naturale unico che regala ai surfisti molte emozioni e sensazioni, costringendoli a rinunciare molto. Il surf è onde. E un buon surf è impossibile senza sapere come nascono le onde, cosa ne influenza la velocità, la forza e la forma, così come senza capire che ogni onda è diversa dall'altra.

Da dove vengono le onde dell'oceano

È tutta una questione di mareggiata. Se non fosse per il moto ondoso, non ci sarebbero onde. Cos'è un rigonfiamento? Swell è l'energia del vento trasferita alle onde. Esistono diversi tipi di swell, wind e bottom (groundswell, reel):

1. Come suggerisce il nome, a causa del vento si forma un'ondata di vento. Un tale moto ondoso si verifica quando il vento soffia proprio accanto alla costa (ad esempio durante una tempesta) e crea un taglio (disordini caotici sulla superficie dell'oceano). Le onde di vento non sono molto adatte per il surf.
2. Il rigonfiamento, a causa del quale si formano onde da surf sulla costa dell'oceano, è chiamato rigonfiamento del fondale. È proprio da qui che provengono le onde che interessano ai surfisti.

Come nasce un rigonfiamento

Lontano nell'oceano, infuria una tempesta con forti venti. Questi venti creano un'onda sull'acqua. Più forte è il vento, più grande è l'onda. Una certa velocità del vento corrisponde a una dimensione d'onda molto specifica. Funziona come una vela e permette al vento di disperdersi e fare di più.

Quando le onde raggiungono le loro dimensioni massime possibili, iniziano a viaggiare verso le coste lontane nella direzione in cui soffia il vento. Dopo un po', le onde diventano simili tra loro: le più grandi assorbono le piccole e quelle veloci mangiano quelle lente. Il gruppo di onde risultante, approssimativamente della stessa dimensione e della stessa potenza, è chiamato swell. Una marea può viaggiare per centinaia o addirittura migliaia di chilometri prima di raggiungere la costa.

Quando l'onda si avvicina a profondità minori, i flussi d'acqua inferiori si scontrano con il fondo, rallentano e non hanno altro posto dove andare se non salire, spingendo tutta l'acqua sopra di loro. Quando l'acqua non riesce più a sostenere il proprio peso, inizia a collassare. In realtà, è da lì che vengono le onde, su cui puoi surfare.

1. Chiusura (chiusura) sono chiusi per tutta la lunghezza in intere sezioni. Non è l'opzione migliore per sciare a meno che tu non stia imparando a sciare in schiuma. Quando la dimensione delle onde supera i 2 metri, tali onde possono essere pericolose. Le chiusure sono riconoscibili dall'ampiezza del picco d'onda, che può raggiungere diversi metri.
2. Onde che si rovesciano si avvicinano lentamente alla riva e, grazie alla leggera pendenza del fondale, iniziano lentamente a rompersi, senza formare un muro aguzzo e un tubo. Tali onde devono essere pagate in anticipo e sono più adatte a surfisti principianti e longboarder.
3. Onde che si tuffano. Onde veloci, potenti e taglienti che formano un tubo. Si verifica quando un moto ondoso incontra un ostacolo sul suo percorso. Ad esempio, può essere una scogliera sporgente o una lastra di pietra. Siamo abituati a vedere tali onde nelle foto di surf e nei video di surf. Ti permettono di fare passaggi nel tubo e arie (salti). Pericoloso per i surfisti principianti.

Tipi di spot per il surf

La natura dell'onda è determinata dal luogo in cui sorge, luogo chiamato surf spot. Gli spot per il surf sono divisi in diversi tipi.

