Υπάρχουν πολλοί τύποι κυμάτων που ρέουν στους ωκεανούς, από μικρούς κυματισμούς μέχρι τεράστιους τοίχους νερού, ύψους 30 μέτρων. Προκαλούνται κυρίως από ανέμους και, αν δεν βρεθεί κάτι να εμποδίσει την πορεία τους, μπορούν να ταξιδέψουν για χιλιάδες χιλιόμετρα.
Τα κύματα παράγονται όταν ο άνεμος που φυσάει πάνω από τα επιφανειακά ύδατα, αλληλεπιδρά με την επιφάνεια του νερού μεταφέροντας την ενέργειά του και προκαλώντας το νερό να κινείται με κυκλική κίνηση. Η κίνηση των μορίων του νερού της επιφάνειας διαδίδεται και προς τα βαθύτερα και παράλληλα δημιουργεί ένα κύμα που κινείται προς την κατεύθυνση του ανέμου. Το κύμα είναι ένας μηχανισμός μεταφοράς ενέργειας, από τα μόρια του άνεμου στα μόρια του νερού – τα μόρια του νερού δεν κινούνται μαζί με το κύμα όμως αλλά κάνουν κυκλικές κινήσεις γύρω από ένα σημείο ισορροπίας τους. Η μεταφορά των μορίων του νερού συμβαίνει με τα θαλάσσια ρεύματα.
Μια αναλογία είναι ένα πλήθος ανθρώπων που κάνουν ένα μεξικάνικο κύμα σε ένα στάδιο: μένουν στην ίδια τοποθεσία, αλλά το κύμα που δημιουργούν ταξιδεύει γύρω από την αρένα.
Στην εικόνα που ακολουθεί φαίνεται η κίνηση των μορίων του νερού αναλόγως του βάθους στο οποίο βρίσκονται.
Καθώς τα κύματα φτάνουν στην ακτή, ο βυθός αρχίζει και ανεβαίνει προς τα πάνω και η ομαλή κίνηση των κυμάτων διαταράσσεται. Η ενέργεια που διαδίδεται στα κατώτερα στρώματα επιβραδύνεται σε σχέση με τα αβαθή στρώματα και αυτό έχει ως αποτέλεσμα το επιφανειακό κύμα να χάσει την επαφή του με τα κατώτερα στρώματα και να αρχίσει να σκαρφαλώνει στην επιφάνεια, να φουσκώνει και να καταλήγει να σπάζει στην ακτή.
Το ύψος ενός κύματος καθορίζεται από την ένταση του ανέμου (strength), τον χρόνο που φυσά και την απόσταση που ο κυματισμός έχει ταξιδέψει (fetch) πάνω από το νερό. Παράδειγμα: Ο άνεμος που φυσάει για μια ώρα με ταχύτητα 55,6 χιλιομέτρων την ώρα σε μια έκταση νερού πλάτους 1000 χιλιομέτρων θα δημιουργούσε κύματα με σημαντικό ύψος κύματος 0,7 μέτρα. Αλλά αν φυσούσε για 48 ώρες, η κορυφή του κύματος θα αυξανόταν στα 10,5 μέτρα, περίπου διπλάσια από το ύψος ενός διώροφου λεωφορείου.
Περιστασιακά τα κύματα συγχωνεύονται για να σχηματίσουν ένα που είναι πολύ υψηλότερο από αυτά που το περιβάλλουν. Αυτά τα τεράστια κύματα θεωρούνταν κάποτε φανταστικά, ή τουλάχιστο, εξαιρετικά σπάνια. Ωστόσο, μέσω της καλύτερης παρακολούθησης των θαλασσών, γνωρίζουμε τώρα ότι αυτά τα απίστευτα κύματα είναι εκπληκτικά κοινά. Οι πολύπλοκες διεργασίες που τις γεννούν είναι πλέον καλύτερα κατανοητές, ενώ η πιθανότητα εμφάνισης αυτών των κυμάτων στο μέλλον φαίνεται ότι αυξάνεται. Ορισμένοι ερευνητές θεωρούν ότι τα ακραία κύματα γίνονται όλο και πιο πιθανά ως αποτέλεσμα της κλιματικής αλλαγής, λόγω της αύξησης των καταιγίδων και της τήξης των πολικών πάγων.
Οι ωκεανογράφοι μετρούν το ύψος των κυμάτων χρησιμοποιώντας έναν όρο που ονομάζεται “σημαντικό ύψος κύματος”, γνωστό ως “significant wave height”. Ένας παρατηρητής που προσπαθεί να υπολογίσει το ύψος του κύματος, θα μετρήσει ένα φάσμα κυματισμών, από πολύ μικρά (τα πιο συνηθισμένα) μέχρι πολύ μεγαλύτερα (αλλά πολύ λιγότερα σε αριθμό).
