اضطراب الريح. طرق حساب عناصر موجات الرياح

أمواج البحر

أمواج البحر

التذبذبات الدورية لسطح البحر أو المحيط ، بسبب الحركات التبادلية أو الدائرية للمياه. اعتمادًا على أسباب الحركة ، وموجات الرياح ، وموجات المد والجزر ( المد والجزرو مد وجزر طفيف) ، الباريك (الزلازل) والزلزالية ( تسونامي). تتميز الأمواج طويل، مساوية للمسافة الرأسية بين القمة وقاع الموجة ، الطول- المسافة الأفقية بين نتلتين متجاورتين ، سرعة الانتشارو فترة. في موجات الرياح ، يدوم تقريبًا. 30 ثانية ، للباراك والزلزالية - من عدة دقائق إلى عدة ساعات ، للمد والجزر يتم قياسها بالساعات.

الأكثر شيوعًا في الماء ريحأمواج. تتشكل وتتطور بسبب طاقة الرياح المنقولة إلى الماء بسبب الاحتكاك وضغط تدفق الهواء على منحدرات قمم الأمواج. توجد دائمًا في المحيط المفتوح ويمكن أن يكون لها مجموعة متنوعة من الأحجام ، تصل إلى أطوال. تصل إلى 400 م ، ح. 12-13 م وسرعة انتشار 14-15 م / ث. الأعلى. مسجلة عالية. موجات الرياح 25-26 م ، الموجات الأعلى ممكنة. في المرحلة الأولى من التطور ، تجري موجات الرياح في صفوف متوازية ، ثم تنقسم إلى قمم منفصلة. في المياه العميقة ، يتم تحديد حجم وطبيعة الأمواج من خلال سرعة الرياح ومدة عملها والمسافة من الفضاء المواجه للريح ؛ الأعماق الضحلة تحد من نمو الموجة. إذا خفت الرياح التي تسببت في الإثارة ، فإن موجات الرياح تتحول إلى ما يسمى. تضخم. غالبًا ما يتم ملاحظته في وقت واحد مع موجات الرياح ، بينما لا يتزامن معها دائمًا في الاتجاه والارتفاع.

في منطقة الأمواج ، ما يسمى ب. يدق تصفح- ارتفاعات دورية في منسوب المياه أثناء اقتراب مجموعة من الأمواج العالية. عالٍ يمكن أن يكون الارتفاع من 10 سم إلى 2 متر ، ونادرًا ما يصل إلى 2.5 متر.عادة ما يتم ملاحظة النتوءات في المسطحات المائية المحدودة (البحار والخلجان والمضيق والبحيرات) وهي موجات ثابتة ، وغالبًا ما تحدث بسبب التغير السريع في الغلاف الجوي. الضغط ، في كثير من الأحيان لأسباب أخرى (التدفق المفاجئ لمياه الفيضانات ، والأمطار الغزيرة ، وما إلى ذلك). بمجرد حدوث ذلك ، يؤدي تشوه مستوى الماء إلى تذبذبات مخففة تدريجياً فيه. في الوقت نفسه ، يظل مستوى الماء ثابتًا في بعض النقاط - وهذا ما يسمى. عقد الموجة الدائمة. عالٍ هذه الموجات غير ذات أهمية - عادة ما تكون عدة عشرات من السنتيمترات ، ونادراً ما تصل إلى 1-2 متر.

جغرافية. الموسوعة المصورة الحديثة. - م: روزمان. تحت إشراف الأستاذ. A. P. Gorkina. 2006 .

شاهد ما هي "أمواج البحر" في القواميس الأخرى:

الاضطرابات التي تصيب سطح البحر أو المحيط بسبب الرياح ، وقوى المد والجزر للقمر ، والشمس ، والزلازل تحت الماء ، وما إلى ذلك ، وهي مقسمة إلى الرياح ، والمد والجزر ، والجاذبية (تسونامي) ، وما إلى ذلك. توجد الموجات على سطح البيئة المائية ...... القاموس البحري

موجات على سطح البحر أو المحيط. نظرًا للحركة العالية لجزيئات الماء ، تحت تأثير أنواع مختلفة من القوى ، فإنها تخرج بسهولة من حالة التوازن وتقوم بحركات متذبذبة. الأمواج سببها ...

