Vodeni val
Valovi predstavljaju prividno kretanje vode, pri čemu se čestice ne premeštaju već samo opisuju krug. Plutajući predmet na valu se pomera gore, dole, napred i nazad, ali uglavnom zadržava isti položaj. Glavni uzročnik talasa na vodi je vetar. Pri duvanju vetra dolazi do trenja vazduha i vode, vazdušne čestice izvode iz ravnoteže čestice vode, predaju im deo svoje kinetičke energije i prisiljavaju ih da se kreću. Po prestanku vetra, vodena površina se giba po inerciji još neko vreme i takvo stanje naziva se mrtvo more.[1]
U dinamici fluida, vetrom generisani valovi su površinski valovi koji se javljaju na slobodnoj površini vodene mase (kao što su okeani, mora, jezera, reke, kanali ili bare). Oni su rezultat duvanja vetra preko područja površine fluida. Valovi u okeanima mogu putovati hiljadama kilometara pre nego što stignu do kopna. Valovi uzrokovani vetrom se javljaju u opsegu veličina od malih valova, do onih sa preko 100 ft (30 m) visine.[2]
Slobodna površina tečnosti u ravnoteži u gravitacionom polju je ravna. Ako se pod uticajem vanjskog dejstva površina tečnosti na nekom mestu izvede iz ravnotežnog položaja, u tečnosti nastaje gibanje. Ovo gibanje prostire se celom površinom tečnosti u vidu valova, koji se nazivaju valovi na površini tečnosti ili valovi u tečnosti.[3]
Na svakom valu razlikuju se uzvišenje ili talasni breg i udubljenje ili talasna dolja . Svaki val ima sledeće elemente:
- visinu (h)- vertikalno rastojanje između vrha talasnog brega(ili grebena) i dna talasne dolje;
- dužinu (L)- horizontalno rastojanje između vrhova dva susedna talasna brega ili između dveju susednih dolja;
- brzinu (v, m/s)- put vrha talasa(ili neke druge tačke na njemu) pređen u jednoj sekundi;
- periodu (T)- vreme potrebno za prolaz dva uzastopna vrha talasnog brega kroz neki profil; u suštini to je vreme za koje vodene čestice talasa opisuju po jedan puni obrt;
- strminu(nagib) (α)- odnos između njegove visine i polovine njegove dužine; dobijeni rezultat je tangens ugla α, koji čini tangenta na profilu talasa sa horizontalnom linijom.[4]
Valovi se razlikuju po dimenzijama, što zavisi od jačine vetra i veličine morskog basena. Okeanski vetrovni valovi imaju prosečnu dužinu oko 100 m i visinu 3-4 m. Najviši, do 25 m, zabeleženi su u morima oko Antarktika i u severnom delu Tihog okeana. U Jadranskom moru najviši val bio je visok 10 m. Najmirnije more, u kojem preovladavaju tišine, jeste Crveno more, zato što je male širine i pruža se poprečno u odnosu na smer dominantnih vetrova.[1]
Ako se na mirnoj površini izazove poremećaj padanjem tela u vodu, čestice vode u blizini površine izvode dvostruko kretanje, paralelno površini vode i normalno na površinu vode. Na slobodnoj površini vode se zbog toga javlja izbočina koja se ne zadržava trajno zbog dejstva Zemljine teže i/ili sila površinskog napona. Svaka čestica izvodi složeno kretanje oscilujući istovremeno u horizontalnom i vertikalnom pravcu. Zato su talasi na površini vode istovremeno i transverzalni i longitudinalni.[5]
Veličina jezerskih talasa zavisi od veličine jezera - površine njegove akvatorije i prosečne dubine. Zato je razumljivo da se najveći jezerski valovi pojavljuju na najvećem jezeru na Zemlji - Kaspijskom jezeru. Pri jačem severcu (tzv. "bakinski nord") dužeg trajanja valovi na Kaspijskom jezeru iznad Apšeronskog praga dostižu visinu do 11 m - veću nego na Jadranskom moru, pa čak i na Sredozemnom moru. Oni imaju dužinu 90-98 m, što prema visini daje strminu u odnosu kao 1:8,18 do 1:8,90. Valovi su visoki i na Velikim američkim jezerima - na Mičigenu dostižu visinu od 6 do 9 m, a na manjem Iriju do 3,6 m. Na Ladoškom jezeru visina talasa je 5-8 m, na Bajkalskom i Teleckom 4 m i više, na Onješkom 2,4-3 m, na Aralskom 2,5 m itd. Treba imati u vidu da toliko visoke talase podižu samo jaki vetrovi (sa brzinama iznad 20 m/s) i koji duže duvaju iz istog smera. Inače, na većini velikih jezera preovlađuju valovi visoki 0,5-0,8 m.
Koliki je uticaj dubine vode na visinu vetrovnih talasa pokazuje primer Ohridskog jezera i Balatona. Na Ohridskom jezeru, koje je manje akvatorije od Balatona (348 km², odnosno 596 km²) i prosečne dubine 144 m, najviši (izračunati) valovi dostižu visinu do 2 m, a na Balatonu, čija je prosečna dubina 3,18 m, samo 0,8-1,2 m. Dužina talasa srazmerna je dužini akvatorije, na kojoj se razvijaju vetrovni valovi, kao i brzini vetra. Na veštačkim jezerima najveće visine talasa zabeležene su na Cimljanskom jezeru - preko 3 m, potom na Kujbiševskom i Kahovskom jezeru - po 2,5 m, na Gorkovskom jezeru 2,3 m itd. Proučavanje dimenzija jezerskih talasa ima vrlo veliki praktičan značaj za izgradnju raznih hidrotehničkih objekata na jezerskim obalama, kao i za plovidbu.
Cunami su posebna vrsta talasa koja nastaje pod uticajem podmorskih zemljotresa i vulkanskih erupcija. Kreću se brzinom 600-800 km/h, na otvorenom moru su male visine (oko 1 m), ali kada dođu do obale ona se povećava i do 30 m, tako da imaju rušilačko dejstvo. Cunami se najčešće javljaju u "vatrenom pojasu Pacifika", duž obala Japana, Filipina, Indonezije i Havajskih ostrva. Najrazorniji cunami zabeleženi su u japanskom gradu Sanriko, koji je val visok 39 m opustošio 1896. godine (27.000 mrtvih) i val od 28,5 m 1933. godine (3.000 mrtvih). Zato je upravo u Japanu 1952. godine formirana "cunami služba", koja može samo petnaestak minuta posle trusnog udara da predvidi dejstvo cunamija i upozori ugroženo stanovništvo.[1]
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Gavrilović Lj. i Gavrilović D. (2007): Geografija za I razred gimnazije, Zavod za udžbenike, Beograd
- ↑ Tolman, H. L. (23. 6. 2010). Mahmood, M.F.. ur. CBMS Conference Proceedings on Water Waves: Theory and Experiment. Howard University, US, 13–18 May 2008: World Scientific Publications. ISBN 978-981-4304-23-8.
- ↑ Jugoslav Karamarković, Fizika (str. 59), Univerzitet u Nišu, 2005.
- ↑ Gavrilović Lj. i Dukić D. (2006): Hidrologija, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Beograd
- ↑ Jugoslav Karamarković, Fizika (str. 59), Univerzitet u Nišu, 2005.
- Tolman, H. L. (23. 6. 2010). Mahmood, M.F.. ur. CBMS Conference Proceedings on Water Waves: Theory and Experiment. Howard University, US, 13–18 May 2008: World Scientific Publications. ISBN 978-981-4304-23-8.
