Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload





loading...
















































ELEMENTE DE HIDROLOGIE MARINĂ

geografie










ALTE DOCUMENTE

ECOSISTEME
Parcurile nationale din România
Cele sapte minuni ale lumii antice
PIRAMIDELE EGIPTENE
Apele Terrei
Vatra Dornei, judetul Suceava
Hazarde naturale si antropice
Populatia lumii
Litoralul romanesc al Marii Negre
Chicago

ELEMENTE DE HIDROLOGIE MARINĂ

         Volumul total de apa existent pe Terra este de 1.45 milioane km3, din care 1.37 milioane km3 (94.2%) este reprezentat de volumul oceanului planetar, restul fiind apa existenta pe uscat si în atmosfera.

         Repartitia apa – uscat în cele doua emisfere este urmatoarea: apa 53% si uscatul 47%, în timp ce în emisfera sudica raportul este 89% apa si 11% uscat.

         Astazi se considera ca volumul total de apa de pe Terra este constant si numai distributia spatiala a apei este variabila în momente diferite, iar circulatia apei în natura este un fenomen închis.

         Ecuatia generala a bilantului apei în natura este de forma:

                                 (18.1)

unde: Pu este volumul precipitatiilor cazute pe uscat; Po – volumul precipitatiilor cazute pe suprafata oceanului planetar; Eo – volumul evaporatiei oceanice; Eu – volumul evaporatiei de pe uscat; S – scurgerea apei de pe uscat în oceane; A – totalitatea volumului de apa acumulata în atmosfera, ocean, sol si subsol.

         Din circuitele locale ale apei în natura intereseaza pentru lucrarea de fata circuitul local oceanic si cel local continental (sau hidrologic).

         Principalele proprietati ale apei de mare sunt: temperatura, salinitatea, densitatea, transparenta, culoarea, turbiditatea, conductibilitatea electrica si termica, vâscozitatea.

         Din punct de vedere al compozitiei apa de mare reprezinta o solutie complexa de saruri minerale, (tabel 18.1) relativ constanta la nivel oceanic, dar si cu unele variatii locale:

Tabel 18.1 Compozitia apei de mare

Nr.crt.

Elemente constitutive

Concentratia (mg/l)

1.

Clor

18.980

2.

Sodiu

10.540

3.

Magneziu

1.350

4.

Sulf

885

5.

Calciu

400

6.

Potasiu

380

7.

Brom

65

8.

Carbon

28

9.

Strontiu

8

10.

Azot

0.5

11.

Fosfor

0.07

12.

Iod

0.06

13.

Zinc

0.01

14.

Fier

0.01

15.

Aluminiu

0.01

16.

Cupru

0.003

17.

Uraniu

0.002

18.

Nichel

0.002

19.

Magneziu

0.0003

20.

Argint

0.00004

21.

Aur

18.1 REGIMUL TERMOSALIN sI DE DENSITATE

Regimul termosalin si de densitate se bazeaza pe variatii în timp si spatiu a temperaturii, salinitatii si densitatii apelor marine.

18.1.1 Temperatura apei de mare

Temperatura apei de mare este un parametru hidrologic de stare cu importanta deosebita în exercitarea schimburilor calorice ocean – atmosfera, cu particularitati în diferite zone maritime.

Apa de mare primeste în principal energie calorica de la Soare prin fenomenul de radiatie solara si în secundar de la Pamânt.

Procesele care produc încalzirea si racirea apei de mare sunt cunoscute ca fiind:

-       contactul ocean – atmosfera;

-       absorbtia radiatiilor solare de straturile superficiale ale oceanului;

-       amestecurile turbulente si de advectie;

-       precipitatiile atmosferice;

-       convectia termica;

-       radiatia efectiva;

-       evaporatia.

Principalele caracteristici termice ale apei de mare

Energia solara primita de oceanul planetar este absorbita în proportie de 99,6%, caldura fiind restituita atmosferei terestre în perioada rece a anului si a noptii. Cantitatea de caldura primita de apa oceanica, este diferita pentru diferite zone, de la 252 calorii/cm2

la latitudinea de 100 N, la 22 calorii/cm2 la latitudinea de 700S.