موجات البحر- تقلبات جزيئات الماء حول وضع التوازن ، منتشرة في البحر. وهي ناتجة عن الرياح ، وقوى المد والجزر ، والتغيرات في الضغط الجوي ، والزلازل ، وحركة الأجسام الصلبة في الماء ، وما إلى ذلك. العناصر الرئيسية لحركة الأمواج ... ... كتاب مرجعي موسوعي بحري

الموجات التي تنشأ وتنتشر على طول السطح الحر للسائل أو عند السطح البيني بين سائلين غير قابلين للامتزاج. V. في p. تتشكل تحت تأثير تأثير خارجي ، ونتيجة لذلك سطح السائل ... ... الموسوعة السوفيتية العظمى

اضطرابات تنتشر بسرعة محدودة في الفضاء وتحمل الطاقة دون انتقال المادة. الأكثر شيوعًا هي الموجات المرنة (البحر ، الصوت ، إلخ). الموجات الكهرومغناطيسية تثيرها الذرات والجزيئات ... ... القاموس البحري

أمواج البحر النوع المخرج الوثائقي (((مخرج)) شركة إديسون للأفلام ... ويكيبيديا

أمواج- لرؤية موجات في الحلم - عقبات في العمل والجهود والنضال من أجل النجاح. إذا كانت الأمواج واضحة ، فستكتسب معرفة جديدة ستساعدك على اتخاذ قرار أفضل في الحياة. موجات قذرة تنذر بخطأ لا يمكن إصلاحه ... ... تفسير الأحلام ميلنيكوف

طائر الخرشنة السخامي (Onychoprion fuscata) قادر على البقاء في الهواء لمدة 3 إلى 10 سنوات ، ولا يهبط إلا من حين لآخر على الماء ... ويكيبيديا

صورة لموجة كبيرة تقترب من سفينة تجارية. ما يقرب من أربعينيات القرن العشرين الموجات القاتلة (الأمواج المتجولة ، الأمواج الوحشية ، الموجة البيضاء ، الموجة المارقة الإنجليزية في ... ويكيبيديا

هذه الصفحة مسرد. # أ ... ويكيبيديا

كتب

• قصص البحر ، جوسيفا غالينا. لطالما جذبت قصة البحر الرومانسية الناس ، حيث يختبئ عنصر الماء الأبدي كثيرًا في حد ذاته ، لذا فأنت تريد التغلب على الأمواج واحدة تلو الأخرى. يوميات فريدة لمحبي متعطش لسفر اليخوت - ...

موجات الرياح

موجات العاصفة في شمال المحيط الهادئ

أمواج المحيط

موجات الرياحيتم إنشاؤها بسبب تأثير الرياح (حركة الكتل الهوائية) على سطح الماء ، أي الحقن. يصبح من السهل فهم سبب الحركات التذبذبية للموجات إذا لاحظ المرء تأثير نفس الرياح على سطح حقل قمح. إن تناقض تدفقات الرياح ، التي تخلق الأمواج ، واضح للعيان.

نظرًا لحقيقة أن الماء مادة أكثر كثافة من الهواء (حوالي 800 مرة) ، فإن تفاعل الماء مع تأثير الرياح يكون "متأخرًا" إلى حد ما ، ولا تتحول التموجات إلى موجات إلا بعد مسافة وزمن معينين ، بشرط أن تتعرض الرياح باستمرار. إذا أخذنا في الاعتبار معلمات مثل ثبات تدفق الرياح ، واتجاهها ، وسرعتها ، ومنطقة تأثيرها ، وكذلك الحالة السابقة لتذبذب سطح سطح الماء ، فإننا نحصل على اتجاه الموجة ، ارتفاع الموجة ، تردد الموجة ، فرض عدة تذبذبات اتجاهات على نفس سطح الماء. وتجدر الإشارة إلى أن اتجاه الموجة لا يتطابق دائمًا مع اتجاه الريح. هذا ملحوظ بشكل خاص عند تغيير اتجاه الرياح ، وخلط التيارات الهوائية المختلفة ، وتغيير ظروف بيئة التأثير (البحر المفتوح ، أو الميناء ، أو الأرض ، أو الخليج أو أي جسم آخر كبير بما يكفي يمكنه تغيير اتجاه التأثير وتشكيل الموجة) - هذا يعني أن الرياح أحيانًا تخمد الأمواج.