Το σημαντικό ύψος κύματος ορίζεται ως το μέσο ύψος κύματος, από τo ελάχιστο σημείο στο βαθύ μπλε μέχρι και την κορυφή του υψηλότερου ενός τρίτου των κυμάτων. Επινοημένο από τον ωκεανογράφο Walter Munk κατά τη διάρκεια του Β ‘ Παγκοσμίου Πολέμου, το σημαντικό ύψος κύματος παρέχει μια εκτίμηση των υψών κυμάτων που καταγράφονται από έναν εκπαιδευμένο παρατηρητή από ένα σταθερό σημείο στη θάλασσα. Σύμφωνα με στατιστικούς υπολογισμούς, ενώ τα πιο συνηθισμένα κύματα είναι χαμηλότερα από το σημαντικό ύψος κύματος, είναι στατιστικά δυνατό να απαντηθεί κύμα που είναι πολύ υψηλότερο – ειδικά αν παρατηρούμε την επιφάνεια της θάλασσας για μεγάλο χρονικό διάστημα. Εκτιμάται ότι περίπου ένα στα 3000 κύματα θα φτάσει το διπλάσιο ύψος από το σημαντικό ύψος κύματος – περίπου τρεις φορές κάθε 24 ώρες. Τα μοντέλα, για να εκφράσουν τις διαφορές στον κυματισμό, υπολογίζουν το significant wave height και αυτός που θα μελετήσει τα αποτελέσματα του μοντέλου, θα πρέπει να γνωρίζει ότι:
- τα πιο συχνά εμφανιζόμενα κύματα είναι στο μισό του σημαντικού ύψους κύματος
- 1 στα 7 κύματα, θα είναι υψηλότερο από το σημαντικό κύμα
- Θα παρατηρήσουμε κύματα διπλάσια από το σημαντικό κύμα περίπου 3 φορές στις 24 ώρες
- Στο σχήμα που ακολουθεί, με σκούρο μπλε φαίνεται η κατανομή του 1/3 των ψηλότερων κυμάτων ενώ τα 2/3 των χαμηλότερων βρίσκονται με ελαφρύ μπλε.
Είναι σημαντικό όμως να γνωρίζουμε ότι όλη η πιο πάνω ανάλυση ισχύει όταν η θάλασσα έχει μεγάλο βάθος και δεν επηρεάζει τον κυματισμό που δημιουργείται από τον άνεμο άρα και είναι χρήσιμο σε όσους κινούνται στην ανοιχτή θάλασσα.
Κατά τον σχεδιασμό ενός ταξιδιού, οι ναυτικοί δεν θα πρέπει να επικεντρώνονται αποκλειστικά στο σημαντικό ύψος κύματος σε μια πρόβλεψη. Είναι εξίσου σημαντικό να αναγνωριστεί η έννοια του φάσματος κυμάτων, να γνωρίζουμε τον ορισμό του σημαντικού ύψους κύματος και να είμαστε σε θέση να καθορίσουμε το αναμενόμενο εύρος των υψών κυμάτων.
Το σημαντικό ύψος κύματος προορίζεται ως ενδεικτικός οδηγός που μπορεί να βοηθήσει τους ναυτιλομένους να μετρήσουν το εύρος των μεγεθών κυμάτων σε μια συγκεκριμένη περιοχή για ένα ταξίδι ανοικτής θάλασσας. Επίσης το σημαντικό ύψος κύματος είναι ενδεικτικό (και όχι ακριβές) υπολογισμό των κυμάτων κοντά στην ακτή: ένας σέρφερ μπορεί να το χρησιμοποιήσει ποιοτικά για να αξιολογήσει την πιθανότητα να φτάσει τουλάχιστον ένα «μεγάλος» ενώ βρίσκονται έξω στο σερφ. Οι αλιείς βράχων θα πρέπει επίσης να γνωρίζουν τους κινδύνους του «μεγάλου» να τους ξεπλένει από τα βράχια.
Επιπλέον, τα πιο πάνω αναφέρονται στα ανεμογενή κύματα στα οποία, εάν κάποιος θέλει να είναι ακριβής στους υπολογισμούς του, θα πρέπει να προσθέσει και τον κυματισμό που προέρχεται από πολύ μακρυνές περιοχές, την γνωστή «λόγγα» η οποία είναι κυματισμός πολύ μεγάλου μήκους κύματος που δημιουργεί τη δική της κύμανση που προστίθεται στον ανεμογενή κυματισμό.
Τέλος, δεν προκαλούνται όλα τα κύματα από τον άνεμο. Η σεισμική δραστηριότητα μπορεί να προκαλέσει μια σειρά κυματισμών μεγάλου μήκους κύματος, γνωστά ως τσουνάμι, λόγω της μετατόπισης μεγάλων ποσοτήτων νερού από την κίνηση του πυθμένα της θάλασας. Η βαρυτική έλξη του ήλιου και του φεγγαριού προκαλεί επίσης τη δημιουργία κυμάτων – αυτά είναι γνωστά ως παλίρροιες.
Enalios Media
