دانلود مقاله کلیات درباره حرکات آب دریا

word قابل ویرایش
94 صفحه
10700 تومان

کلیات درباره حرکات آب دریا

دریا محیطی دائما در تلاطم است که حرکات آن نتیجه حرکات موجی با دوره های متفاوت و جریانهای بزرگ دریائی کم و بیش متحدالشکل می باشد.
الف- حرکات موجی عبارت اند از:
– امواج که دوره آنها بین ۳ تا ۲۰ ثانیه است و بلندی آنها به حدود ده متر می رسد.
– امواج کوتاه (با ارتفاع کم) که در بعضی از بنا در دیده می شود، بلندی آنها چندین ده سانتیمتر و دوره آنها از چند ده

ثانیه تا چند دقیقه می باشد. این امواج موج چه نامیده می شوند.
– جزر و مد که دوره آن از ۱۲ ساعت تا حدود ۱۸ سال و بلندی آن در بعضی از سواحل به ۱۵ متر می رسد.
این حرکات که به صورت نوسان دوره ای سطح آب دریا مشاهده می شود، جریان‌هائی دوره ایجاد می کند که نسبت به نوسان آب کم و بیش عقب افتادگی زمانی دارند.
ب-جریانهای بزرگ دریایی را عوامل زیر به وجود می آورند:
– نیروهائی خارج از محیط دریا:بادها، جاذبه ماه و خورشید و کواکب.
– نیروهای مربوط به محیط دریا: تفاوت شوری و یا تفاوت دمای آب دریا.

– جریانهای ناشی از باد ممکن است به حرکات جزر و مد اضافه شده و سطح آب دریا را به مقدار قابل توجهی بالا بیاورد. این پدیده در سواحل ژاپن و تاهیتی و بعضی سواحل دیگر زیاد دیده می شود. آن را به اصطلاح «جزر و مد همراه با موج باد» می نامند.
جریانهای دریایی به مناسبت سرعت کمی که دارند، در اکثر موارد در رژیم سواحل مؤثز نیستند، ولی آب و هوای مناطق ساحلی همواره تحت تأثیر آنها قرار دارد(اثر جریان آب گرم گلف استریم بر سواحل اروپای شمالی و جریان آب سرد لابراتوار بر سواحل امریکا)

پدیده فیزیکی موج
موج در اثر وزش باد بر سطح آب به وجود می آید: موقعی که باد می وزد چین خوردگی در سطح آب ظاهر می شود و به تدریج که بر شدت باد افزوده می گردد، تغییر شکل سطح آب زیادتر شده و پستی و بلندی هائی که ظاهر نا منظم دارند، دیده می شوند، بدون اینکه بتوان مسیری برای این حرکت تشخیص داد(تلاطم سه بعدی). اگر باد ادامه یابد، امواج تشکیل می شود و به سوئی که باد به سمت آن می وزد، پیشروی می کند. تلاطم به تدریج به صورت دو بعدی در می آید و موج استوانه ای مشاهده می گردد. مقطع موج(نیمرخ) به شدت ناقرینه است. بالای موج در زیر باد

برامده تر شده و قسمت پائین آن با شیب های کم به قسمت بالائی متصل می شود. پس از آنکه قسمت بالای موج به حد کافی برآمده شد، ریزش کرده و کف می کند و در سطح آب استوانه های کف مجزا از یکدیگر مشاهده می شود.

موجهای ناشی از باد که حالت نوسانات اجباری دارند، به نوبه خود حرکتی در سطح آب ایجاد می کنند که منجر به تشکیل امواج آزاد می شود. این امواج از محل توفان به اطراف منتشر می شوند. درباره امواج آزاد که از موجهای قبلی منظم ترند، بررسی های نظری بسیاری صورت گرفته است.
این نوع امواج عملا نسبت به صفحه قائم گذرا از وسط فاصله دوتاج موج قرینه اند. معذلک، شیب های دو طرف تاج تندتر از شیب های دو طرف ارتفاع موج واقع است) بالاتر از سطح متوسط اب دریا در موقع آرامش قرار دارد.
در واقع، نظم موجهایی که در اثر وزش باد تولید می شوند، نسبی است، زیرا این موجها به دنبال هم با دوره ها و بلندی ها و طول های متفاوت در حرکت اند. ثبت امواج در یک نقطه ثابت نشان داده که ردیف های امواج کم و بیش منظم شامل تعدادی تک موج با مشخصات مختلف اند که در آنها شناخت مقادیر مفهوم دارای مه موج ثبت شده را مشخص نماید، بسیار دشوار است. ولی از طریق کاربرد روش آمار ریاضی توانسته اند امواج را به وسیله قوانین احتمالات نسبتاً ساده که به نظریه توابع

