Через що утворюються хвилі. Як утворюються хвилі? Види морських хвиль
Хвилі, які ми звикли бачити на поверхні моря, утворюються головним чином під дією вітру. Однак хвилі можуть виникати і з інших причин, тоді вони називаються;
Припливні, що утворюються під дією припливоутворюючих сил Місяця та Сонця;
Баричні, що виникають за різких змін атмосферного тиску;
Сейсмічні (цунамі), що утворюються внаслідок землетрусу або виверження вулканів;
Корабельні, що виникають під час руху судна.
Вітрові хвилі є переважаючими на поверхні морів та океанів. Хвилі приливні, сейсмічні, баричні та корабельні істотного впливу на плавання суден у відкритому океані не надають, тому на їхньому описі ми зупинятись не будемо. Вітрове хвилювання - один з основних гідрометеорологічних факторів, що визначають безпеку та економічну ефективність мореплавання, оскільки хвиля, набігаючи на судно, обрушується на нього, розгойдує, б'є в борт, заливає палуби та надбудови, зменшує швидкість ходу. Качка створює небезпечні крени, ускладнює визначення місця судна і сильно виснажує команду. Крім втрати швидкості, хвилювання викликає нишпорення та ухилення судна із заданого курсу, і для утримання його потрібне постійне перекладання керма.
Вітровим хвилюванням називається процес формування, розвитку та поширення викликаних вітром хвиль на поверхні моря. Вітровому хвилюванню притаманні дві основні риси. Перша риса - нерегулярність: невпорядкованість розмірів та форм хвиль. Одна хвиля не повторює іншу, за великою може слідувати мала, а може ще велика; кожна окрема хвиля постійно змінює свою форму. Гребені хвиль переміщуються у напрямі вітру, а й у інших напрямах. Така складна структура обуреної поверхні моря пояснюється вихровим турбулентним характером вітру, що утворює хвилі. Друга риса хвилювання полягає у швидкій мінливості його елементів у часі та просторі та пов'язана також з вітром. Однак розміри хвиль залежать не тільки від швидкості вітру, важливе значення має тривалість його дії, площа та конфігурація водної поверхні. З погляду практики немає необхідності знати елементи кожної окремо взятої хвилі чи кожного хвильового коливання. Тому вивчення хвилювання зводиться у кінцевому підсумку виявлення статистичних закономірностей, які чисельно виражаються залежностями між елементами хвиль і визначальними їх факторами.
3.1.1. Елементи хвиль
Кожна хвиля характеризується певними елементами,Загальними елементами хвиль є (рис. 25):
Вершина – найвища точка гребеня хвилі;
Підошва - найнижча точка улоговини хвилі;
Висота (h) – перевищення вершини хвилі;
Довжина (Л)-горизонтальна відстань між вершинами двох суміжних гребенів на хвильовому профілі, проведеному в генеральному напрямі розповсюдження хвиль;
Період (т) – інтервал часу між проходженням двох суміжних вершин хвиль через фіксовану вертикаль; іншими словами, це проміжок часу, протягом якого хвиля проходить відстань, що дорівнює своїй довжині;
Крутизна (е) – відношення висоти даної хвилі до її довжини. Крутизна хвилі у різних точках хвильового профілю різна. Середня крутість хвилі визначається ставленням:
Рис. 25. Основні елементи хвиль.
Для практики важливе значення має найбільший ухил, який приблизно дорівнює висоти хвилі h до її півдовжини λ/2
- швидкість хвилі з - швидкість переміщення гребеня хвилі у напрямі її поширення, що визначається за короткий інтервал часу порядку періоду хвилі;
Фронт хвилі - лінія на плані схвильованої поверхні, що проходить по вершинах гребеня даної хвилі, які визначаються за безліччю хвильових профілів, проведених паралельно генеральному напрямку поширення хвиль.
Для мореплавання найбільше значення мають такі елементи хвиль, як висота, період, довжина, крутість і генеральний напрямок переміщення хвиль. Усі вони залежать від параметрів вітрового потоку (швидкості та напрямки вітру), його протяжності (розгону) над морем та тривалості його дії.