         Variatiile temperaturii apei oceanice sunt: diurne, lunare, sezoniere si anuale. Temperatura la suprafata este variabila functie de radiatia solara,  de latitudinea geografica, frecventa si forta vântului, de miscarea curentilor marini. În general apa oceanica este mai calda decât atmosfera adiacenta, cu exceptia zonei tropicale unde apa este mai rece. 

Temperatura  medie a oceanului planetar este de 17,4o C, mai mare cu aproximativ 3o C decât temperatura medie a stratului de aer adiacent suprafetei oceanului.

În emisfera nordica temperaturile sunt mai ridicate decât cele din emisfera sudica, astfel ca ecuatorul termic se situeaza mai la nord de ecuatorul geografic.

În emisfera sudica izotermele medii de la suprafata oceanului au un caracter mai regulat la sud de paralelul de 40o S.

Temperatura are variatii extreme absolute cuprinse între –2o C si 38o C.

Temperaturile medii la suprafata oceanului variaza de la 3o C în zonele polare, la aproximativ 20o C în zonele situate pe latitudini medii, la 27o … 28o C în zonele ecuatoriale.

Distributia temperaturii apei de mare pe verticala depinde de conditiile fizico – geografice locale, de caracterul sau hidro – fizic si de intensitatea schimbului turbulento – convectiv. În general, temperatura apei de mare scade cu adâncimea. La larg, temperatura apei are variatii importante pâna la adâncimea de 1000 … 1500 m, pentru ca pentru adâncimi mai mari variatiile sa fie neînsemnate.

În zonele ecuatoriale si tropicale stratul de apa de pâna la    100 m este puternic încalzit, iar sub aceasta adâncime temperatura scade puternic.

În marile subpolare variatia temperaturii apei are variatii sezoniere importante, iar scaderea temperaturii cu adâncimea este mai slaba fata de zonele calde.

În raioanele polare, în stratul superficial, temperatura apei scade, în adâncime temperatura apei creste, cu un maxim la 200 … 600 m, pentru ca în continuare temperatura apei sa scada usor pâna la fund.

Temperatura apei variaza în adâncime functie de zona geografica si anotimp astfel evidentiindu-se fenomenele de:

-         stratificare termica normala;

-         stratificare inversa;

-         stratificare izoterma.

Variatiile zilnice si sezoniere ale temperaturii apei de mare depind de variatia radiatiei solare, de conditiile hidro – fizice si hidrologice locale.

La larg temperatura minima diurna la suprafata marii se înregistreaza între orele 04 si 08 si maxima în jurul orei 14; amplitudinea temperaturii diurne nu depaseste 1o C.

În zonele de litoral si în cele de întâlnire a curentilor marini calzi si reci variatia diurna a temperaturii apei are valori de pâna la 100 C.

Variatia sezoniera a temperaturii apei de mare urmareste variatia temperaturii aerului, astfel ca se înregistreaza valori maxime în august si minime în februarie, în emisfera nordica si invers în cea sudica, atingând valori de 20…100 C.

Variatia diurna a temperaturii apei de mare pe seama absorbtiei radiatiei solare se face simtita pâna la adâncimi de aproximativ 30 m.

Variatiile sezoniere ale temperaturii apei de mare se propaga la adâncimi de circa 350 m.

Amplitudinile sezoniere ale temperaturii apei de mare nu depasesc, de regula, 3o C în zonele tropicale, ca urmare a amplitudinilor mici ale radiatiilor solare, iar în zonele situate pe latitudini medii aceste valori sunt de la 10o … 12o C în emisfera sudica, si de 6o … 7o C în emisfera nordica.

Amplitudinile anuale ale temperaturii apei de mare sunt mai mari decât amplitudinile diurne (tabel 18.2).

Tabel 18.2 Amplitudinile termice anuale ale apei de mare functie de latitudinea geografica ( în 0C)

Lat.

500N

400N

300N

200N

100N

00N

100S

200S

300S

400S

500S

Ampl

8.4

10.2

6.7

3.6

2.2

2.3

2.6

3.6

5.1

4.8

2.9

         Se poate astfel observa ca: amplitudinile termice anuale cresc de la ecuator catre poli; în emisfera nordica amplitudinile termice anuale sunt mai mari (ca urmare a influentei uscatului asupra apei oceanice); în emisfera sudica amplitudinile termice anuale sunt mai mici (datorita preponderentei suprafetei oceanului).

