marți, 7 februarie 2012

Maree



Mareele, ridicarea si coborarea periodica a tuturor apelor oceanelor, incluzandu-le pe cele ale marilor deschise si golfurilor, sunt rezultatul atractiei gravitationale exercitata de Luna si Soare asupra Pamantului si asupra apelor acestuia.
Luna, fiind mult mai apropiata de Pamant decat Soarele, este cauza principala a formarii mareelor. Cand Luna se afla intr-o anumita pozitie fata de Pamant, aceasta exercita o atractie puternica asupra apei, care se ridica in acel loc deasupra nivelului normal al acesteia. Astfel ia nastere fluxul. La randul lui, Pamantul este atras catre Luna cu o forta mai mare decat apele din partea opusa si se retrage fata de ele, creand astfel al doilea flux, in partea diametral opusa. In celelalte parti ale Terrei, unde apa nu este atrasa de nici un corp, ia nastere refluxul. Impreuna, fluxul si refluxul, formeaza mareele.


Mareele au un ciclu continuu. Variatiile, care, de obicei, au loc intre nivelul de apa scazut si cel ridicat, se refera la intinderea mareelor. La majoritatea tarmurilor din intreaga lume, doua nivele de apa ridicata si scazuta se intampla la fiecare zi lunara, durata acesteia fiind de 24 h, 50 ' si 28 '. Doua nivele de apa scazuta sau ridicata succesive sunt in general de aceeasi inaltime. In locuri diferite din oceanul Atlantic aceste inaltimi variaza considerabil; acest fenomen, care este cunoscut ca o inegalitate diurna, nu este in totalitate inteles.
Soarele exercita, de asemenea, o forta de atractie asupra apelor Terrei, dar datorita distantei foarte mari, puterea de atractie este de doar 46% din cea a Lunii.

Tipuri de mare:
·         Mare maxime -  se formeaza pe durata perioadei in care este Luna plina si Luna noua, cand Soarele, Luna si Pamantul sunt in linie; in asemenea cazuri, fluxurile sunt mai mari, iar refluxurile mai mici decat de obicei.
·         Maree minime – se formeaza cand Luna se afla in primul sau in al treilea patrar, aceasta formeaza cu Soarele un unghi drept relativ cu Pamantul, fortele exercitate de catre Soare si Luna anulandu-se aproape in intregime; diferenta dintre nivelele de apa de la flux si reflux este mai mica decat cea normala.
Cele doua tipuri de maree, maxime si minime, au loc la 60 h dupa fazele corespunzatoare ale Lunii, perioada de timp care intervine fiind numita "varsta mareelor".

Curentii si valurile mareelor




Odata cu ridicarea si coborarea apei pe verticala au loc si miscari laterale sau orizontale, cunoscute sub numele de curenti mareici, care sunt foarte diferiti de curentii obisnuiti ai oceanelor. In timpul perioadei de retragere, apa este caracterizata prin calm, odihna, si este conoscuta sub numele de “apa lenesa”. Un curent care se indreapta spre tarm sau in susul apei unui rau poate fi numit flux si ar putea provoca inundatii, iar unul care se indeparteaza in largul unei mari sau unui ocean, sau curge in directia apei unui rau, reflux.
La diferite intervale de timp, giganticele valuri care apar la marile cu deschidere la ocean, numite si valuri mareice, lovesc malurile cu o forta uriasa, provocand pierderi de vieti omenesti si pagube materiale. Aceste valuri nu sunt provocate de fenomenul mareic natural, ci de cutremure, eruptii vulcanice din adancurile oceanelor si serioase tulburari ale atmosferei.

Alt fenomen relatat este “The Seiche”, care apare de obicei in lacuri sau mari fara deschidere la ocean, cum sunt San Francisco Bay din California si Lake Geneva din Elvetia. La suprafata apei se observa modificarea nivelului acesteia, care variaza intre cativa centimetri si mai multi metri, posibil din cauza presiunii atmosferice sau, uneori, ca rezultat al unui soc seismic produs la mare departare. In ultimul caz, fenomenul are efect intarziat, valurile ajungand minute, chiar ore mai tarziu.