الحركة العمودية للأمواج

على عكس التدفقات الثابتة في الأنهار التي تسير في نفس الاتجاه تقريبًا ، يتم احتواء طاقة الأمواج في تذبذبها الرأسي وأفقيًا جزئيًا عند الأعماق الضحلة. يعتبر ارتفاع الموجة ، أو بالأحرى توزيعها ، 2/3 فوق متوسط ​​سطح الماء وثلث في العمق فقط. يتم ملاحظة نفس النسبة تقريبًا في سرعة الموجة لأعلى ولأسفل. من المحتمل أن هذا الاختلاف ناتج عن الطبيعة المختلفة للقوى التي تؤثر على حركة الموجة: عندما ترتفع كتلة الماء ، فإن الضغط هو الذي يعمل بشكل أساسي (يتم ضغط الموجة حرفيًا خارج البحر بسبب زيادة ضغط الماء في هذه المنطقة وضغط الهواء المقاومة المنخفض نسبيًا). عندما تتحرك الموجة لأسفل ، تعمل قوة الجاذبية ولزوجة السائل وضغط الرياح على السطح بشكل أساسي. التصدي لهذه العملية هو: القصور الذاتي للحركة السابقة للماء ، والضغط الداخلي للبحر (الماء يفسح المجال ببطء للموجة الهابطة - الضغط المتحرك إلى مناطق قريبة من الماء) ، وكثافة الماء ، والاحتمال لأعلى التيارات الهوائية (الفقاعات) التي تحدث عندما تنقلب قمة الموجة ، إلخ.

الأمواج كمصدر للطاقة المتجددة

من المهم بشكل خاص ملاحظة حقيقة أن موجات الرياح هي طاقة رياح مركزة. تنتقل الموجات عبر مسافات طويلة وتحتفظ بإمكانيات الطاقة لفترة طويلة. لذلك ، يمكن للمرء في كثير من الأحيان أن يلاحظ إثارة البحر بعد عاصفة أو عاصفة ، عندما تكون الرياح قد خمدت لفترة طويلة ، أو إثارة البحر أثناء الهدوء. هذا يعطي الأمواج ميزة كبيرة كمصدر للطاقة المتجددة بسبب ثباتها النسبي والقدرة على التنبؤ ، حيث تحدث الموجات مع تأخير بسيط بعد ظهور الرياح وتستمر في الوجود لفترة طويلة بعد ذلك ، وتتحرك لمسافات طويلة ، مما يجعل توليد الكهرباء من الأمواج أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنة مع توربينات الرياح. يضاف إلى ذلك ثبات أمواج البحر ، بغض النظر عن الوقت من اليوم أو الغيوم ، مما يجعل مولدات الأمواج أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنة بالألواح الشمسية ، لأن الألواح الشمسية تولد الكهرباء فقط خلال النهار ويفضل أن يكون ذلك في طقس صيفي صافٍ - في في فصل الشتاء ، تنخفض النسبة المئوية للإنتاجية إلى 5٪ من سعة البطارية المقدرة.

التقلبات في سطح الماء هي نتيجة النشاط الشمسي. تقوم الشمس بتسخين سطح الكوكب (وبشكل غير متساو - تسخن الأرض أسرع من البحر) ، تؤدي الزيادة في درجة حرارة السطح إلى زيادة درجة حرارة الهواء - وهذا بدوره يؤدي إلى تمدد الهواء ، مما يعني زيادة في الضغط. كما تعلم ، يتدفق الهواء ذو ​​الضغط الزائد إلى منطقة ذات ضغط منخفض - أي يتم إنشاء الرياح. والريح تهب الامواج. وتجدر الإشارة إلى أن هذه الظاهرة تعمل أيضًا بشكل جيد في الاتجاه المعاكس ، عندما يبرد سطح الكوكب بشكل غير متساو.

إذا أخذنا في الاعتبار إمكانية زيادة تركيز الطاقة لكل متر مربع من السطح عن طريق تقليل عمق القاع و (أو) إنشاء "أقلام" موجية - حواجز عمودية ، يصبح الحصول على الكهرباء من اهتزازات الموجة لسطح الماء عرض مربح للغاية. تشير التقديرات إلى أنه عند استخدام 2-5 ٪ فقط من طاقة الأمواج لمحيطات العالم ، فإن البشرية قادرة على تغطية جميع احتياجاتها الحالية من الكهرباء على المستوى العالمي بمقدار 5 مرات.

