Fale, pływy i prądy

Fale, pływy i prądy są trzema rodzajami zjawisk naturalnych, które występują na wodzie i chociaż mają podobny charakter, nie są tym samym. Podczas gdy wszystkie trzy są powiązane z zasobami wody, różnią się one między sobą pod względem ich przyczyn, intensywności i częstotliwości [1]. Innym powszechnym błędnym przekonaniem jest to, że o ile te zjawiska są znane z napędzania morza, sam ocean nie jest odpowiedzialny za generowanie fal, pływów i prądów. Na fale wpływa na przykład działanie wiatru na powierzchni oceanu, podczas gdy na prądy wpływa ciepło z słońca na równiku i chłodniejsze bieguny. Pływy z drugiej strony są spowodowane siłami grawitacyjnymi z Księżyca i Słońca. Wszystkie trzy zawierają pewną formę poruszającej się i potencjalnej energii, a niewielkie zmiany mogą prowadzić do znacznie większych efektów niższego rzędu, które wpływają na pobliskie społeczności i użytkowników rekreacyjnych.

Fale

Fale są definiowane jako ruch wody, który występuje na powierzchni zbiorników wodnych, takich jak oceany, morza, jeziora i rzeki. Chociaż nie ma dwóch fal, które są identyczne, mają wspólne cechy, takie jak mierzalna wysokość, która jest określona jako odległość od swojego grzbietu do koryta.

Co wpływa na fale?

Zazwyczaj są tworzone przez wiatry, które przenoszą energię do wody podczas nadmuchiwania. Powoduje to wytwarzanie niewielkich ruchów wody zwanych zmarszczkami [1]. Te zmarszczki mogą następnie wzrastać pod względem wielkości, długości i prędkości, tworząc fale, które znamy. Fale te są powszechnie znane jako fale powierzchniowe oceanu, ponieważ generowane są z wiatru przechodzącego nad powierzchnią wody [3]. Na fale zazwyczaj wpływa szereg czynników, takich jak prędkość wiatru, czas trwania i odległość. Wpływ mają również szerokość otaczających obszarów i głębokość samej części wód. Gdy wiatr obumiera, a więc wysokość fali maleje, a niektóre fale mogą być małe i delikatne, jeśli warunki są odpowiednie, można utworzyć fale o wysokości do 90 stóp. Silne fale, takie jak fale pływowe lub tsunami, mogą również powstawać w wyniku trzęsień ziemi, osunięć ziemi lub erupcji wulkanów.

Rodzaje fal

Istnieje wiele różnych rodzajów fal, takich jak fale kapilarne, fale, morza i fale, które mogą się przejawiać w różnych kształtach i rozmiarach, takich jak małe fale lub duże fale, które mogą poruszać się na duże odległości. Rozmiar i kształt fali może również ujawnić jej pochodzenie. Mała i wzburzona fala powstała najprawdopodobniej lokalnie przez burzę, podczas gdy duże fale o wysokich grzbietach sugerują pochodzenie z daleka, być może na innej półkuli. Wielkość fali jest zwykle określana przez odległość, którą wiatr wieje nad otwartą wodą, czas wiatru i prędkość wiatru. Im wyższe wyżej określone parametry, tym większa fala.

Przypływy

Fale powstają w wyniku siły odśrodkowej i przyciągania grawitacyjnego między Ziemią, Księżycem i Słońcem i często charakteryzują się ruchami wody w dłuższych okresach czasu [1]. Ten wzrost i spadek wody, a raczej różnica między grzbietami i dolinami, określa się jako pływy.

Co wpływa na pływy?

Obrót Ziemi wraz z siłą grawitacyjną Księżyca powoduje przyciąganie wody w kierunku Księżyca. To powoduje wzrost w wodzie. Gdy księżyc obraca się wokół Ziemi, obszary doświadczające tego przyciągania będą tworzyć tak zwane przypływy, podczas gdy inne obszary nie odczuwające tego przyciągania odczują niski przypływ. Podobny efekt wywoływany jest w wyniku działania słońca, jednak siła przyciągania nie jest tak silna, ponieważ Słońce znajduje się dalej od Ziemi [3]. Fale występują głównie w głębinowych obszarach oceanicznych i są dotknięte szeregiem czynników, takich jak wyrównanie słońca i księżyca, wzorzec ruchów pływowych i kształt linii brzegowej.

Rodzaje pływów

Pływy są klasyfikowane zgodnie z liczbą utworzonych wysokich i niskich pływów, jak również ich względnych wysokości i jako takie mogą być klasyfikowane jako pół dzienne, dobowe lub mieszane. Wysokie pływy są definiowane, gdy grzbiet fali dociera do wybrzeża, podczas gdy niskie fale występują, gdy koryto fali dociera do wybrzeża. Półdniowe pływy doświadczają 2 wzlotów i 2 upadków jednakowej wielkości co 24 godziny i 50 minut. Codzienne przypływy doświadczają jednego wysokiego i jednego niskiego, podczas gdy mieszany półobrotowy przypływ doświadcza 2 wzlotów i 2 upadków o różnej wielkości co 24 godziny i 50 minut.