Залежно та умовами утворення та розповсюдження вітрові хвилі можна поділити на чотири типи.
Вітрові - система хвиль, що у момент спостереження під впливом вітру, яким вона викликана. Напрямки поширення вітрових хвиль і вітру на глибокій воді зазвичай збігаються або розрізняються не більше ніж на чотири румби (45 °).
Вітрові хвилі характерні тим, що підвітряний схил їх крутіший, ніж навітряний, тому верхівки гребенів зазвичай завалюються, утворюючи піну, або навіть зриваються сильним вітром. При виході хвиль на мілководді та підході їх до берега напрями поширення хвиль та вітру можуть відрізнятися більш ніж на 45 °.
Зиб - спричинені вітром хвилі, що розповсюджуються в області хвилеутворення після ослаблення вітру та/або зміни його напрямку, або спричинені вітром хвилі, що прийшли з області хвилеутворення в іншу область, де дме вітер з іншою швидкістю та/або іншим напрямом. Приватний випадок зибу, що розповсюджується за відсутності вітру зветься мертвим зибою.
Змішані - хвилювання, що утворюється внаслідок взаємодії вітрових хвиль та зиби.
Трансформація вітрових хвиль – зміна структури вітрових хвиль за зміни глибини. У цьому випадку форма хвиль спотворюється, вони стають крутішими і коротшими і при невеликій глибині, що не перевищує висоти хвилі, гребені останніх перекидаються, і хвилі руйнуються.
За своїм зовнішнім виглядом вітрові хвилі характеризуються різними формами.
Горобина - початкова форма розвитку вітрового хвилювання, що виникає під впливом слабкого вітру; гребені хвиль при брижах нагадують луску.
Тривимірне хвилювання – сукупність хвиль, середня довжина гребеня яких у кілька разів перевищує середню довжину хвилі.
Регулярне хвилювання - хвилювання, у якому форма та елементи всіх хвиль однакові.
Товча - безладне хвилювання, що виникає внаслідок взаємодії хвиль, що біжать у різних напрямках.
Хвилі, що розбиваються над банками, рифами або камінням, звуться бурунів. Хвилі, що обрушуються у прибережній зоні, називаються прибоєм. Біля крутих берегів і портових споруд прибій має форму скидання.
Хвилі на поверхні моря поділяються на вільні, коли сила, що викликала їх, припиняє діяти і хвилі вільно переміщуються, і вимушені, коли дія сили, що викликала утворення хвиль, не припиняється.
По мінливості елементів хвиль у часі їх поділяють на що встановилися, тобто, вітрове хвилювання, у якому статистичні характеристики хвиль не змінюються у часі, і що розвиваються чи згасають - які змінюють свої елементи у часі.
За формою хвилі діляться на двомірні - сукупність хвиль, середня довжина гребеня яких у багато разів більша за середню довжину хвиль, тривимірні - сукупність хвиль, середня довжина гребеня яких у кілька разів перевищує довжину хвиль, і відокремлені, що мають тільки куполоподібний гребінь без підошви.
Залежно від відношення довжини хвилі до глибини моря хвилі поділяються на короткі, довжина яких значно менша за глибину моря, і довгі, довжина яких більша за глибину моря.
За характером переміщення форми хвилі вони бувають поступальні, які мають спостерігається переміщення форми хвилі, і стоячі - які мають переміщення. По тому, як розташовуються хвилі, їх поділяють на поверхневі та внутрішні. Внутрішні хвилі утворюються на тій чи іншій глибині поверхні розділу між шарами води різної щільності.
3.1.2. Методи розрахунку елементів хвиль
При вивченні морського хвилювання використовуються деякі теоретичні положення, що пояснюють ті чи інші сторони цього явища. Загальні закони будови хвиль та характеру руху їх окремих частинок розглядаються триоїдальною теорією хвиль. Відповідно до цієї теорії, окремі частинки води в поверхневих хвилях рухаються замкнутими еліпсоїдними орбітами, роблячи повний оборот за час, що дорівнює періоду хвилі т.Обертальний рух послідовно розташованих частинок води, зрушених на фазовий кут у початковий момент руху, створює видимість поступального руху: окремі частинки рухаються замкнутими орбітами, у той час як профіль хвилі переміщається поступально в напрямку вітру. Трохоїдальна теорія хвиль дозволила математично обґрунтувати будову окремих хвиль та зв'язати між собою їх елементи. Були отримані формули, що дозволяють розрахувати окремі елементи хвиль
де g -прискорення вільного падіння, Довжина хвилі До швидкість її поширення і період t пов'язані між собою залежністю К = Сх.