         Amplitudinile termice anuale cele mai mari se întâlnesc în partea nord-vestica a Oceanului Pacific, cu valori de 280…300 C, ca urmare a întâlnirii curentilor oceanici calzi si reci.

Masurarea temperaturii apei se executa în oceanografie la precizie ridicata (± 0,01° C) deoarece aceasta este considerata elementul principal. Temperatura si salinitatea permit calcularea densitatii apei de mare. In navigatie temperatura apei se determina numai la suprafata marii la precizie de zecime de grad. Masurarea temperaturii si salinitatii apelor marine se face la 0 m si în profunzime la orizonturi standard (5, 10, 25, 50, 75, 100, 500, 1000, 2000 m).

Masurarea concreta a temperaturii se executa cu termometre de apa care sunt protejate de o carcasa metalica cu o fanta longitudinala ce poate obtura termometrul, în plus este prevazut cu un mic recipient în partea inferioara care poate mentine o anumita cantitate de apa în timpul determinarii, pentru ca termometrul sa nu fie influentat prea mult de temperatura mediului exterior.

Temperatura se mai masoara si cu termobatigraful.

         Valorile temperaturilor se înscriu pe hartile cu hidroizoterme (liniile de egala temperatura a apei de mare) lunare si anuale.

         Analiza hidroizotermelor anuale ale apelor oceanice arata urmatoarele:

-         temperatura medie la suprafata apei oceanice este mai mare decât cea a uscatului adiacent;

-         temperatura apei oceanice este mai ridicata decât cea a stratului de aer adiacent, cu exceptia zonei calde tropicale;

-         la latitudini egale apele oceanice din emisfera nordica sunt mai calde decât cele din emisfera sudica;

-         temperatura medie din emisfera nordica este mai mare decât cea din emisfera sudica;

-         hidroizotermele din emisfera nordica au un aspect mai regulat decât cele din emisfera sudica;

-         ecuatorul termic se deplaseaza mult catre nord în sezonul cald, în special în bazinul Oceanului Atlantic si în zona estica a celui Pacific;

-         apele cele mai calde (cca. 270 C) încadreaza ecuatorul terestru;

-         apele mai calde sunt situate în partea estica a oceanelor, în special în regiunile intertropicale (ca urmare a influentei alizeelor si a curentilor oceanici calzi), iar cele mai reci în partea vestica oceanica (ca urmare a influentei curentilor oceanici reci).

Repartitia temperaturii apei pe bazine oceanice

Repartitia temperaturii apei la suprafata si în

adâncime în Oceanul Atlantic

În Oceanul Atlantic temperatura medie este de 16.90 C, temperatura din bazinul de nord fiind mai ridicata decât cea din bazinul sudic. Acest lucru se datoreaza faptului ca în nord legatura cu apele artice este relativ îngusta, iar uscatul înconjurator vara este fara zapada si cu temperaturi pozitive, în timp ce în sud, legatura cu apele antartice este libera, iar uscatul este acoperit cu gheata si zapada tot timpul anului. Exista, de asemenea, diferente de temperatura a apei între coastele de est si cele de vest, astfel: temperaturile de-a lungul tarmurilor american si groenlandez, între latitudinile de 400 N si 700 N, sunt mai scazute decât cele înregistrate de-a lungul tarmurilor europene, ca urmare a actiunii curentului rece al Labradorului (coastele americane) si cel al Golfului (coastele europene);  la sud de paralela de 400 N temperatura apelor costiere europene si africane este mai scazuta decât cea înregistrata pe coastele americane, ca urmare a actiunii Curentului Canarelor, curent rece ce actioneaza de-a lungul tarmurilor europene si africane; în zona cuprinsa aproximativ între 50 N si 50 S la nord si la sud de Ecuator nu exista variatii notabile ale temperaturii apelor oceanului; la sud de paralela de aproximativ 50 S temperatura apelor situate de-a lungul tarmurilor americane este mai ridicata de decât cea a apelor africane, datorita actiunii Curentului Braziliei,  curent cald, de-a lungul Americii de Sud si a celui rece al Benguelei, de-a lungul Africii. 