يكمن تعقيد ترجمة مولدات الموجات إلى واقع في البيئة المائية نفسها وتقلبها. هناك حالات معروفة لارتفاع الأمواج 30 مترًا أو أكثر. الموجات أو تركيز الطاقة العالي للأمواج قوي في المناطق القريبة من القطبين (في المتوسط ​​60-70 كيلو فولت / متر مربع). تحدد هذه الحقيقة مهمة المخترعين العاملين في خطوط العرض الشمالية لضمان الموثوقية المناسبة للجهاز بدلاً من مستوى الكفاءة. والعكس صحيح - في البحر الأبيض المتوسط ​​والبحر الأسود ، حيث تبلغ كثافة طاقة الأمواج في المتوسط ​​حوالي 10 كيلو واط ساعة / متر مربع ، يضطر المصممون ، بالإضافة إلى بقاء التركيب في الظروف المعاكسة ، إلى البحث عن طرق زيادة كفاءة التركيب (COP) ، والذي سيؤدي دائمًا إلى إنشاء تركيبات أكثر فعالية من حيث التكلفة. مثال على ذلك المشروع الأسترالي Oceanlinx.

في الاتحاد الروسي ، لم يتم ملء هذا المكان المناسب لإنتاج الكهرباء ، على الرغم من المساحات المائية غير المحدودة عمليًا ذات كثافة الطاقة المختلفة ، بدءًا من بايكال وبحر قزوين والبحر الأسود وانتهاءً بالمحيط الهادئ ومساحات المياه الشمالية الأخرى (بالنسبة إلى فترة عدم التجميد).

بالإضافة إلى ذلك ، حيث يتم تحويل الأمواج إلى كهرباء ، تصبح الحياة البحرية أكثر ثراءً بسبب حقيقة أن القاع لا يتعرض لتأثيرات مدمرة أثناء العاصفة.

ملحوظات

• مايكل كار "Understanding Waves" ، أبحر أكتوبر 1998: 38-45.
• روسمانير ، جون. كتاب أنابوليس للملاحة ،نيويورك: سايمون اند شوستر 1989
• ج. ستوكس (1847). "نظرية الموجات المتذبذبة". معاملات جمعية كامبريدج الفلسفية 8 : 441–455.
  أعيد طبعه في: ج. ستوكسالأوراق الرياضية والفيزيائية ، المجلد الأول. - مطبعة جامعة كامبريدج ، 1880. - ص 197 - 229.
• فيليبس ، أوم. (1977) "ديناميات أعالي المحيطات"(الطبعة الثانية) ISBN 0521 29801 6
• هولثوزين ، إل. (2007) "أمواج في مياه المحيطات والساحلية"مطبعة جامعة كامبريدج ، ISBN 0521860288
• فالكوفيتش ، جريجوري (2011) ، "ميكانيكا الموائع (دورة قصيرة للفيزيائيين)"، مطبعة جامعة كامبريدج ، ISBN 978-1-107-00575-4

الروابط

تتميز كل موجة بعناصر معينة. العناصر المشتركة للموجات هي: 1. قمة الرأس- أعلى نقطة في قمة الموجة ؛ 2. باطن القدم- أدنى نقطة في قاع الموجة ؛ 3. ارتفاع(ح) - زيادة قمة الموجة ؛ أربعة. الطول() - المسافة الأفقية بين قمتي قمتين متجاورتين على شكل موجة مرسومة في الاتجاه العام لانتشار الموجة ؛ 5. فترة(T) - الفاصل الزمني بين مرور قمتي موجتين متجاورتين عبر عمودي ثابت ؛ بمعنى آخر ، إنها الفترة الزمنية التي تقطع خلالها الموجة مسافة مساوية لطولها ؛ 6. انحدار (ه)- نسبة ارتفاع موجة معينة إلى طولها. يختلف انحدار الموجة عند نقاط مختلفة من ملف تعريف الموجة. يتم تحديد متوسط ​​انحدار الموجة من خلال النسبة:

7. سرعة الموجة(ج) - سرعة حركة قمة الموجة في اتجاه انتشارها ، محددة لفترة زمنية قصيرة لترتيب الفترة ؛ أمواج؛ ثمانية. جبهة الموجة- خط على مستوى سطح خشن يمر على طول قمم قمة موجة معينة ، والتي يتم تحديدها من خلال مجموعة من الملامح الموجية المرسومة بالتوازي مع الاتجاه العام للانتشار.

الشكل 1. العناصر الأساسية للموجة

2.2 سرعة موجات الرياح

تتميز موجات الرياح بحركة أفقية طفيفة للمياه. مع زيادة العمق ، يصبح الإزاحة الأفقية صغيرة بشكل مهمل بالفعل على عمق يتجاوز الطول الموجي. نتيجة لذلك ، في المياه العميقة ، لا تتفاعل الأمواج عمليًا مع القاع ولا يعتمد سلوكها على العمق. لذلك ، فإن سرعة طور الموجة هي دالة لطول الموجة فقط. في مأزق

يسمى أي نظام تعتمد فيه سرعة الموجة على طولها مشتت. لذلك ، فإن أعماق المحيطات هي نظام تشتيت نموذجي. عند ، تصبح سرعة الموجة مستقلة عن (يتوقف النظام عن التشتت). لكن في نفس الوقت تصبح معتمدة على العمق.