Слід зазначити, що триоїдальна теорія хвиль справедлива лише для правильних двовимірних хвиль, що спостерігаються у разі вільних вітрових хвиль – зиби. При тривимірному вітровому хвилюванні орбітальні шляхи частинок є замкнутими круговими орбітами, оскільки під впливом вітру виникає горизонтальне перенесення вод лежить на поверхні моря у напрямі поширення хвилі.
Трохоїдальна теорія морських хвиль не розкриває процесу їх розвитку та згасання, а також механізму передачі енергії від вітру до хвилі. Тим часом, вирішення цих питань необхідне з метою отримання надійних залежностей для розрахунку елементів вітрових хвиль.
Тому розвиток теорії морських хвиль пішло шляхом розробки теоретичних і емпіричних зв'язків між вітром і хвилюванням з урахуванням різноманітності реальних морських вітрових хвиль і нестаціонарності явища, тобто з урахуванням їх розвитку та згасання.
У загальному вигляді формули для розрахунку елементів вітрових хвиль можуть бути виражені як функції від декількох змінних
H, t, Л, C=f(W, D t, H),
Де W – швидкість вітру; D - розгін, t - тривалість дії вітру; Н – глибина моря.
Для мілководних районів морів для розрахунку висоти та довжини хвиль можна використовувати залежності
Коефіцієнти а та z змінні і залежать від глибини моря
А = 0,0151H 0,342; z = 0,104H 0,573.
Для відкритих районів морів елементи хвиль, забезпеченість висот яких становить 5%, та середні значення довжини хвиль розраховуються за залежністю:
H = 0,45 W 0,56 D 0,54 A,
Л = 0,3lW 0,66D 0,64A.
Коефіцієнт А обчислюється за такою формулою
Для відкритих районів океану елементи хвиль розраховуються за такими формулами:
де е - крутість хвилі при малих розгонах, D ПР - граничний розгін, км. Максимальну висоту штормових хвиль можна розрахувати за формулою
де hmax – максимальна висота хвиль, м, D – довжина розгону, милі.
У Державному океанографічному інституті на підставі спектральної статистичної теорії хвилювання були отримані графічні зв'язки між елементами хвиль та швидкістю вітру, тривалістю його дії та довжиною розгону. Ці залежності слід вважати найбільш надійними, що дають прийнятні результати, на основі яких у Гідрометцентрі СРСР (В. С. Красюк) було побудовано номограми для розрахунку висоти хвиль. Номограма (рис. 26) розділена на чотири квадранти (I-IV) і складається з серії графіків, розташованих у певній послідовності.
У квадранті I (відлік ведеться з нижнього правого кута) номограми дана градусна сітка, кожне розподіл якої (по горизонталі) відповідає 1° меридіана на даній широті (від 70 до 20° пн. ш.) для карт масштабу 1:15 000000 проекції. Градусна сітка необхідна для перекладу відстані між ізобарами п і радіуса кривизни ізобар R, виміряних на картах іншого масштабу, масштаб 1:15 000000. У цьому випадку ми визначаємо відстань між ізобарами п і радіус кривизни ізобар R в градусах меридіана на даній широті. Радіус кривизни ізобар R - радіус Окружності, з якою ділянка ізобари, що проходить через точку, на яку ведеться розрахунок, або поблизу неї має найбільший дотик. Визначається він за допомогою вимірювача шляхом підбору таким чином, щоб дуга, проведена зі знайденого центру, збігалася з даною ділянкою ізобари. Потім на градусній сітці відкладаємо виміряні величини на даній широті, виражені в градусах меридіана, і розчином циркуля визначаємо радіус кривизни ізобар і відстань між ізобарами, що відповідає масштабу 1:15000000.