Repartitia temperaturii apei la suprafata si în

adâncime în Oceanul Pacific

         În Oceanul Pacific temperatura medie este de 19.10 C, cu diferente notabile ale valorilor temperaturilor înregistrate pe coastele sale de est si de vest. Pentru zonele cuprinse între latitudinile de 300 N si 400 N diferentele de temperatura sunt de 40…130 C, temperaturile mai scazute fiind cele de pe coastele americane, ca urmare a actiunii în zona a curentului rece al Californiei. Pe latitudini de peste 500 N situatia se inverseaza, în golful Alaska temperaturile apei sunt pozitive tot timpul anului, fata de coastele asiatice cu temperaturi negative si gheata, ca urmare a influentei curentilor reci din zona, Kamceatka si Oya Shiwo. La sud de Ecuator, pâna pe latitudinile de 400 S, se înregistreaza temperaturi ale apei mai scazute de-a lungul tarmului american ca urmare a influentei curentului rece al Perului.

         În ceea ce priveste distributia temperaturii apei pe verticala în zonele polare sudice,  este de semnalat un fenomen de stratificare termica în patura de apa relativ de suprafata, adica existenta unui strat de apa cu temperaturi mai ridicate (între stratul de suprafata si pâna la aproximativ 20 m adâncime) între doua straturi cu temperaturi mai scazute. Cele doua straturi mai reci sunt: cel de suprafata si cel situat de la 20 m adâncime în jos.

Repartitia temperaturii apei la suprafata si în

adâncime în Oceanul Indian

         Temperatura medie a Oceanului Indian este de 170 C, fara variatii si contraste termice deosebite.

  

În concluzie se poate arata ca proprietatile apei de mare sunt diferite de apa dulce, astfel ca punctul de fierbere creste, iar  cel de înghet, scade; si într-un caz si în celalalt sarurile ramân în stare lichida, crescând salinitatea.

Bilantul termic al apei de mare reprezinta raportul dintre caldura primita si cea cedata si poate fi pozitiv, atunci când cantitatea de caldura acumulata este mai mare decât cea pierduta si negativ, când fenomenul se desfasoara invers. Atunci când cele doua cantitati de caldura, primita si pierduta,  sunt egale, bilantul termic este constant sau echilibrat.

18.1.2 Salinitatea apei de mare

Salinitatea apei de mare S reprezinta concentratia totala a sarurilor dizolvate, sau greutatea totala a sarurilor exprimata procentual. Salinitatea se exprima în % sau în ‰.

Continutul mediu în saruri al apei de mare este de 3.5%, iar proportia sarurilor minerale este urmatoarea:

1.

NaCl

77.76%

5.

K2SO4

2.46%

2.

MgCl2

10.88%

6.

MgBr2

0.22%

3.

MgSO4

4.74%

7.

CaCO3

0.34%

4.

CaSO4

3.60%

Într-un km3 de apa de mare sunt dizolvate aproximativ 40 milioane de tone de substante anorganice. Alaturi de acestea apa de mare contine si substanta organice si oxigen dizolvat. Concentratia de oxigen în stratul de apa de la suprafata oceanului depinde de temperatura  si de miscarea apei. Cantitatea de oxigen dizolvata scade proportional cu adâncimea, având valori minime la adâncimi de 500…700 m, în zona intertropicala si la adâncimi de 800…1000 m, în zonele temperate si polare.

Greutatea specifica a apei de mare ρ reprezinta raportul dintre greutatea unitatii de volum la temperatura de 0o C si greutatea cantitatii de volum de apa distilata la temperatura de + 4o C.

                                           [g/cm3]                                 (18.5)

         Caldura specifica (cantitatea de energie necesara pentru cresterea cu un grad Celsius a unui gram de apa) creste odata cu cresterea salinitatii si variaza direct proportional cu temperatura, astfel ca punctul de fierbere creste cu salinitatea.

         Punctul de înghet scade cu cresterea salinitatii, apa oceanica normala îngheata la valori de circa – 20 C.

        

        

18.1.3 Densitatea apei de mare

Densitatea apei de mare σt, este principalul parametru hidro – fizic al apei de mare si reprezinta raportul dintre greutatea unitatii de volum a apei la temperatura data si greutatea aceleiasi unitati de volum de apa distilata la temperatura de + 4o C. Este un parametru adimensional 1, … sau, în mod conventional:

                                                                                          (18.6)

Densitatea conventionala se determina cu ajutorul tabelelor oceanografice.