على المياه الضحلة

كل ما سبق يشير إلى سرعة الطور للموجة. سرعة المجموعة ، أي تختلف سرعة انتشار الطاقة عن سرعة الطور في وسط مشتت. بالنسبة لحالتين محددتين (الموجة العميقة والضحلة) ، فإن العلاقات التالية صحيحة:

في مأزق:

في المياه الضحلة:

2.3 ارتفاع الموج

ارتفاع الموجة يعتمد على:

تسارع الموجة

مدة الريح

سرعة الرياح.

الشكل 2. رسم بياني لاعتماد ارتفاع الموجة على سرعة الرياح

كان الحد الأقصى لارتفاع الموجة المسجل 34 مترًا ؛ كان طوله 342 م ؛ فترة 14.8 ثانية .. كانت سرعة الطور 23.1 م / ث وسرعة المجموعة حوالي 11.5 م / ث.

2.4 طاقة الأمواج

وفقًا للنظرية الهيدروديناميكية ، فإن طاقة الموجة هي مجموع الطاقة الحركية Ek لجزيئات السوائل المشاركة في حركة الموجة والطاقة الكامنة Ep التي تحددها موضع كتلة السائل المرتفعة فوق مستوى سطح هادئ. في الموجات ذات السعة الصغيرة ، الطاقة لكل منطقة لها طول موجي وعرض وحدة:

, (6)

أين كثافة السائل ؛ هل تسارع السقوط الحر ؛

تعد الأمواج جزءًا لا يتجزأ من الحياة البحرية لرجل اليخوت ، ولهذا السبب يكرس البحارة المتمرسون دائمًا الكثير من الوقت لهذه المشكلة. إليكم السبب ، سنكتشف ذلك لاحقًا.

كل شيء بسيط للغاية: تحدد الأمواج إلى حد كبير مستوى الراحة في البحر. يمكن أن تخلق الأمواج الكبيرة والسريعة موقفًا خطيرًا للسفينة والركاب على متنها ، في حين أن الموجات الصغيرة وغير الضارة نسبيًا قد لا تلاحظها حتى.

في هذه المقالة ، نود أن ننتبه إلى موجات الرياح ، أي تلك التي تتشكل تحت تأثير تيارات الرياح (هناك أيضًا موجات تنشأ بسبب زيادة النشاط الزلزالي - تسونامي ، تأثير المد والقمر ، المد والجزر). تبدأ أي موجة بتموجات صغيرة على سطح الماء ، تتطور منها موجات الجاذبية تدريجياً ، مما يزيد من طولها وارتفاعها.

هيكل الموجة:

تتكون موجة الرياح دائمًا من منحدر أمامي وخلفي ، والفرق الرئيسي بينهما هو أن المنحدر الأمامي هو مقدمة اتجاه الموجة ويكون دائمًا أكثر انحدارًا ، ويكون المنحدر الخلفي مواجهًا للريح ولطيفًا. تتحرك كتلة الماء في الموجة في مسار دائري تقريبًا. عندما تنحسر قوة الرياح ، تتحول الموجة إلى انتفاخ. من الناحية العملية ، غالبًا ما يتم ملاحظة الموجات المختلطة: تنتفخ وموجات الرياح في نفس الوقت.

الخصائص الرئيسية للأمواج:

- ارتفاع الموجة

في أغلب الأحيان ، يعني تعريف ارتفاع الموجة بالتحديد الارتفاع الملحوظ لإثارة هذه الموجة. ماذا يعني هذا؟ يُعرَّف الارتفاع الملحوظ بأنه ثلث أعلى موجة. في الواقع ، سيكون هناك عدد قليل من الموجات الأعلى ، وسيكون ارتفاع معظم الموجات أقل.

انحدار الموجة

يمكن التعبير عن هذه القيمة بصيغة بسيطة: نسبة ارتفاع الموجة إلى نصف طولها. وفقًا لذلك ، كلما ارتفعت الموجة ، كانت أكثر حدة.

سرعة الموجة

بالإضافة إلى ارتفاع الموج وانحداره ، يهتم رجال اليخوت المتمرسون أيضًا بقيمة مثل سرعة الموجة. يمكن حسابها باستخدام صيغة الطول الموجي / فترة الموجة. ومن هنا جاءت النتيجة - فكلما طالت الموجة زادت سرعتها.