У квадранті II номограми наведені криві, що виражають залежність швидкості вітру від баричного градієнта та географічної широти місця (кожна крива відповідає певній широті – від 70 до 20° пн. ш.). Для переходу від розрахованого градієнтного вітру до вітру, що дме поблизу поверхні моря (на висоті 10 м), було виведено поправку, що враховує стратифікацію приводного шару атмосфери. При розрахунках холодної частини року (стійка стратифікація t w 2°С)-коефіцієнт 0,6.
Рис. 26. Номограма для розрахунку елементів хвиль та швидкості вітру по картах приземного поля тиску, де ізобари проведені з інтервалом 5 мбар (а) та 8 мбар (б). 1 – зима, 2 – літо.
У квадранті III проводиться облік впливу кривизни на швидкість геострофічного вітру. Криві, що відповідають різним значенням радіусу кривизни (1, 2, 5 і т. д.), дано суцільними (зима) та штриховими (літо) лініями. Знак оо означає, що ізобари прямолінійні. Зазвичай при радіусі кривизни, що перевищує 15 °, обліку кривизни при розрахунках не потрібно. По осі абсцис, що розділяє кйадрант III і IV, визначається швидкість вітру W для даної точки.
У квадранті IV розташовані криві, що дозволяють за швидкістю вітру, розгону чи тривалості дії вітру визначати висоту про значних хвиль (h 3H), мають забезпеченість 12,5%.
Якщо є можливість щодо висоти хвиль використовувати як дані про швидкість вітру, а й про розгоні і тривалості дії вітру, розрахунок виконується з розгону і тривалості дії вітру (у годинах). Для цього з квадранту III номограми опускаємо перпендикуляр не до кривої розгону, а до кривої тривалості дії вітру (6 або 12 год). З отриманих результатів (по розгону та тривалості) береться менше значення висоти хвилі.
Розрахунок за допомогою запропонованої номограми можна проводити лише для районів «глибокого моря», тобто для районів, де глибина моря не менше половини довжини хвилі. При розгоні, що перевищує 500 км, або тривалість дії вітру більше 12 год використовується залежність висот хвиль від вітру, що відповідає океанським умовам (потовщена крива в квадранті IV).
Таким чином, для визначення висоти хвиль у цій точці необхідно виконати такі операції:
А) знайти радіус кривизни ізобари R, що проходить через цю точку або поблизу неї (за допомогою циркуля шляхом підбору). Радіус кривизни ізобар визначається лише у разі циклонічної кривизни (у циклонах та улоговинах) і виражається у градусах меридіана;
Б) визначити різницю тиску шляхом вимірювання відстані між сусідніми ізобарами в районі обраної точки;
В) за знайденими значеннями R і п залежно від пори року знаходимо швидкість вітру W;
Г) знаючи швидкість вітру W та розгін D або тривалість дії вітру (6 або 12 год), знаходимо висоту значних хвиль (h 3H).
Розгін знаходиться в такий спосіб. Від кожної точки, на яку ведеться розрахунок висоти хвиль, у бік проти вітру проводиться лінія струму до того часу, поки її напрям не зміниться стосовно початковому на кут 45° або досягне берега, або кромки льоду. Приблизно це буде розгін або шлях вітру, протягом якого повинні формуватися (хвилі, що приходять в цю точку).
Тривалість дії вітру визначається як час, протягом якого напрямок вітру незмінний або відхиляється від початкового не більше ніж ±22,5°.
За номограмою на рис. 26 можна визначити висоту хвилі по карті приземного поля тиску, на якій ізобари проведені через 5 мбар. Якщо ізобари проведені через 8 мбар, слід використовувати номограму, наведену на рис. 26 б.
Період і довжину хвилі можна розрахувати за даними про швидкість вітру і висоту хвилі. Наближений розрахунок періоду хвиль може бути проведений за графіком (рис. 27), на якому представлена залежність між періодами та висотою вітрових хвиль за різних швидкостей вітру (W). Довжина хвиль визначається за її періодом та глибиною моря в даній точці за графіком (рис. 28).