1. Pausa in spiaggia: il moto ondoso arriva alla spiaggia con un fondale sabbioso e l'onda, dopo essersi scontrata con l'alluvione di sabbia sul fondo, inizia a rompersi. La particolarità dei beach break è che le cime si innalzano nei punti in cui si forma l'alluvione sabbiosa, e la loro forma e posizione possono cambiare ogni giorno, a seconda del vento, delle correnti sottomarine, dei movimenti della marea e di altri fattori.
   Con un cambiamento nella forma e nella dimensione dell'alluvione, cambiano anche le caratteristiche delle onde, cioè le onde possono essere strombazzanti o dolci. Il fondale sabbioso non è particolarmente pericoloso, quindi i beach break sono ottimi per imparare a surfare. A Bali, i beach break sono l'intera spiaggia lungo Kuta, Legian e Seminyak, così come Brava Beach, Eco Beach e altri.
2. Pausa scogliera.Questo tipo di surf spot è caratterizzato dalla presenza di un reef sul fondo. Come barriera corallina, possono agire sia le barriere coralline che un fondo di pietra sotto forma di singole pietre o intere lastre. La forma, la potenza e la lunghezza d'onda dipendono dalla forma della barriera corallina sul fondo dell'oceano. In un punto con una barriera corallina, puoi sempre prevedere dove raggiungerà il picco dell'onda. Le interruzioni di barriera corallina sono molto più pericolose delle interruzioni di spiaggia a causa di scogliere e rocce taglienti sul fondo.A Bali, la maggior parte dei surf spot sono reef break. Uluwatu, Balangan, Padang-Padang, Batu Bolong e molti altri.
3. Punto di rottura- è quando il vell si scontra con una specie di barriera che sporge dalla riva. Può essere una cresta di pietra, un promontorio, una piccola penisola. Dopo la collisione, le onde aggirano questo ostacolo e iniziano a infrangersi una dopo l'altra. In tali luoghi, onde della forma più corretta si alzano, si susseguono e possono darti passaggi molto, molto lunghi.Un esempio di point break a Bali è lo spot Medewi.

Vento e acqua

Oltre alla posizione e allo swell, da dove provengono le onde per il surf è influenzato anche dal vento e dall'altezza dell'acqua (maree).

Da dove vengono le onde per cavalcare o "andare con il vento"
La qualità delle onde dipende dal vento sulla riva. Il vento più corretto per il surf è la sua assenza. Ecco perché i surfisti si alzano alle 4 del mattino o prima per arrivare allo spot prima dell'alba, quando il vento non ha avuto il tempo di svegliarsi e l'acqua è ancora liscia a specchio (vetro).

Se il vento soffia ancora, le onde non saranno rovinate (e talvolta anche meglio) se sono dirette dalla costa all'oceano. Questo vento si chiama offshore. In mare aperto impedisce alle onde di rompersi, rendendole più acute.

Si chiama il vento che soffia dall'oceano alla riva a terra. Rompe le onde, costringendole a chiudersi in anticipo, soffiando via dalle cime. Il vento meno preferito di tutti. Un forte a terra generalmente può uccidere l'intera barella.

Inoltre, il vento può soffiare lungo la costa, si chiama crossshore. Qui molto dipende dalla sua forza e direzione. A volte un crossshore può rovinare leggermente le onde e talvolta può agire negativamente come un onshore.

Flusso e riflusso
Informazioni sulle maree e su come influenzano le onde, puoi leggere in questo articolo.

anatomia delle onde

Nella struttura dell'onda si distinguono diversi elementi:
Muro (facciata/muro) La sezione dell'onda dove il surfista trascorre la maggior parte del suo tempo.
Labbro (labbro)- cresta cadente di un'onda.
spalla- un luogo dove l'onda scompare gradualmente.
Suola (cavallo)- il fondo dell'onda.
Tubo (tubo/canna)- un luogo in cui l'acqua circonda il surfista da tutti i lati.

Ora sai da dove vengono le onde, ma la teoria è teoria e puoi veramente conoscere le onde solo durante il surf. Più guardi le onde e le cavalchi, meglio leggerai l'oceano e questo ti permetterà di catturare onde sempre più grandi. E ora la tavola sotto l'ascella e corri a pedalare! 🙂