Densitatea apei de mare depinde de temperatura si salinitatea acesteia, iar greutatea specifica numai de temperatura. La 0o C greutatea specifica este numeric egala cu densitatea apei de mare.

Densitatea apei de mare creste cu cresterea salinitatii si, în general, variaza invers proportional cu temperatura apei de mare. Astfel, pentru variatii de 1‰ ale salinitatii la temperaturi diferite, densitatea apei de mare variaza între 0,00074 …0,00082, iar pentru diferente de temperatura de 1o C, pentru salinitati de la 0 ‰ la

40 ‰, densitatea variaza în limitele 0,00000 … 0,00035. La salinitati de peste 20 ‰ densitatea maxima nu mai este la 40 C, ci scade sub 00 C.

Distributia salinitatii si densitatii apei de mare este urmatoarea:

-       salinitatea medie a apelor oceanice este de 35 ‰;

-       salinitatea apelor salmastre este mai mica de 25 ‰;

-       la larg variatia salinitatii este mica 2 – 3 ‰ functie de marimea variatiilor de temperatura a apei de mare;

-       în marile continentale variatia salinitatii este mare ca urmare a aportului de apa dulce (Ex: Marea Baltica     S=8 ‰; Marea Mediterana S=37…39 ‰; Marea Neagra S=1 …18 ‰);

-       în raport cu adâncimea difera functie de latitudine (Ex: în zonele polare salinitatea scade rapid în primii metri, apoi cresterea este mai mica, ramânând constanta de la 400 – 500 m; în zonele ecuatoriale salinitatea creste rapid catre valori maxime în jurul adâncimii de 100 m, apoi variatia scade, ca de la 500 m în jos cresterea sa fie foarte mica;

-       în raport de pozitia geografica, în stratul superficial densitatea apei de mare este invers proportionala cu salinitatea;

-       densitatea medie a apei oceanice la suprafata variaza între valorile 1,019 si 1,0275.

Salinitatea apei de mare se poate determina prin metode chimice si fizice.

Metoda chimica ramâne precisa si expeditiva. Salinitatea variaza în functie de latitudine, exceptând marile continentale. De asemenea salinitatea variaza cu adâncimea.

Densitatea variaza în functie de salinitate si temperatura. Se exprima în mod curent adimensional.

Densitatea apei de mare, sau greutatea specifica se afla într-un raport de invers proportionalitate cu temperatura si direct dependenta fata de salinitate.

Densitatea apei creste cu latitudinea si se poate determina analitic sau instrumental cu areometru.

Masurarea densitatii se efectueaza la meniscul areometrului plasat într-un recipient în care exista proba de apa de mare careia i s-a determinat greutatea specifica.

18.2 DINAMICA APELOR MARINE

Apele marine sunt într-o continua miscare ca urmare a actiunii complexe a unor factori externi (vântul, atractiei astrilor, presiunea atmosferica, miscarea Pamântului), interni (diferentele de densitate si temperatura) si de dinamica a scoartei terestre (cutremure, eruptii).

Principalele forme de dinamica a apelor marine ce intereseaza navigatia maritima sunt:

-             valurile;

-             mareea;

-             curentii marini.

 Dinamica apelor marine cuprinde doua categorii de miscari:

-         miscari oscilatorii în care se includ oscilatiile pe perioada scurta (valuri), pâna la fenomenele de maree;

-         miscari de translatie, cum ar fi curentii marini.

18.2.1 Oscilatiile de nivel

   

Principalele miscari oscilatorii ale marii sunt:

-         valurile de vânt si hula;

-         undele anemobarice (valurile de furtuna);

-         seisele (fenomene de pendulare sub efectul presiunii atmosferice si care apar în marile închise, rade portuare si porturi);

-         valuri seismice (apar datorita miscarilor seismice în largul marii);

-         mareea (nesemnificativa în larg, dar foarte importanta în zone portuare);

-         unde interne (oscilatii ce apar în masa apei).

Masurarea oscilatiilor de nivel se realizeaza cu instalatii numite maregrafe, ce sunt amplasate la un cheu unde fluctuatia navelor este redusa.

18.2.2 Mareea

Mareea reprezinta o miscare periodica în urma careia nivelul marii creste si scade succesiv.