Хвилі з'являються завдяки вітру. Бурі утворюють вітри, які впливають на поверхню води, в результаті чого виникає брижа Точно так само, як утворюється бриж у твоїй чашці кави після серфінгу, коли ти на нього дуєш. А сам вітер можна побачити на картах прогнозу погоди: це зони низького тиску. Чим більша їх концентрація, тим сильнішим буде вітер. Малі (капілярні) хвилі спочатку рухаються у напрямі, у якому дме вітер. Чим сильніше і довше дме вітер, тим більше його вплив на поверхню води. Згодом хвилі починають збільшуватися у розмірі. У міру того, як вітер продовжує дмухати, і породжені ним хвилі і надалі піддаються його впливу, малі хвилі починають рости. Там вітер надає більший вплив, ніж спокійну поверхню води. Розмір хвилі залежить від швидкості вітру, що її утворює. Вітер, що дме з якоюсь постійною швидкістю, зможе генерувати хвилю певних розмірів. І як тільки хвиля набуває максимально можливих розмірів при даному вітрі, вона стає «повністю сформованою». Генеровані хвилі мають різні швидкості та періоди хвилі. (Дивись більш детально в розділі хвильова термінологія) Хвилі з більшим періодом рухаються швидше і долають більші відстані, ніж їх повільніші побратими. У міру віддалення від джерела вітру (розповсюдження) хвилі утворюють лінії прибоїв (свелів), які неминуче накочують на берег. Напевно, ти вже знайомий із поняттям «wave set» (вейв сет)! Хвилі, на які більше не впливає вітер, що породив їх, називаються донними хвилями (groundswell). Це саме те, на що полюють серфери! Що впливає розмір прибою (свелла)?Є три основних фактори, що впливають на розмір хвиль у відкритому морі: Швидкість вітру – чим вона більша, тим більшою буде хвиля. Тривалість вітру – аналогічно до попереднього. Fetch (фетч, «область покриття») - знову ж таки, чим більше область покриття, тим більше утворюється хвиля. Щойно вплив вітру на них припиняється, хвилі починають втрачати свою енергію. Вони рухатимуться доти, як виступи морського дна, чи інші перешкоди з їхньої шляху (великий острів наприклад) не поглинуть всю энергию. Існує кілька факторів, що впливають розмір хвилі в конкретному місці прибою. Серед них:Напрямок прибою (свелла) - чи дозволить воно потрапити свеллув потрібне нам місце? Океанське дно - свелл, що рухається з глибини океану на риф, утворює великі хвилі з діжками всередині. Неглибокий довгий виступ, що тягнеться до берега, сповільнить хвилі, і вони втратить свою енергію. Припливи – деякі види спорту повністю залежать. Дізнайся більше у розділі як з'являються кращі хвилі
Звідки беруться гігантські хвилі?
Чим зумовлено появу більшості хвиль в океанах і морях, про енергію хвиль і про найбільші гігантські хвилі.
Основною причиною появи океанічних хвиль – вплив вітрів на водну поверхню. Швидкість деяких хвиль може розвинутись і навіть перевищити 95 км на годину. Гребінь від гребеня може бути розділений 300 метрами. Вони проходять поверхнею океану величезні відстані. Більшість їх енергії витрачається ще до того, як вони досягнуть суші, можливо, минаючи при цьому найглибше місце у світі- Маріанську западину. Та й розміри їх стають меншими. А якщо вітер заспокоюється, то і хвилі стають спокійнішими і гладкішими.
Якщо океані сильний бриз, то висота хвиль зазвичай сягає 3 метрів. Якщо вітер починає ставати штормовим, то вони можуть стати 6 м. При сильному штормовому вітрі їх висота вже може бути вищою 9 м і вони стають крутими, з рясними бризками.
Під час шторму, коли в океані видимість не може, висота хвиль перевищує 12 метрів. А ось під час найсильнішого шторму, коли море суцільно вкрите піною і навіть невеликі кораблі, яхти чи судна (а не те, що риба, навіть найбільша риба) можуть просто загубитися між 14 хвилями.