Energia mareelor
Energia mareelor a fos folosita pentru producerea electricitatii. In vara anului 1966, in estuarul raului Rance din nord-vestul Frantei s-a produs o putere mareica cu o capacitate de 240 000 kw. Fluxul acestui rau a trecut prin baraj, a intors turbinele, dupa care s-a blocat in spatele acestuia. La reflux, cand apele au scazut, apa blocata a fost eliberata intorcand din nou turbinele. Astfel de puteri sunt cele mai eficiente daca diferenta dintre nivelul apei la flux si cel de la reflux sunt imense, ca si in estuarul raului Rance, unde diferenta a fost de 8,5 m. Cele mai mari maree din lume se gasesc in Bay of Fundy in Canada, unde diferenta dintre nivelul apei la flux si reflux este de aproximativ 18m. 

Elementele valurilor


Elementele valurilor

§  Frontul valului este linia care trece de-a lungul crestei valului și care este aproximativ perpendiculară pe direcția de propagare a profilului acestuia.
§  Panta valului este unghiul format de tangenta la suprafața valului cu linia orizontală în punctul de tangență. Are valori diferite și de regulă se ia cea maximă. În practică se calculează prin raportul dintre înălțimea valului și jumătate din lungimea sa.
§  Viteza valului este distanța parcursă de creasta valului în unitatea de timp. Este un element al valurilor de translație și se apreciază în m/s sau mile/h, calculându-se prin raportul dintre lungimea valului și perioada sa.
§  Creasta valului este partea superioară a unui val, care este spulberată pe vânt puternic. Este linia ce unește punctele cu cotele maxime ale valului.
§  Înălțimea valului este distanța măsurată pe verticală între creasta valului și linia de cea mai mică cotă a scobiturii imediat următoare. Se apreciază din vedere sau cu aparate speciale, iar valorile se dau în metri sau picioare. Înălțimea obișnuită a valurilor oceanice este de 5 m, iar valorile maxime măsurate pînă în prezent sunt următoarele:
§  21 m în bazinul nordic al Oceanului Pacific;
§  15,6 m în bazinul nordic al Oceanului Atlantic;
§  14 m în emisfera sudică;
§  11,5 m în Oceanul Indian.
§  Scobitura valului este un termen care se referă mai ales la partea cea mai adâncă a văii dintre valuri.
§  Lungimea valului este distanța în metri sau în picioare măsurată pe orizontală între două creste sau scobituri succesive de val. Valorile medii ale valurilor oceanice sunt cuprinse între 69 m și 110 m. Valorile maxime ale lungimii valurilor determinate pe baza unor numeroase observații sunt următoarele:


  • §  170m în bazinul nordic al Oceanului Atlantic;
  • §  214 m în bazinul sudic al aceluiași ocean;
  • §  233 m în Oceanul Pacific;
  • §  342 m în bazinul sudic al Oceanului Indian.
  • §  Perioada valului este intervalul de timp contat în secunde în care două creste succesive de val trec prin dreptul unui punct fix de observație sau timpul necesar ca o creastă de val să parcurgă o distanță egală cu lungimea valului.
  • §  Reflexia valurilor reprezinta fenomenul de respingere a valurilor de către peretele vertical al construcțiilor hidrotehnice sau al falezelor abrupte în zone cu adâncimi mari. În cadrul acestui fenomen are loc combinarea valurilor reflectate cu cele incidente, luînd naștere o agitație puternică numită „clapoti" sau „resacă", deosebit de periculoasă în unele bazine portuare, pentru navele staționate la cheu. Reflexia valurilor are loc și în zona centrală a unui ciclon tropical, unde se produce o agitație a mării foarte puternică din cauza valurilor care se propagă din direcții diferite.
  • §  Refracția valurilor reprezinta schimbarea direcției de propagare a valurilor ori de cîte ori frontul acestora se apropie de linia coastei sub un unghi de înclinare. În cadrul acestui fenomen are loc o modificare a lungimii valurilor, a căror creastă în final capătă o orientare paralelă cu linia coastei.



