Mořská vlna

Lámající se vlna

Mořská vlna je pohyb částí vody. Vlny jsou vyvolávány především větrem (eolické vlny) a mořskými proudy. Mimoto mohou být vyvolány i zemětřesením, sesuvem půdy nebo části ledovce do vody apod.

Charakteristika vln

Částice v hluboké vodě opisují téměř kruhové dráhy
V mělké vodě se trajektorie částic zplošťuje a získává elipsovitý tvar.

Vlna vyvolaná větrem vzniká rotačním pohybem částic vody při hladině. Částice vody rotují na místě, zatímco tvar vlny se přesouvá ve směru větru. Vrchol vlny se označuje jako hřbet, nejnižší bod jako důl nebo vpadlina. Délka vlny je vzdálenost mezi dvěma hřbety, výška vlny vzdálenost mezi hřbetem a dolem. Perioda vlny je čas, který uplyne, než se hřbet následující vlny objeví na témže místě. Rychlost vlny se spočítá jako podíl délky s periodou.

Výška vlny závisí především na síle větru, rychlost vlny na jeho rychlosti[ujasnit], vliv má ovšem také celková velikost hladiny, hloubka vody a stabilita směru větru. Vlny se navíc mohou navzájem sčítat nebo naopak rušit, takže vlnění hladiny je poměrně složitý a ještě ne zcela prozkoumaný proces. Vlny mají značnou setrvačnost, takže moře zůstává zvlněné, i když se vítr utiší, a mohou se šířit až na vzdálenost tisíců kilometrů.

Tvar vlny se výrazně mění, když se vlna blíží ke břehu. Rotační pohyb částic vody se přibrzďuje o dno, zatímco u hladiny si rychlost uchovává. Tím se délka vlny zkracuje, a když je hloubka vody asi 1,3násobek výšky vlny, vlna se láme. Pod zlomem s sebou strhává vzduch, čímž dochází k jejímu zpěnění.

Části vlny

Místo, v němž se vlna láme, se označuje jako vlnolam. U pobřeží s relativně stálými větry dochází k lomu ve stále stejné vzdálenosti od břehu a v místě vlnolamu se na dně vytváří výrazný písečný val. Vlna pak prudce naráží na břeh a vzniká příboj. Síla příboje je závislá na horizontálním i vertikálním tvaru pobřeží - příboj je silný na útesech, kde se sčítají síly několika po sobě jdoucích vln, zatímco na plážích bývá slabší. Kromě toho se vlny natáčejí tak, že jsou s břehem víceméně rovnoběžné (tzv. refrakce vln), pročež je příboj silnější na mysech než v zálivech. Z toho důvodu se námořní přístavy budují v zálivech.

Výška eolických vln jen zřídka přesáhne 4 metry, i když jsou doloženy bouřlivé vlny o výšce až 15 metrů. Jedná se například o tzv. rogue waves, při jejichž formování hrají významnou roli nelineární procesy. Takové abnormální vlny je však těžké předvídat.[1] Nejvyšší vlna na jižní polokouli dosáhla výšky 23,8 m a změřila ji novozélandská meteorologická služba 8. května 2018 u Campbellova ostrova.[2][3]

Druhy vln

Příboj
  • eolická vlna - vlna, pohybující se na volném moři, bývá dlouhá a nízká,
  • driftová vlna - lámající se eolická vlna při pobřeží, vysoká a krátká (vhodná pro surfing)
  • tsunami - obrovská ničivá vlna, vyvolaná podmořským zemětřesením nebo sesuvem půdy. Na volném moři je poměrně nízká, ale má extrémní délku (až tisíckrát větší než eolická vlna), vysokou rychlost (až 1000 km v hodině) a setrvačnost (šíří se až do vzdálenosti 15000 km).[4] Při pobřeží tak masy vody vystoupají do výšky několika desítek metrů; vyskytují se především v Asii.
  • rogue wave - vlna, která svojí výškou více než dvojnásobně přesahuje signifikantní výšku (Hs – tj. střední výšku třetiny nejvyšších vln)

Odkazy

Reference

  1. 'Freak' ocean waves hit without warning, new research shows. phys.org [online]. 2015-12-15 [cit. 2018-05-18]. Dostupné online. 
  2. Novozélandští vědci zaznamenali nejvyšší vlnu na jižní polokouli. Lidovky.cz [online]. 2018-05-15 [cit. 2018-05-18]. Dostupné online. 
  3. Massive wave 'sets hemisphere record'. BBC News [online]. 2018-05-11 [cit. 2018-05-18]. Dostupné online. 
  4. *KÖSSL, Roman; CHÁBERA, Stanislav. Základy fyzické geografie : přehled hydrogeografie. České Budějovice: Jihočeská univerzita, 1999. ISBN 80-7040-348-9. S. 39. 

Literatura

  • KÖSSL, Roman; CHÁBERA, Stanislav. Základy fyzické geografie : přehled hydrogeografie. České Budějovice: Jihočeská univerzita, 1999. ISBN 80-7040-348-9. S. 34–40. 

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Shallow water wave.gif
Autor: Kraaiennest, Licence: CC BY-SA 4.0
Stokes drift in shallow water waves, with a wavelength much longer than the water depth. The ratio of wave height to water depth is H/h=0.60, and the ratio of wavelength to water depth is λ/h=12.0.

Description of the animation: The red circles are the present positions of massless particles, moving with the flow velocity. The light-blue line gives the path of these particles, and the light-blue circles the particle position after each wave period. The white dots are fluid particles, also followed in time. In the case shown here, the mean Eulerian horizontal velocity below the wave trough is zero.

Observe that the wave period, experienced by a fluid particle near the free surface, is different from the wave period at a fixed horizontal position (as indicated by the light-blue circles). This is due to the Doppler shift.
Wave description.JPG
Popis mořské vlny
Deep water wave.gif
Autor: Kraaiennest, Licence: CC BY-SA 4.0
Stokes drift in deep water waves, with a wave length of about twice the water depth. The ratio of wave height to wavelength is H/λ=0.092.

Description of the animation: The red circles are the present positions of massless particles, moving with the flow velocity. The light-blue line gives the path of these particles, and the light-blue circles the particle position after each wave period. The white dots are fluid particles, also followed in time. In the case shown here, the mean Eulerian horizontal velocity below the wave trough is zero. Observe that the wave period, experienced by a fluid particle near the free surface, is different from the wave period at a fixed horizontal position (as indicated by the light-blue circles). This is due to the Doppler shift.

The wave physics are computed with the Rienecker & Fenton (R&F) streamfunction theory; for a computer code to compute these see: J.D. Fenton (1988) "The numerical solution of steady water wave problems". Computers & Geosciences 14(3), pp. 357–368. The animations are made from the R&F results with a series of Matlab scripts and batch files.
Dalga kıran.jpg
Dalga kıranlar
Boelge stor.jpg
Autor: Malene Thyssen, Licence: CC BY-SA 3.0
The wake after the ferry to Fanø, Denmark