Удари хвиль
Великі хвилі поступово розмивають береги. Маленькі хвилі можуть потихеньку вирівняти пляж із наносом. Хвилі ударяються об береги під певним кутом, тому, нанесення, змите в одному місці, винесеться і буде відкладено на іншому.
Під час сильних ураганів або штормів можуть статися такі зміни, що величезні ділянки берега можуть значно трансформуватися раптово.
Та й не лише береги. Колись, у дуже далекому від нас 1755 року, хвилі 30-ти метрової висоти знесли з лиця землі Лісабон, зануривши під тоннами води будівлі міста, перетворивши їх на руїни і занапастивши понад півмільйона людей. І сталося це у велике католицьке свято – День усіх святих.
Хвилі-вбивці
Найбільші хвилі зазвичай спостерігають за Голковою течією (або течією Агульяс), що біля берегів Південної Африки. Тут же була відзначена і найвища хвиля в океані. Її висота склала 34 м. А взагалі найбільша з будь-коли помічених хвиль, була зафіксована лейтенантом Фредеріком Марго на судні, що тримає свій шлях з Маніли в Сан-Дієго. Було це 7 лютого 1933 року. Висота тієї хвилі також була близько 34 метрів. Таким хвиль моряки дали прізвисько «хвилі-вбивці». Як правило, надзвичайно високої хвилі завжди передує така ж глибока западина (або провал). Відомо, що у таких западинах-провалах зникла велика кількість кораблів. До речі, хвилі, що утворюються під час припливів, з припливами і не пов'язані. Вони викликані підводним землетрусом чи виверженням вулкана на морському чи океанічному дні, що створює переміщення величезних мас води і, як наслідок, великі хвилі.
НОД з екологічної освіти дітей 6-7 років
з елементами дослідницької діяльності
Тема:Звідки беруться хвилі на море?
Мета НОД:продовжувати знайомити дітей із властивостями повітря. Дати дітям уявлення про рух повітря. Дати дітям можливість самим вирішити проблемну ситуацію у процесі дослідницької діяльності. Розвивати розумову активність, спостережливість. Продовжувати формувати в дітей віком пізнавальний інтерес до природи.
Методи та прийоми:дитяче експериментування, ігровий прийом, бесіда, метод моделювання, проблемна ситуація.
Матеріал:ванни з водою, фарби, пензлики для кожної дитини. Паперові кораблики та віяло за кількістю дітей. Щоденники спостережень, олівці, «піратська карта», мішечок зі «скарбами» - черепашками, камінцями та ін.
Хід НОД:
Хлопці, давайте пограємося в одну дуже цікаву гру:
Я буду художником, а ви — фарбами. За допомогою вас я малюватиму різні картини.
Я вирішила намалювати море. Всі хлопці, крім Сашка, встаньте поруч один з одним і витягніть вперед руки, ви будете морем, а Сашко корабликом. На цій моїй картині намальоване дуже спокійне море, лише по його поверхні пробігає легка брижа. По морю пливе кораблик: (діти стоять спокійно, злегка ворушачи пальцями рук, дитина, що зображує кораблик, «пропливає» повз дітей). Раптом на морі з'явилися невеликі хвилі. Спробуймо намалювати ці хвилі. (Діти виконують долонями рук легкі хвилеподібні рухи, дитина – кораблик пропливає морем, ніби погойдуючись на хвилях). Тепер я вирішила намалювати море під час бурі. Покажіть мені, яким буде море під час бурі, які хвилі будуть на ньому. Намалюйте цю картину. (Діти роблять енергійні хвилеподібні рухи руками, а кораблик пливе сильно розгойдуючись на хвилі).
Що ж, ви зуміли намалювати справжній морський шторм.
А як ви вважаєте, хлопці, звідки на морі з'являються хвилі? (Хвилі з'являються із-за вітру).
А хочете перевірити, чи це так насправді? (Так).
Тоді давайте ненадовго станемо з вами вченими та проведемо кілька дослідів, які допоможуть нам точно дізнатися, звідки беруться хвилі на морі. Пройдіть до нашої лабораторії та займіть місця за своїми робочими столами.