Prądy

Duże masy wody poruszające się w określonym kierunku z jednego miejsca do drugiego są znane jako prądy. Występują one na otwartych ciałach wodnych, takich jak oceany i są zwykle mierzone w węzłach lub metrach na sekundę.

Co wpływa na prądy?

Prądy oceaniczne są bezpośrednio zależne od trzech głównych czynników. Są to wzrost i spadek cyrkulacji przypływu, wiatru i termohaliny [4]. Wzrost i spadek przypływów mają również wpływ na prądy oceaniczne poprzez tworzenie prądów w pobliżu brzegu lub w zatokach i ujściach rzek. Są one znane jako prądy pływowe i są jedynym rodzajem prądu, który zmienia się w regularny wzór i którego zmiany można przewidzieć [2]. Wiemy, że wiatry napędzają prądy na powierzchni oceanicznej lub w jej pobliżu i mogą wpływać na ruchy wody w lokalnej lub globalnej skali. Temperatura również odgrywa istotną rolę, jeśli chodzi o prądy.Zbiorniki wodne w pobliżu biegunów są zimne, podczas gdy woda w pobliżu równika jest cieplejsza, a różnice temperatur odgrywają ważną rolę w powstawaniu prądów. Prądy zimnej wody występują, gdy zimna woda w pobliżu biegunów tonie i przesuwa się w kierunku równika, podczas gdy ciepłe prądy wody przemieszczają się na zewnątrz od równika wzdłuż powierzchni w kierunku biegunów, próbując zastąpić tonącą wodę. To zmieszanie ciepłej i zimnej wody powoduje prądy, a gdy przemieszczają się one po kuli ziemskiej od półkuli do półkuli, pomagają uzupełnić zapasy tlenu w zbiornikach wodnych [5].

Różnice w temperaturze, gęstości i zasoleniu są często określane jako cyrkulacja termohalinowa. Różnice w gęstości wody w wyniku różnic temperatury (termo) i zasolenia (halina) również spowodują zmiany prądów. Te zmiany krążenia termohalinowego występują w różnych częściach oceanu i mogą występować zarówno na głębokich, jak i płytkich poziomach oceanicznych i mogą być długotrwałe lub tymczasowe [2]. Dodatkowe czynniki wpływające na prądy to spływ deszczowy i topografia dna oceanicznego. Na topografię oceanu wpływ mają nachylenia, grzbiety i doliny na dnie, które z kolei mogą wpływać na kierunek prądów.

Rodzaje prądów

Te prądy wpływają na klimat Ziemi, napędzając ciepłe wody z równika i zimne wody z biegunów wokół Ziemi. Na przykład, ciepły Prąd Zatokowy przynosi łagodniejszą pogodę do Norwegii, w przeciwieństwie do Nowego Jorku, który jest dalej na południe [6]. Istnieje wiele różnych prądów, takich jak 1) prądy powierzchniowe, na które wpływają wzorce wiatrowe, które zwykle występują na głębokościach nie większych niż 300 mi 2) światowe prądy oceaniczne, takie jak gorący strumień Gulf wyjaśniony powyżej i prądy El Nino na przykład.

Wniosek

Pływy, fale i prądy są zupełnie inne. Tworzą się one w różnych warunkach i zależą od różnych czynników. Fale są nieco bardziej zauważalne niż fale i prądy, podczas gdy fale często pojawiają się na brzegu. Zrozumienie różnic między falami, pływami i prądami jest konieczne, ponieważ nie tylko wspomaga nawigację, ale także pomaga im przewidywać i mierzyć. Uzyskanie tych informacji jest przydatne, ponieważ umożliwia jednostkom bezpieczne transportowanie statków towarowych, określenie zasięgu wycieku ropy i najlepszych miejsc połowów, umożliwia śledzenie tsunami i pomaga w działaniach związanych z przywracaniem środowiska.

Tabela 1:

Fale	Przypływy	Prądy
Powstały z powodu sił wywieranych przez wiatr na powierzchnię wody	Powstały w wyniku oddziaływania sił grawitacyjnych między Ziemią, Słońcem i Księżycem	Powstały w wyniku różnic temperatur na powierzchniach oceanicznych
Fale są definiowane jako energia poruszająca się po powierzchni wody	Pływy definiuje się jako wzrost i spadek poziomu morza	Prądy są definiowane jako kierunek przepływu wody
Na intensywność fal wpływają czynniki wiatrowe	Na intensywność pływów wpływa położenie i położenie Ziemi	Na intensywność prądów wpływają wiatry, różnice temperatur w wodzie i topografia powierzchni oceanicznej
Fale występują regularnie w zbiornikach wodnych	Pływy występują dwa razy dziennie	Prądy równikowe, takie jak El Nino, występują co kilka lat
Fale poruszają się z boku na bok	Pływy poruszają się w górę iw dół	Prądy płyną zgodnie z ruchem wskazówek zegara na półkuli północnej i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara na półkuli południowej. Jest to znane jako efekt Coriolisa.