تصادفی مربوط می شوند، مشخص نمایند.
در مواردیکه موج استوانه ای در منطقه با عمق متغیر پیشروی می کند، طول موج و بلندی و جهت آن دچار تغییر می شود، ولی دوره آن ثابت می ماند. این پدیده را انکسار می نامند. اگر پیشروی به سوی ساحلی کم شیب باشد که در آن خطوط تر از به طور محسوس موازی با خط تاج امواج است، از طول موج و در حالت کلی از بلندی آن کاسته می شود و به تدریج که عمق آب کاهش می یابد، موجها تغییر شکل می دهند و برجستگی آنها یعنی نسبت بلندی به طول موج اضافه می شود. اگر
خطوط تر از ساحل موازی با خط تاج امواج نباشد، این امواج یک حرکت دورانی به خود می گیرند تا

خط تاج موازی با خطوط تر از گردد. در نتیجه این نوع حرکت است که امواج در اطراف یک جزیره یا دماغه حالت تمرکز به خود می گیرند و بر بلندی آنها به مقدار زیاد اضافه می شود. بر عکس در پیشروی امواج در داخل یک خلیج کوچک دیده می شود که تاجهای امواج گسترده می شوند و

از بلندی آنها کاسته می گردد.
هنگامی که امواج به یک جدار قائم به طور عمودی برخورد می کنند، منعکس می‌شوند و با امواجی که به طرف دیوار پیش می آیند، تداخل کرده و یک مجموعه موج متوقف به وجود می آورند که موج ضربه نامیده می شوند. بلندی این امواج تقریبا دو برابر
بلندی امواج اولیه ولی طول و دوره آنها ثابت است.
اگر برخورد امواج با جدار قائم عمودی نباشد و تحت زاویه ای صورت گیرد،انعکاس ان نظیر انعکاس نور است.از ترکیب امواج اولیه و بازگشتی در سطح آب حرکاتی درجا ولی بسیار پیچیده پدید می آید که گفراژ نام دارد.
اگر جدار شیب دار باشد، انعکاس موج به طور کامل صورت نمی گیرد و بلندی امواج متوقف که تولید می شوند، کوچکتر از موردی است که انعکاس کامل باشد.
عبور امواج از یک معبر یا نزدیکی موج شکن سبب حرکت دورانی در تاج آنها
می شود(انکسار). در این شرایط از بلندی موج نیز کاسته می گردد. این پدیده پخش یا گسترش موج نامیده می شود. انکسار در طول موج و دوره تناوب این امواج تغییری پدید نمی آورد.

به طور تقریبی می توان گفت که موج حرکت مداری ذرات آب است که مسیری بسته را طی می کنند. در عمق حداقل بیشتر از طول موج این مسیر دایره است و حرکت بدون انتقال ماده صورت می گیرد. در یک لحظه معین تمام سرعتهای نقاط مختلف واقع بر یک خط قائم یک جهت دارند، ولی شدت این سرعتها از سطح آب به پایین کم می شود. شعاع دایره های مسیر از سطح آب به پائین به صورت توان متغیر
(تابع نمایی) کم می شود. اگر عمق کم باشد، مدارها بیضوی شکل می شوند که محور بزرگ آنها موازی با کف است و طول این محور از سطح آب به پائین به صورت