تعتبر موجات الرياح جاذبية ، لأن الرياح هي القوة التي ، عند تعرضها لسطح الماء ، تخرج السائل من التوازن ، وتجعله الجاذبية من العودة إلى حالته الأصلية. بسبب القصور الذاتي ، تتم الحركة على شكل تذبذبات متتالية لجزيئات الماء ، والتي تتحرك في مدارات دائرية على عمق كبير بما فيه الكفاية وتنقل نفس الحركة إلى الطبقات الأساسية ، والتي تضعف كلما ابتعدت عن الماء سطح - المظهر الخارجي. ويترتب على ذلك أن الاضطرابات تتحلل بسرعة مع العمق. إذا كان عمق الخزان محدودًا ، فإن الاحتكاك بالقاع يؤثر على شكل المدارات: مع العمق ، فإنها تتناقص في القيم المطلقة ، وتصبح أكثر وأكثر استطالة وتأخذ شكل القطع الناقص ، وفي الطبقة الطبيعية ، تتحرك الجسيمات فقط في اتجاه أفقي. يتحرك الجزء المرئي من الموجة في الفضاء على شكل حركة انتقالية للموجات. وفقًا لظهور الشكل الموجي ، تنقسم الموجة إلى ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد. كقاعدة عامة ، تحدث موجات ثنائية الأبعاد في المناطق المفتوحة للبحار والمحيطات بعد انتهاء حركة الرياح. في المسطحات المائية الداخلية ، لا توجد موجات رياح بالشكل الصحيح على الإطلاق تقريبًا ، حيث يتم تنفيذ تأثير حتى الرياح الثابتة في الاتجاه والسرعة في شكل نبضات غير متكافئة تنتقل إلى كتلة الماء. يمكن أن يتسبب تقلب الرياح في الاتجاه في وجود عدة أنظمة موجية في الخزان في نفس الوقت ، عندما يتم فرضها على بعضها البعض ، يتم إنشاء نمط معقد من موجات الرياح ثلاثية الأبعاد ، قمم الموجات ، والتي لا تخلق منتظمًا. الخط الأمامي ، ولكن يتم ترتيبها في نمط رقعة الشطرنج الشرطي. يتم تحديد شكل وحجم الموجات من خلال عناصرها. من أجل الوضوح ، نأخذ في الاعتبار تذبذبات الموجة عند نقطة ثابتة لخزان عندما تمر الموجات من خلاله ، وكذلك ملف تعريف الموجة - جزء من سطح هائج عند نقطة ثابتة في الوقت المناسب بواسطة مستوى عمودي في الاتجاه الرئيسي لانتشار الموجة . (انظر الشكل 2.1)

الشكل 2.1 شكل الموجة والعناصر

وفقًا لدرجة تطور موجات الرياح ، تتميز الموجات المتنامية والثابتة والمثبطة. من العلامات المميزة لتزايد الموجات أن حجم الأمواج لم يصل بعد إلى القيم التي ينبغي أن تكون عليها في ظل تأثير الرياح على المدى الطويل في اتجاه معين وسرعة معينة. تتميز الموجة الثابتة بحقيقة توقف نمو الأمواج ، على الرغم من زيادة سرعة الرياح. يقترح العلماء أن هذه الظاهرة تحدث عندما تكون النسبة بين سرعة الموجة وانتشار الرياح تساوي 0.8 ، لأنه في هذه الحالة تكون قيمة الطاقة التي تنقلها الرياح مساوية لتشتتها ، بالإضافة إلى قيمة الطاقة تنتقل عن طريق الرياح بسبب الزيادة في الحركة الانتقالية للأمواج. توجد موجات متحللة عندما يتم تخفيف الريح وعدم توازن كتلة الماء بعد. عادة ما تكون ارتفاعات الموجات في الأمواج الرطبة أقل مما كانت عليه في الحالات المستقرة ، وتختفي تدريجيًا. يعتمد حجم موجات الرياح على عدد من العوامل ، أهمها: مدة الريح وسرعتها ، وطول التسارع - المسافة من الساحل المواجه للريح إلى النقطة المحسوبة ، وعمق الخزان و مخطط الساحل. في المسطحات المائية الداخلية ، يتجلى تأثير هذه العوامل بشكل مختلف عن تأثيرها في مناطق المياه المفتوحة للبحار والمحيطات ، حيث تلعب الرياح الدور الرئيسي في تطور الأمواج ، حيث تتغير سرعتها واتجاهها فوق الماء. المنطقة ، حيث تصل التسارع إلى مئات بل وآلاف الكيلومترات. وفقط بالقرب من الساحل في المياه الضحلة ، تؤثر أعماق الساحل وخطوطه على الأمواج. في المسطحات المائية الداخلية ، وحجمها الصغير نسبيًا لمناطق المياه ، يمكن غالبًا اعتبار اتجاه الرياح وسرعتها ثابتًا فوق منطقة منطقة المياه ويمكن تحديدها من بيانات الرصد من محطات الأرصاد الجوية الساحلية. الحجم المحدود لمناطق المياه هو أيضًا السبب في أن الرياح في الخزانات والبحيرات تطور الأمواج إلى حالة مستقرة لفترة قصيرة ، وتصل الأمواج إلى حدود تطورها بالفعل بعد ساعات قليلة من بدء حركة الرياح التي مستقر في السرعة. مع استمرار الرياح ، لا تتغير الخصائص الإحصائية للموجات بمرور الوقت. لم يتم تحديد الحدود الواضحة للموجة الثابتة تمامًا ، ويقوم علماء مختلفون بتقييمها بشكل مختلف. السمة الرئيسية لموجات الرياح في المياه الداخلية هي استقلالها العملي عن مدة الرياح. تتلاشى الإثارة أيضًا بسرعة كافية بعد الرياح ، لذلك لا يوجد تضخم في المياه الداخلية.