(Діти сідають за столи, на яких стоїть обладнання для проведення дослідів).
Для того, щоб почати наші досліди, нам потрібне море. Кожен із вас зробить своє море. Візьміть миски та налийте в них води з пляшок, що стоять на ваших столах. У всіх вийшло однакове море? (Так).
А як за допомогою фарб, які ви бачите на своїх столах, ми з вами можемо зробити, щоб ваші моря стали різними? (Додати у воду фарбу).
Що тоді станеться з водою? (Вона стане кольоровою).
Спробуймо це зробити. (Діти фарбують воду різними кольорами фарб)
Чому ваша вода стала кольоровою? (Припущення дітей. Якщо дітям важко відповісти, то згадати раніше проведені досліди з водою і підвести їх до висновку, що вода не має кольору і забарвлюється в будь-який колір).
Якими тепер стали ваші моря? (Моря вийшли різного кольору).
Тепер у нас із вами є чорне, червоне, жовте, синє море.
Подивіться, чи є зараз на морі хвилі? Чи море спокійне, безтурботне? (Хвиль немає. Море спокійне, безтурботне).
А тепер подуйте тихенько на ваше море.
Що сталося із морем? (З'явилися хвилі).
Чому ж з'явилися хвилі? (Бо ми подули на воду).
Все вірно. Ви, подули на море, і від цього почало рухатися повітря над водою, і саме це повітря, змусило ворушитися воду, і вийшли хвилі.
А, давайте, як справжні вчені спробуємо по-іншому перевірити наше припущення, що саме від руху повітря на морі з'явилися хвилі?
Для цього візьміть паперове віяло і помахайте їм в обличчя. Що ви відчуваєте? (Як дме вітер).
Ви відчули подих вітру, тобто, як рухається повітря. А тепер помахайте віялом над вашим морем. Що сталося із морем? (Знову з'явилися хвилі).
Тепер ви знаєте, звідки з'явилися хвилі? (Так. Віялом ми зробили вітер і змусили рухатися повітря над морем. Від цього з'явилися хвилі).
Як ви вважаєте, цей досвід підтверджує наше власне припущення про те, що саме від руху повітря на морі з'являються хвилі чи ні? (Відповіді дітей).
Ви знаєте, що всі вчені записують свої спостереження під час дослідів. А ми давайте змалюємо наші досліди у своїх щоденниках. (Роблять схематичні замальовки досвіду).
Хлопці, ви зробили дуже серйозну наукову роботу. Треба трохи відпочити. Давайте пограємо. Станьте поруч зі своїми стільцями. Повторюйте за мною слова гри та виконуйте рухи разом зі мною.
Віє вітер на просторі,
Гонить хвилі у синьому морі . (руки піднято вгору, роблять нахили убік);
Риби ховаються на дно
Плавати у бурю нелегко! (присідають та імітують руками руху плавця)
А як стихне буря у морі,
Сонце встане в небосхилі (встають на шкарпетки, руками тягнуться вгору до сонечка)
Ми в кораблику своєму,
У морі синьому попливемо! (Імітують руками руху плавця).
Подивіться, хлопці, і ваші столи стоять маленькі, паперові кораблики. На них ви можете вирушити в будь-яку подорож. Куди ви хочете поплисти? (Відповіді дітей)
А давайте попливемо на острів, де пірати закопали скарб морського царя? (Відповіді дітей)
Тоді спускайте свої кораблі на море та попливемо. (Діти опускають кораблі на воду, кожен у своє «море»).
Але чому ж наші кораблі стоять дома? Чому вони не рухаються? Що ж треба зробити, щоб вони попливли? (Діти висловлюють різні припущення: підштовхнути рукою, помахати віялом, щоб з'явився вітер).
А давайте спробуємо тихенько потиснути на корабель. Що вийшло? (Кораблик поплив).
Чому наш кораблик поплив, що змусило його рухатися? (Ми подули на кораблик повітрям, і повітря змусило плисти кораблик)
Правильно. Але ж кораблик пливе дуже тихо. Так ми надто довго пливтимемо до нашого острова зі скарбами. Що ж робити? (Припущення дітей. У ході обговорення, підвести дітей до припущення, що треба подути сильніше на кораблик).