Mareea este determinata în special de forta de atractie combinata lunara si solara exercitata asupra maselor de ape marine. Atractia lunara este determinanta de 2,5 ori mai mare decât cea solara, ca urmare a distantelor diferite Pamânt – Luna si Pamânt – Soare.

Mareea este de fapt miscarea ondulatorie a nivelului marii, ca urmare a miscarii de rotatie si de revolutie a Pamântului, în cadrul sistemului Pamânt – Luna – Soare. Forta producatoare de maree este rezultanta fortelor de atractie si centrifuge ce se manifesta în miscarea acestui sistem.

Rezultatul acestei forte este materializat de o unda ce se propaga pe suprafata oceanelor odata cu rotatia Pamântului.

În largul oceanelor înaltimea acestei unde ajunge la 0,6 m, iar la coasta aceasta poate lua valori de pâna la 20 m.

Miscarea periodica a mareei se executa într-un interval de timp solar mediu de 24 ore si 50 minute, corespunzator unei zile lunare (trecerea lunii de 2 ori prin meridianul locului), iar perioada fortei producatoare de maree a soarelui este de 24 ore.

                                      

Mareea lunara

Mareea lunara este cauzata de atractia exercitata de satelitul Pamântului asupra maselor de ape marine pe timpul miscarii sale de rotatie în jurul Terrei.

Forta lunara generatoare de maree are o componenta estica, între rasaritul Lunii si culminatie si o componenta vestica, între culminatie si apus.

Aceste doua componente sunt zero la rasaritul si apusul Lunii, cât si la culminatia inferioara si superioara a Lunii, având o valoarea maxima între rasarit si culminatia superioara, cât si între apus si culminatia inferioara. Valoarea fortei lunare generatoare de maree este zero la poli si maxima la ecuator.

Mareea solara

Forta solara generatoare de maree se manifesta diferit de la un punct terestru la altul, având un ciclu complet pentru fiecare din cele doua perioade în care Soarele se afla deasupra orizontului si sub orizont. În realitate se observa mareea lunisolara ca urmare a efectului combinat al fortelor lunare si solare generatoare de maree, în care actiunea Lunii este preponderenta. 

In cadrul fenomenului de maree se pot diferentia:

- mareea semidiurna neregulata;

- mareea diurna;

- mareea mixta;

- mareea fluviala.

În practica de navigatie, determinarea elementelor de maree se efectueaza în mod simplificat pentru un anumit port, folosindu-se sectiunea a treia din Brown's Nautical Almanach pentru anul în curs, sau tablele de maree (Tide Tables).

18.3 VALURILE, CURENŢII MARINI, MĂSURARE, DETERMINARE

18.3.1 Valurile marine

Valurile marine se clasifica astfel:

KKKKK

-       dupa modul de formare:

-       de vânt;

-       de maree;

-       anemobarice;

-       dupa caracterul fortelor ce actioneaza dupa formarea lor:

-      libere;

-      întretinute;

-       dupa variatia elementelor principale:

-      stabilizate;

-      nestabilizate;

-       dupa dispunere:

-      de suprafata;

-      si valuri (unde) interne;

-       dupa forma:

-      bidimensionale;

-      tridimensionale;

-      izolate;

-       dupa raportul dintre lungimea valurilor si adâncimea marii:

-      scurte;

-      lungi;

-       dupa deplasarea formei:

-      valuri în miscare;

-      stationare (seise).

Valurile de vânt

Valurile de vânt se formeaza ca urmare a actiunii de durata a

vântului si reprezinta atât un transport de apa cât si o miscare orbitala a moleculelor de apa de mare (fig.18.1). 

Fig. 18.1

Sub actiunea vântului masa de apa este împinsa în directia lui creând o panta lina, apa revine la normal sub actiunea gravitatiei pe o panta mai abrupta.

Caracteristicile valului

Caracteristicile valului sunt (fig.18.2) :

-       creasta;

-       talpa;

-       lungimea L (distanta pe orizontala între doua creste succesive, cu valori de zeci si sute de metrii);

-       înaltimea h (distanta pe verticala de la creasta pâna la talpa valului, cu valori maxime de peste 15 m);

                        

Fig.18.2

-       panta P (raportul dintre lungime si înaltime);

-       frontul de atac;

-       perioada τ (intervalul de timp dintre trecerea a doua creste succesive prin acelasi punct fix);

-       viteza de propagare c (raportul dintre lungime si perioada).

