Falowanie, fale morskie – oscylacyjny ruch cząstek wody po orbitach kołowych lub eliptycznych. Najczęstszą przyczyną falowania jest tarcie wiatru o powierzchnię wody.
Spis treści |
Falowanie wiatrowe to uporządkowany, falowy oraz w niewielkim stopniu postępowy ruch przypowierzchniowych warstw wody w zbiornikach wodnych, wywołany wiatrem. Energia wiatru zamieniana jest w energię kinetyczną cząstek wody na skutek tarcia na styku wody i powietrza. Gdy lokalnie woda podnosi się, nad tym miejscem zwiększa się prędkość powietrza, co wywołuje spadek ciśnienia (zgodnie z prawem Bernoulliego). Ten z kolei podnosi jeszcze bardziej nierówność, a nadana prędkość ją przesuwa, kształtując grzbiet fali. W dolinie zachodzą zjawiska w odwrotnym kierunku. Cząstki wody poruszają się po zamkniętych orbitach eliptycznych.
Rozmiary falowania (wysokość, długość i okres fali) zależą od:
W akwenach płytkich na parametry fali ma też wpływ głębokość akwenu.
Proces przekazywania energii wiatru powierzchni wody jest zależny od różnicy prędkości fali i prędkości wiatru, dlatego dla danej prędkości wiatru istnieje maksymalna długość i wysokość fali, którą może wywołać.
Wyróżnia się:
Falowanie ustalone zachodzi po odpowiednio długim czasie działania wiatru na powierzchnię wody, dlatego falowanie ustalone dla wiatru o dużej prędkości może zajść tylko dla odpowiednio dużych akwenów i czasie wiania wiatru.
Prędkość fazową wód głębokich dobrze aproksymuje równanie:
gdzie
natomiast dla płytkich przybliżenie Boussinesq
Wysokość i długość fali zależy od takich czynników jak prędkość wiatru, jego stałość czy głębokość akwenu.
Oprócz najczęściej spotykanych fal wiatrowych wyróżnia się także inne rodzaje fali, wywoływane przez inne czynniki:
