Windwellen: Konzept, Struktur und Eigenschaften. Wie entsteht eine Windwelle?

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-02-12 05:37

Welle ist ein Naturphänomen, das maßgeblich den Komfort auf hoher See bestimmt. Kleine Wellen werden möglicherweise nicht einmal bemerkt. Aber die großen sind in der Lage, einem Seeschiff erheblichen Schaden zuzufügen und seinen Passagieren Schaden zuzufügen. Dieser Artikel konzentriert sich auf Windwellen. Was sind sie, wie entstehen sie und welche Eigenschaften haben sie? Lassen Sie uns all diese Fragen gemeinsam beantworten!

Windwellen - was ist das?

Kein Gewässer kann ruhig und still bleiben. Schließlich wird sich selbst der Wind, der an Stärke unbedeutend ist, sicherlich auf seiner Oberfläche widerspiegeln. Eine Windwelle entsteht durch die direkte Einwirkung von Wind auf die Wasseroberfläche eines Meeres oder Sees. Um den Mechanismus seiner Entstehung besser zu verstehen, können Sie ein Weizenfeld bei windigem Wetter beobachten.

Also, wie bilden sich Windwellen? Bei leichtem Wind erscheinen leichte Wellen auf einer ruhigen Wasseroberfläche. Mit zunehmender Geschwindigkeit erscheinen kleine rhythmische Wellen. Allmählich nehmen ihre Länge und Höhe zu. Mit weiterWenn der Wind stärker wird, beginnen sich „Lämmer“aus weißem Schaum auf ihren Kämmen zu bilden. Die Geschwindigkeit von Windwellen kann stark variieren (von 10 bis 90 km/h). Nachdem der Wind auf See aufgehört hat, können Sie lange, niedrige und sanfte Wellen sehen, die als Dünung bezeichnet werden.

Es ist wichtig zu beachten, dass Wasser eine viel dichtere Substanz als Luft ist. Infolgedessen "hinkt" die Oberfläche des Stausees nach dem Aufprall des Windes etwas nach und die Wellen verwandeln sich erst nach einer Weile in Wellen.

Windwellen sollten von Tsunamis und Gezeiten unterschieden werden. Erstere entstehen durch erhöhte seismische Aktivität der Erdkruste, letztere durch den Einschlag des Satelliten unseres Planeten, dem Mond.

Meereswellenstruktur

Eine Windwelle besteht aus mehreren Elementen (siehe Diagramm unten):

• Der Kamm ist der höchste Punkt der Welle.
• Der Boden ist der tiefste Punkt der Welle.
• Pisten - Lee und Luv.

Die leeseitige (vordere) Flanke einer Welle ist immer steiler als die luvseitige. Hier besteht übrigens eine direkte Analogie zu Sanddünen, die ebenfalls unter dem Einfluss des Windes entstehen. Wenn man sich dem Ufer nähert, verlangsamt sich die Sohle der Welle auf dem Grund des Stausees, und ihr Kamm kippt um und zerbricht in viele Sprays. Dieser Prozess wird von einer aktiven Zerstörung von Gesteinen begleitet. Wenn die Welle auf einen Küstenfelsen trifft, wird das Wasser in Form einer mächtigen Schaumsäule hochgeschleudert, deren Höhe mehrere zehn Meter erreichen kann.

Eigenschaften von Windwellen

In der Ozeanographie gibt es vier Hauptmerkmale der Meereswelle. Das ist:

• Höhe ist der vertikale Abstand zwischen Sohle und Kamm.
• Länge - der Abstand zwischen zwei Kämmen benachbarter Wellen.
• Geschwindigkeit - die Entfernung, die der Wellenberg pro Zeiteinheit zurücklegt (normalerweise in Metern pro Sekunde gemessen).
• Steilheit ist das Verhältnis der Wellenhöhe zur Hälfte ihrer Länge.

Die Länge der Windwellen variiert stark von 0,5 bis 250 Metern, die Höhe kann 20-25 Meter erreichen. Die stärksten Wellen werden auf der Südhalbkugel im offenen Ozean beobachtet. Hier erreicht ihre Bewegungsgeschwindigkeit oft 15-20 m/s. Die kleinsten Wellen sind typisch für Binnenmeere, die tief in den Kontinent hineinreichen (z. B. für das Schwarze Meer oder das Asowsche Meer).

Meereswellen: Skala

Meereszustand ist ein Begriff, der in der ozeanographischen Wissenschaft verwendet wird, um den Zustand der offenen Oberfläche großer Gewässer (Seen, Meere, Ozeane) zu bestimmen. Es zeichnet sich vor allem durch die Höhe der Wellen und deren Stärke aus. Zur Beurteilung des Grads der Meeresrauhigkeit wird eine von der World Meteorological Organization entwickelte 9-Punkte-Skala verwendet.

Ergebnis	Name	Wellenhöhe (m)	Externe Zeichen
0	Völlig ruhige See	0	Die Meeresoberfläche ist glatt
1	Seeruhig	0-0, 1	Wellen und leichte Wellen
2	Geringe Aufregung	0, 1-0, 5	Die Wellenkämme beginnen zu kippen, aber es gibt noch keinen Schaum
3	Leichte Aufregung	0, 5-1, 25	Manchmal erscheinen "Lämmer" auf den Wellenkämmen
4	Mäßige Aufregung	1, 25-2, 5	"Lämmer" sind in großen Mengen vorhanden
5	Raue See	2, 5-4	Große Grate erscheinen
6	Großer Aufruhr	4-6	Die Kämme bilden große Sturmfluten
7	Starke Erregung	6-9	Schaum erstreckt sich in Streifen und bedeckt teilweise die Hänge der Wellen
8	Sehr starke Erregung	9-14	Schaum bedeckt vollständig die Hänge der Wellen
9	Außergewöhnliche Aufregung	Über 14	Die gesamte Oberfläche der Wellen ist mit einer dicken Schaumschicht bedeckt. Die Luft ist mit Wasserstaub gesättigt. Die Sicht nimmt stark ab.

Meereswellen als Energiequelle

VerwendenDie natürliche Energie der Meereswellen ist einer der vielversprechenden Bereiche der alternativen Elektroenergieindustrie. Wissenschaftler haben berechnet, dass die Gesamtleistung aller Windwellen auf dem Planeten 10²⁰ J/Stunde beträgt. Das ist eine kolossale Zahl, aber das Problem ist, dass es sehr schwierig ist, diese Energie zu erh alten und zu nutzen.

Heute beschäftigen sich Länder wie Großbritannien, Irland, Norwegen und Indien ernsthaft mit der Entwicklung der Wellenenergie. Der Betrieb des Wellenkraftwerks basiert auf der Umwandlung der mechanischen Energie der Meereswelle in elektrische Energie durch Arbeitsmechanismen, die aus speziellen Schwimmern, Flügeln und Pendeln bestehen.

Das erste derartige Kraftwerk wurde 1985 in Norwegen in Betrieb genommen. Seine Leistung beträgt 850 kW. Heute nutzen eine Reihe von Ländern Wellenenergie, um autonome Bojen, Feuerschiffe, Marikulturfarmen und sogar kleine Bohrplattformen anzutreiben.