جميع الخزانات أو أقسامها ، وفقًا لظروف تأثير العمق على الأمواج ، مقسمة إلى مياه عميقة - بأعماق تزيد عن نصف طول الموجة (Н>) ، ضحلة - بأعماق أقل من نصف الطول الموجي وقاع منحدر أقل من 0.001 (Н≤ ، i≤0.001) ومختلط ، حيث تحدث كل من ظروف المياه العميقة والمياه الضحلة لتكوين الموجة على طول الجلب ، وتتخذ المنحدرات السفلية قيمًا أكبر من وأقل من 0.001. تعتبر مفاهيم الخزانات "الضحلة والعميقة" نسبية تمامًا: يمكن أن تكون نفس منطقة المياه عميقة ومياه ضحلة ، اعتمادًا على معايير الموجة. في معظم الحالات ، في الخزانات ، بسبب التضاريس السفلية المعقدة على مسار التسارع ، يلعب العمق دورًا حاسمًا في عمليات تشكيل الموجة. ويخضع حساب العمق لدراسة متأنية في حسابات موجات الرياح. يتم تقدير التأثير الكمي للعمق على تكوين موجة الرياح بطرق مختلفة: يقترح بعض الباحثين مراعاة العمق عند نقطة الحساب ، والبعض الآخر - متوسط ​​العمق في ملف تعريف الجلب ، والبعض الآخر - التغير في الأعماق على طول المسار المحسوب الملف الشخصي من قسم إلى قسم (طريقة الخطوة). تلعب الأعماق دورًا مهمًا في تكوين الأمواج في الخزانات والبحيرات الصغيرة. يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالخصائص المورفومترية لخصائص الخزانات ، وطريقة عملها ، ونظام المستوى. على سبيل المثال ، في خزان Rybinsk ، وهو عبارة عن أنبوب مغمور بالمياه بأعماق تتراوح من 7 إلى 9 أمتار ، من الضروري للغاية مراعاة العمق ، لأنه في حالة انخفاض مستوى الملاحة في الخزان بمقدار 2 متر (لا يملأ الخزان) الخزان إلى مستوى الاحتفاظ الطبيعي - FSL) ، يمكن أن يحد العمق بشكل كبير من نمو الأمواج في منطقة المياه بأكملها. ينعكس الوضع في الخزانات ذات السدود عالية الضغط (براتسكوي ، كراسنويارسك) ، لا يؤثر العمق عمليًا على تكوين الأمواج ، حيث يمكن تصنيف هذه الخزانات على عمق 20 إلى 100 متر بالقرب من السد على أنها مياه عميقة. بالنسبة إلى "الخزانات المختلطة" (خزانات Kuibyshevskoe ، وخزانات Tsimlyanskoe) ، فإن التأثير الأكثر أهمية للعمق على ارتفاع الموجة في الأجزاء العلوية هو سمة مميزة عنه في الجزء القريب من السد ، والذي يشبه من حيث الظروف المياه العميقة. إن التأثير المحدود للعمق في الأقسام العلوية ملحوظ بشكل خاص في ظروف السحب الصيفي للخزانات مع تنظيم موسمي وطويل الأجل. وأيضًا عندما لا يتم ملء خزانات التنظيم طويل الأجل حتى FSL. في الخزانات المسطحة الكبيرة ، مع تقلبات في المستويات خلال فترة خلو الجليد من 2-3 متر ، تتغير مساحة منطقة المياه وتسارع الأمواج والعمق بشكل كبير. في هذا الصدد ، في حسابات موجات الرياح ، من الضروري مراعاة تقلبات المستوى خلال فترة الخلو من الجليد. يتم التعبير عن تأثير العمق على موجات الرياح في المسطحات المائية الداخلية المغلقة أيضًا في الحد من تطور ارتفاعات الأمواج ، عندما يمكن أن تنمو الأمواج في ظل ظروف التسارع وسرعة الرياح. في مثل هذه الحالات ، ينبغي للمرء أن يتحدث عن التسارع الحالي أو الأقصى في ظل ظروف رياح معينة ، والتي لم تعد الزيادة اللاحقة تستلزم تطور الموجات. عند أقصى سرعة رياح للمياه الداخلية (20-25 م / ث) ، تبلغ قيمة التسارع الحالي حوالي 100 كم. ينقسم الشريط الساحلي لكل من المسطحات المائية الضحلة والعميقة إلى أربع مناطق ، يكون لظروف تكوين الموجات وطبيعة الأمواج سماتها الخاصة.