«تابع نمایی» کم می شود، ضمناً از نسبت محور کوچک به محور بزرگ نیز کاسته
می شود، تا جائی که در کف آب مدار به صورت قطعه خطی در می آید. در واقع، از بررسی دقیق تر موج در آزمایشگاه و در داخل یک محفظه شیشه ای چنین برآمده است که مدار ذرات آب کاملا بسته نیست. حرکت واقعی از روی هم قرار گرفتن حرکت مداری مذکور با یک جریان دیگری پدید می آید که توزیع آن در امتداد خط قائم هم در جهت حرکت و هم در شدت متغیر است. این توزیع که با تلاطم حرکت ذرات تغییر می کند، اهمیت زیادی از نظر نقل و انتقال مواد جامد ساحل تحت اثر امواج دارد.
در مواردی که امواج به ساحلی شیب دار می رسند، به تدریج بر ارتفاع موج اضافه می شود و قسمت بالای آن به طرف جلو متمایل شده و پائین می ریزد و کف سفیدی آشکار می گردد.(این پدیده ریزش موج نامیده می شود) اگر شیب ساحل کم باشد، موج پایین ریخته، بدون اینکه تقارن خود را از دست بدهد،پیش می آید. در تاج موج یک نقطه زاویه ای در حدود ظاهر می شود که ارتفاع آن به اندازه ۴/۳ ارتفاع موج از سطح آرامش آب بالاتر است. برعکس، اگر شیب ساحل تند باشد، نیمرخ موج تقارن خود را از دست می دهد و ریزش موج با پرتاب آب همراه است.
امواج معمولاً قبل از رسیدن به ساحل چند بار ریزش می کنند و چندین مورد
استوانه ای به وجود می آورند که در طوفانهای بزرگ خطرناک اند، زیرا موج در لحظه ریزش نیروی بزرگی را ناگهان آزاد می کند که ممکن است هم بر ساختمانهای بندری(موج شکن ها) و سواحل و هم بر کشتی ها و قایق ها تأثیرات مهمی داشته باشد.
اندازه گیری مشخصات موج
اندازه گیری بلندی و دوره موج
اندازه گیری دوره موج با ثبت کردن بلندی آن در یک نقطه معین و شمارش تعداد تاجهای موج که در ظرف مدتی معین از آن نقطه گذشته است، انجام می شود، ولی چون ثبت بلندی امواج غالیا روی نوار صورت می گیرد که حرکت آن سرعت ثابتی دارد، از بررسی دقیق این نوار مستقیماً دوره امواج به دست می آید.
بلندی امواج ممکن است مستقیماً اندازه گیری شود و یا از اندازه گیری سایر مشخصات نتیجه گردد.

الف-روشهای مستقیم
روش فرود: قطعه چوب مدوری را که در پایین آن یک وزنه و یک صفحه مربعی
شکل کوچک قرار داده اند، در آب می گذارند. این قطعه چوب قائم می ایستد و وضع آن به طور محسوس نسبت به سطح آرامش آب ثابت است. قرائت تر از آب هر لحظه بر روی درجات چوب مقداری را که آب بالا یا پایین رفته، نشان می دهد.
موج سنج ثبات با جسم شناور:جسم شناوری را در داخل لوله ای قائم قرار داده اند، به طوری که می تواند بدون اصطکاک بالا و پائین رود. قطر لوله کوچک است تا در حرکت آب اختلالی حاصل نشود و لوله با سوراخ های بزرگ با آب دریا مربوط است تا تغییرات سطح آب عینا در لوله منعکس شده و مستهلک نگردد.
هلندی ها دستگاهی ساخته اند که در آن پیشروی نوار ثبت با حرکت جسم شناور صورت می گیرد. بعضی دستگاه های دیگر دارای سیستم مکانیکی ساعت هستند.

موج سنج ثبات با اتصال الکتریکی: این دستگاه از ستونی که در فواصل مساوی مثلا هر ده سانتیمتر یک اتصال الکتریکی دارد، تشکیل شده است. هر دفعه که آب به سطح یکی از اتصال ها می رسد، یک مدار الکتریکی بسته می شود و دستگاه علامتی را ثبت می کند، در گذشته از دستگاه هایی استفاده می کردند که تغییرات سطح آب را به طور مداوم و مستمرا اندازه گیری می کرد، ولی معلوم شد که گیاه های دریائی و صدف ها سبب اشتباه می شوند.
اطلاعاتی که دستگاه های موج سنج ثبات می دهند، به وسیله رادیو تلفنی به طور

خودکار به یک دستگاه ثبات که در خشکی قرار دارد، منتقل می شود و مورد استفاده قرار می گیرد.
موج سنج ثبات با استفاده از امواج بسیار کوچک صوتی یا ماوراء صوتی: دستگاهی را که ماورا صورت(اولتراسون) پخش می کند، در کف دریا قرار می دهند. زاویه پخش خیلی کوچک و در حدود ۲ تا ۳ درجه است.
امواج ماوراء صوت به طرف سطح آب فرستاده می شود، انعکاس امواج تر از سطح آب را تعیین می کند. این نوع دستگاه ها را در اعماق کم می توان به کار برد.
-عکس برداری هوائی:با عکس هوائی به صورت استریفتوگرافی می توان خطوط تر از سطح آزاد را به دست آورد و در عین حال، طول و دوره موج جهت نزدیک شدن آن را تعیین کرد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 10700 تومان در 94 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد