Jak wielkie mogą być fale?

Share
A A A
2009
12.10 12:38
Przeczytane:
15887 razy
Komentarze:
1
Ocena:
400

Według teoretycznych obliczeń oceanografów huraganowy wiatr może wywołać na oceanie falę o wysokości 60 m! Tak ogromnych fal wiatrowych dotychczas nie zanotowano, ale na pławach oceanograficznych notuje się często fale o wysokości ponad 30 m. W czasie wyjątkowo silnych huraganów w rejonie Nowej Funlandii łączność radiowa z niektórymi pławami zostaje przerwana, co świadczy o ich zniszczeniu, prawdopodobnie przez gigantyczne fale.
Stan morza określa się według wysokości najwyższych obserwowanych fal. Rodzaj falowania nie odgrywa przy tym żadnego znaczenia dla określenia stanu morza. Jeśli wysokość najwyższych fal może być oszacowana na 3 m, to stan morza wynosi V (pięć) i nie ma znaczenia czy fale są wzbudzone przez wiatr czy też martwe.

Nie mylmy skali stanu morza ze skalą siły wiatru - siłę wiatru oceniajmy z wyglądu powierzchni morza lub wskazań przyrządów, ale stan morza wyłącznie na podstawie wysokości fali. Skala Petersena wykazuje dość luźny związek ze skalą Beauforta. Stan morza zależy nie tylko od siły wiatru, ale również od wielu innych czynników. Najważniejszym z nich są właściwości akwenu – jego rozległość i głębokość. Przykładowo nawet najsilniejsze wschodnie sztormy nie wzniecają na Zatoce Puckiej fali wyższej od pół metra ze względu na jej niewielką głębokość, podczas gdy już na Zatoce Gdańskiej mogą one być naprawdę duże.
Wysokość fali wiatrowej zależy od siły wiatru, czasu jego działania (przy zachowaniu stałego kierunku) na powierzchnię morza i wielkości obszaru, nad którym wieje. Zależy także od stosunku prędkości wiatru do prędkości fali im stosunek ten jest mniejszy, tym wolniej przekazywana jest energia. W momencie, gdy prędkość fali stanowi około 0,8 prędkości wiatru proces przekazywania energii praktycznie ustaje a wysokość fali dalej nie rośnie. Dla każdej prędkości wiatru istnieją graniczne czasy wiania wiatru i długości rozbiegu, po przekroczeniu których fala osiągnie swoje maksymalne możliwe rozmiary.

Najkorzystniejsze warunki do powstawania ogromnych fal występują na Oceanie Południowym, jak czasem określa się wody wokół Antarktydy. Wiatry wieją tam dookoła Ziemi i praktycznie przez cały rok, 24 godziny na dobę (W rejonie wysp Kergeuelena odnotowuje się w miesiącu nawet 26-28 dni ze sztormem. Siła wiatru w każdym miesiącu osiąga 12°B). Woda ma gdzie i kiedy się rozkołysać...
Na Bałtyku (zauważmy, że to też „wyjące pięćdziesiątki” tyle, że półkuli północnej) również potrafi tęgo przywiać, ale stosunkowo krótko a i akwen jest znacznie mniejszy. Największe obserwowane fale bałtyckie miały 7 – 8 m wysokości przy długości ponad 100 m.
Niewielkie zmiany kierunku wiatru rzędu 20° w stosunku do kierunku propagacji fali mają niewielki wpływ na ciągłość procesu przekazywania energii do wody. Fale, dość ociężale ale jednak adaptują się do tych zmian. Jeśli jednak wiatr zmieni kierunek nagle i o kąt większy od 25° (np. po przejściu frontu chłodnego) to istniejące dotychczas fale staję się martwe a zaczyna rozwijać się nowy system falowania wiatrowego, przemieszczający się zgodnie z kierunkiem wiatru. Zdarza się również, że długa i szybka fala ucieknie z rejonu działania wiatru. Jest wtedy doskonałym wskaźnikiem zbliżającego się sztormu. Na Bałtyku taka sytuacja nie zdarza się często. Nawet sztormowe fale nie są zbyt długie i osiągają prędkość około 20 węzłów, podczas gdy typowy niż może przemieszczać się jeszcze szybciej.
W rozwijającym się falowaniu sztormowym długość fali przyrasta w funkcji czasu szybciej od wysokości fali. Młodą falę sztormową charakteryzuje, zatem duża stromość a jej wierzchołek zdobi biała grzywka piany. Jeśli potrafi się ona wspiąć się na pokład jachtu to nazywana jest przez żeglarzy „dziadem” („Dziad za dziadem właził nam do kokpitu”).

Jachty są w stanie sucho żeglować na oceanicznej fali o wysokości nawet 5 metrów i więcej, jeśli jej długość wynosi ponad 70 m. Średnia stromość typowych fal Atlantyckich wynosi około 1/20. Jacht z łatwością wspina się na niezbyt stromą falę. Inaczej jest na Bałtyku gdzie powstają fale krótkie, często płytkowodne ze względu na niewielką głębokość morza. Stromość fal bałtyckich waha się między 1/15 a 1/10. Fala o wysokości 3 m już może być stroma i wchodzić na pokład.

Zbyt strome fale są dla jachtu niebezpieczne. Żaglowy jacht balastowy może zostać przewrócony przez falę, jeżeli jej wysokość i długość będą porównywalne odpowiednio z szerokością i długością jachtu. Gdy niewielki jacht nie jest w stanie wspiąć się na stromą falę (obojętnie dziobem czy rufą) zostaje przewrócony, często tracąc przy tym maszt.
Wysoka fala załamująca się – przybojowa jest wprost zabójcza. Jacht nie ma szans wspiąć się na grzywacz. Ciśnienie wody załamującej się fali może osiągnąć 0,5 MPa, co daje nacisk około 50 ton na każdy metr kwadratowy burty czy pokładu. Poddany takim obciążeniom jacht po prostu rozlatuje się na kawałki.
Im fala dłuższa tym szybciej może się przemieszczać. Antarktyczne sztormy generują falę o długości dochodzącej do tysiąca metrów i poruszające się z prędkością do 40 węzłów (74 km/h!). Docierają one nawet na Hawaje gdzie wypiętrzają się do wysokości kilkunastu metrów wprawiając w zachwyt surferów

W wyniku interferencji fal powstają tzw. "grupy falowe", składające się zwykle z kilkunastu fal, których długości i wysokości stopniowo rosną, a następnie maleją. Prędkość przemieszczania się takiej grupy stanowi w przybliżeniu połowę prędkości fal tworzących. Zwykle w morzu spotykamy całe spektrum fal o różnych długościach, okresach, prędkościach i wysokościach. Ciekawe są zależności statystyczne pomiędzy nimi. Na podstawie długotrwałych pomiarów fal stwierdzono, że w grupie falowej liczącej około 20 fal jedna z nich może być prawie dwukrotnie wyższa od ich średniej wysokości. Okazuje się, że opowieści o słynnej „dziewiątej fali” nie są wcale pozbawione solidnych podstaw. A jedna na tysiąc spotkanych fal może być nawet trzykrotnie wyższa od średniej!
Nawet na otwartym i głębokim morzu, można spotkać załamującą się falę. Powstają one w wyniku wyjątkowo zgodnych interferencji fal o zbliżonych długościach. Jeśli przekroczony przy tym zostanie współczynnik stromości 1/7 to fala zacznie się załamywać. Na Bałtyku bardzo niebezpieczne fale załamujące się powstają w rejonie Ławicy Słupskiej, która jest pozostałością po wyspie rozmytej przez zachodnie sztormy.
To właśnie fala a nie wiatr stanowi poważne zagrożenie dla jachtów a nawet dla największych statków. Fala może wywrócić statek, jeżeli jej wysokość jest większa od szerokości statku. Stad małe jachty motorowe muszą szukać schronienia przed nadciągającym sztormem, podczas gdy jachty żaglowe są w stanie przetrwać go na morzu. „Queen Mary” – stalowy kolos o wyporności ponad 80 tysięcy ton spotkał na północnym Atlantyku ogromną falę. Jej wierzchołek wdarł się na mostek wybijając wszystkie okna. Nie było by w tym nic nadzwyczajnego gdyby nie fakt, że mostek na „Queen Mary” znajdował się na wysokości dziesiątego piętra, ponad 30 m nad linią wodną!
Znacznie większy tankowiec „Wilstar” (130 tys. ton) wziął na pokład olbrzymią falę. W wyniku czego, została oderwana gruszka dziobowa a cała dziobowa część statku została pogięta pomimo, że poszycie miało 25 mm grubości a stalowe dźwigary konstrukcyjne miały kilkunastocentymetrowe przekroje!

© K.B. 2003

Artykuł ukazał sie w miesięczniku Żagle 05/2003


Dodaj artykuł do:
alt

Filmy




Komentarze: 1

korekszn(s)
No to jest troche inaczej - przez owe X dni w miesiacu przy Kergeulenach panuje 'gale' - to jest wiatr o sile 8, przy ktorym sie wciaz normalnie, i czesto przyjemnie, zegluje. Sztorm zas zaczyna sie od 10.

Z wywracaniem statkow to tez inaczej - fala nie wywraca (zasadniczo). To co wywraca, to grzywacz, zas najczesciej cytowane parametry to 0.3 (czasem) do 0.6 (zasadniczo zawsze) dlugosci lini wodnej. Np. dla jachtu 10 metrow niebezpieczna jest lamiaca sie fala o wysokosci 3 (zaglowka) 6 (dobrze zaprojektowany jacht oceaniczny) metrow. Mierzy sie fale od doliny do wierzcholka.

Ciao,
b.

barnakiel barnakiel, 14/10/09 22:04


Kategorie artykułów

Najczęściej czytane

Inne tematy

żagiel PZMWiNW testy radom sugestie motorowodniactwo, Żeglarskie Mistrzostwa Polski Firm Budowlanych i Deweloperskich Wojskowe Mistrzostwa Świata miesięcznik Żagle Oldenburg łatwe ranking sterników kompas helmsman Wielkopolski Karnawał Żeglarski „Keja” 6.50 Huizen Alexander Sputnik Team Cafe Pineska
Copyright © 2008-2011 Żeglarze.net
O serwisie Regulamin Polityka prywatności Bannery Kontakt