عند النظر في هذه المناطق ، يتم اعتماد التعيينات التالية: Hcr - العمق الذي تنكسر عنده موجات ارتفاع معين (Hcr = 2h) ،

λ هو متوسط ​​الطول الموجي في المياه العميقة ، h هو متوسط ​​ارتفاع الموجة الذي يمكن ملاحظته في المياه العميقة ، h 1 هو متوسط ​​ارتفاع الموجة الذي يمكن ملاحظته في أي نقطة في المنطقة الثانية ، بشرط أن يكون H هو عمق الماء عند الحد الفاصل بين المنطقتين الأولى والثانية (الانتقال من المنحدر i≤0.001 إلى المنحدر i> 0.001).

المنطقة الأولى هي المياه العميقة (إذا كان الخزان عميقًا) أو ضحلة (إذا كان الخزان ضحلًا).

المنطقة الثانية هي منطقة تحول الأمواج المنتشرة من المنطقة الأولى باتجاه الشاطئ في اتجاه تناقص الأعماق. في خزانات المياه العميقة ، تشتمل على شريط ساحلي من المياه بأعماق H cr 0.001 ، وفي المياه الضحلة - شريط ساحلي من المياه بأعماق H> H cr ، ومنحدرات i> 0.001 ، Hcr = 2h 1.

المنطقة الثالثة هي منطقة الأمواج ، مع أعماق H arr

المنطقة الرابعة هي منطقة التدفق ، بالقرب من الشاطئ ، على حدودها ، عند H arr = 0.65 H cr ، التدمير النهائي لجميع الأمواج وتشكيل الجريان ، تدفق المياه إلى الشاطئ. ، تحدث.

في المسطحات المائية الداخلية ذات التضاريس السفلية المعقدة ، وفقًا لظروف تكوين الأمواج ، يمكن أن تشغل المنطقتان الثانية والثالثة ليس فقط الشريط الساحلي ، ولكن أيضًا تقع في المناطق الضحلة من الخزان البعيد عن الساحل. العوامل المهمة التي تحدد موجات الرياح في المياه الداخلية هي تكوينها ، المسافة البادئة للخط الساحلي ووجود عوائق (رؤوس ، جزر) في طريق التشتت. وبالتالي ، نظرًا لعدد من السمات المذكورة لتكوين الأمواج ، فإن موجات الرياح في المسطحات المائية الداخلية معقدة وثلاثية الأبعاد ، وبسبب العمق المحدود ، فإن انحدار الأمواج أكبر بكثير من موجات البحر. في هذا الصدد ، فإن الطرق النظرية لحساب عناصر الموجة المطورة للظروف البحرية تبين أنها غير مناسبة للمياه الداخلية. في الوقت الحاضر ، تم تطوير الطرق التجريبية لحساب عناصر الموجة ، وكذلك الطرق شبه التجريبية القائمة على استخدام معادلة توازن طاقة الموجة مع إشراك المعاملات التجريبية ، على نطاق واسع. أكثر الطرق الواعدة هي الطرق الطيفية لحساب عناصر موجات الرياح.