Definitie. Tipuri de valuri

Valul este unda formată la suprafața mărilor sau oceanelor prin mișcarea oscilatorie a apei, datorită vântului sau cutremurelor.
Totodata, mișcările de oscilație mai pot fi  determinate de variația bruscă a presiunii atmosferice, de atracția Lunii și Soarelui sau de deplasarea unei nave prin apă.
După cauzele care le genereaza, deosebim:
  a) valuri de vânt
  b) valuri seismice
  c) valuri stationare
  d) valuri interne
  e) valuri de navă

În afară de acțiunea cu rol modificator asupra uscatului, valurile de vânt formate pe suprafața mărilor și oceanelor constituie unul dintre principalele elemente hidro-meteorologice care influențează direct siguranța navigației.
Valurile de vânt se formează în urma acțiunii intermitente a vântului asupra stratului de apă de la suprafața mării aflat în stare de repaus. Această acțiune constă într-o apăsare, concomitent cu frecarea maselor de aer în mișcare de particulele de apă, care sunt scoase din poziția de echilibra și determinate să execute o mișcare de oscilație. Inițial se formează încrețituri mici, numite „valuri capilare" care, la încetarea vântului, se amortizează datorită tensiunii superficiale. Dacă vântul se intensifică și acționează un timp mai îndelungat, dimensiunile valurilor cresc, ele transformându-se în valuri gravitaționale. Valurile gravitaționale sunt denumite:
§  a) valuri libere - care după încetarea vântului își micșorează treptat dimensiunile, consumând energia înmagazinată în procesul de frecare între ele a moleculelor de apă și
§  b) valuri forțate - care continuă să se dezvolte, ca urmare a persistenței și intensificării vântului, transformându-se în „valuri de furtună".
La valurile de furtună, crestele sunt spulberate de vânt, iar pe pantele lor apar pete albe de spumă numite „berbeci"; începând cu agitația de gradul 10, crestele valurilor foarte înalte cad spre înainte (deferlează) cu zgomot caracteristic, asemănător unui muget puternic. După încetarea vântului, valurile de furtună trec într-o fază de stabilizare, când forma lor devine regulată, iar dimensiunile lor nu se modifică un timp mai îndelungat; aceste ondulații regulate formează o agitație a mării numită „hulă".
Din punctul de vedere al formei, valurile pot fi:
§  a) bidimensionale — la care crestele sunt foarte lungi și paralele între ele;
§  b) tridimensionale — care în afară de creste lungi se caracterizează și printr-o lungime mare și
§  c) izolate — la care creasta are formă de cupolă, fiind lipsite de scobituri.
Mai deosebim:
§  a) valuri lungi — la care lungimea este mult mai mare decât adâncimea mării și
§  b) valuri scurte — a căror lungime este mai mică decât adâncimea mării în zona lor de formare.
În momentul când valurile ajung pe fundurile mici din dreptul coastelor întinse are loc fenomenul numit „deferlare"; dacă deferlarea se produce deasupra unui banc aflat la distanță de coastă, valurile de acest gen se numesc „brizanți".
În cazul coastelor abrupte și cu adâncimi mari, precum și în cazul construcțiilor hidrotehnice, valurile se lovesc de peretele vertical al acestora și apoi se reflectă și, combinându-se cu valurile incidente dau naștere unor valuri cu amplitudine mare, a căror forță de izbire este considerabilă și a căror creastă se ridică la înălțimi mari (chiar până la 60 m). În unele sectoare, coastele sunt supuse unor distrugeri uriașe provocate de aceste valuri de spargere. Pătrunzând într-un bazin portuar, valurile de vânt sau de hulă se lovesc de peretele vertical al cheurilor, se reflectă și apoi intră în interferență cu valurile noi, dând naștere unei agitații deosebite numită „resacă" sau „clapoti", caracterizată prin valuri scurte cu pantă mare și cu oscilație pe verticală; această agitație îngreuiază staționarea navelor la cheu și creează dificultăți operațiunilor de încărcare — descărcare.
S-a observat în general că valurile se propagă pe grupuri distincte, care se succed la intervale aproximativ egale și între care marea pare mai puțin agitată. Valurile din fiecare grup au înălțimi diferite, vitezele lor de propagare fiind inegale. Din acest motiv se produce fenomenul de interferență, care determină o creștere progresivă a înălțimii. Din experiența și observațiile de multe secole ale navigatorilor s-a ajuns la concluzia că al nouălea sau al zecelea val din cadrul unui grup este mai înalt și mai periculos decât celelalte.