Спробуємо сильніше подути на кораблик. Що вийшло? (Наш кораблик поплив швидше).
Як ви вважаєте, чому кораблик став плисти швидше? (Ми сильніше на нього подули).
Значить що сильніший потік повітря, то швидше пливе наш кораблик.
Ось ми й припливли до нашого острова. Давайте поставимо кораблі на сушу.
Подивіться, хлопці, я маю піратську карту острова. На ній хрестиком позначено місце, де закопані скарби.
(Діти розглядають карту та визначають те місце у групі, яке на карті позначено хрестиком. Знаходять скарби, заздалегідь сховані педагогом).
Подивіться, а ось і мішок зі скарбами. Давайте подивимося, що там лежить. (Розкривають мішок і дістають різні мушлі, морські камінчики, перлинки, засушені морські зірки і т.д.)
Чи подобаються вам скарби морського царя?
Тоді пропоную наступного разу вирушити в подорож морем і заглянути в гості до морського царя.
Поверхня морів і океанів рідко буває спокійною: вона, зазвичай, вкрита хвилями, а берега безупинно б'ється прибій.
Дивовижне видовище: масивне вантажне судно, яким грають гігантські штормові хвилі у відкритому океані, здається не більше горіхової шкаралупки. Фільми-катастрофи рясніють подібними картинами — хвиля заввишки з десятиповерховий будинок.
Хвильові коливання поверхні моря виникають під час шторму, коли тривалий рвучкий вітер у поєднанні з перепадами атмосферного тиску формує складне хаотичне хвильове поле.
Хвилі, що біжать, кипляча піна прибою
Віддаляючись від циклону, що викликав шторм, можна спостерігати, як змінюється хвильова картина, як хвилі стають більш рівними і стрункими рядами рухаються один за одним в одному напрямку. Ці хвилі називаються брилом. Висота таких хвиль (тобто різниця рівнів між найвищою і найнижчою точками хвилі) та їхня довжина (відстань між двома сусідніми вершинами), а також швидкість їх поширення досить постійні. Два гребені може розділяти відстань до 300 м, а висоту такі хвилі можуть досягати 25 м. Хвильові коливання від таких хвиль поширюються на глибину до 150 м.
З області освіти хвилі хиби поширюються дуже далеко, навіть за повного безвітря. Наприклад, циклони, що проходять біля берегів Ньюфаундленду, викликають хвилі, які за три дні досягають Біскайської затоки біля західних берегів Франції — майже 3000 км від місця їх утворення.
При підході до берега, зі зменшенням глибини, ці хвилі змінюють свій вигляд. Коли хвильові коливання досягають дна, рух хвиль уповільнюється, вони починають деформуватися, що завершується обваленням гребенів. Такі хвилі з нетерпінням чекають на любителів серфінгу. Особливо ефектними вони бувають у тих районах, де морське дно різко знижується біля берега, наприклад, у Гвінейській затоці на заході Африки. Це місце дуже популярне у серфінгістів усього світу.
Припливи: глобальні хвилі
Припливи – явище зовсім іншої природи. Це періодичні коливання рівня моря, добре помітні біля берегів і повторюються кожні 12,5 години. Вони викликані гравітаційним взаємодією вод океану переважно з Місяцем. Період припливів визначається співвідношенням періодів добового обертання Землі навколо своєї осі та обертання Місяця навколо Землі. Сонце також бере участь у освіті припливів, але меншою мірою, ніж Місяць. Незважаючи на перевагу в масі. Сонце надто віддалено від Землі.
Сумарна величина припливів залежить, таким чином, від взаємного розташування Землі, Місяця та Сонця, яке змінюється протягом місяця. Коли вони опиняються на одній лінії (що буває в повний місяць і молодик), припливи досягають максимальних величин. Найвищі припливи спостерігаються у затоці Фанді на узбережжі Канади: різниця між максимальним та мінімальним положеннями рівня моря тут становить близько 19,6 м.