                                                           (18.1)

                                                  (18.2)

                                               (18.3)

Pe baza relatiilor 18.1 – 18.3 si a altor formule empirice folosite pentru h >1/2, s-au întocmit tabele pentru determinarea caracteristicilor valurilor functie de viteza vântului, durata vântului si distanta de actiune a vântului pe mare (fetch).

În urma prelucrarilor statistice, s-au determinat caracteristicile valurilor de vânt functie de durata vântului (tab.18.1) si de suprafata de contact (tab.18.2).

Tabelul 18.1 Caracteristicile valului de vânt functie de durata vântului (în ore)

Forta

vânt

6 ore

12 ore

24 ore

48 ore

h

L

t

h

L

t

h

L

t

h

L

t

5

1

43

5

1.4

55

6

1.7

85

7.5

2.1

115

8.5

6

1.5

53

6

1.8

82

7

2.4

109

8.5

3.0

161

10

7

2.1

76

7

2.4

109

8.5

3.3

158

10

4.2

222

12

8

2.7

104

8

3.7

146

9.5

4.6

207

11.5

6.1

305

14

9

4.6

137

9.5

5.2

152

11

6.4

274

13

8.3

396

16

Tabelul 18.2 Caracteristicile valului de vânt functie de suprafata de contact (în mile marine)

Forta

vânt

50 M

100 M

200 M

500 M

h

L

t

h

L

t

h

L

t

h

L

t

5

1.2

37

5

1.4

55

6

1.7

76

7

2.1

109

8.5

6

1.5

43

5

1.8

76

7

2.1

97

8

2.7

137

9.5

7

2.1

55

6

2.4

100

8

3.0

122

9

3.7

252

10

8

2.7

76

7

3.3

122

9

3.9

150

10

5.2

213

11.5

9

3.6

91

7.5

4.2

152

10

5.2

198

11

6.7

274

13

 Nota: valorile luate în consideratie vor fi cele care corespund celor mai mici valori ale lungimii si perioadei valului. Valurile nu sunt uniforme, unul la circa zece valuri est mai mare de aproximativ 1.4 ori.

Pentru formarea valului de vânt este nevoie ca suprafata de contact  vânt – mare sa fie suficient de întinsa pentru ca valurile sa se formeze functie de forta vântului. În apropierea coastei, atunci când vântul bate dinspre uscat, suprafata de contact fiind mica si adâncimile reduse ale apei, valurile de vânt nu se pot forma normal.

            În cazul depresiunilor barice în deplasare spre est este improbabila formarea unei suprafete de contact mari pe partea nordica  acesteia. În fata depresiunii, însa, suprafata de contact este mai mare, dar exista posibilitatea ca valurile sa intre în zona vânturilor contrare, în timp ce valurile generate în zona ecuatoriala vor avea cel mult viteza egala cu viteza de deplasare a depresiunii. Valurile din partea de vest si sud-vest a depresiunii barice se vor deplasa pe directii sud – estice (de exemplu: în Atlanticul de nord, este putin probabil de a întâlni vânturi contrare înainte de a atinge coastele Portugaliei, nord-vestul Africii, sau chiar insula Ascension; în Oceanul Indian musonul de sud-est, având o directie constanta si forta 8 Bf, va genera valuri ce se vor sparge pe coastele Beluchistanului, unde vânturile sunt inexistente, sau foarte slabe; în nord-vestul extrem al Marii Chinei, în perioada octombrie-martie, se va întâlni o hula lunga venind din directia musonului care, la 500…1000 mile marine au forta 7-8 Bf., o suprafata de contact mare si o directie constanta mai mare de 24 ore).

         Observatii:

-         viteza valului este cea a vântului care l-a generat, în timp ce viteza grupului de valuri de hula este jumatate din viteza fiecarui val luat individual;

-         înaltimea valului scade la aproximativ jumatate din valoare dupa ce strabate o distanta în mile marine echivalenta cu lungimea lui de unda;

-         când adâncimea apei scade mai mult de jumatate din valoarea lungimii valului, valurile se reduc si, la adâncimi de 1,5 din înaltime, se sparg;

-         valurile care vin oblic pe coasta se vor roti pâna ce vin paralel cu acesta;

-         la alegerea locului de ancoraj, se va avea în vedere ca valul se curbeaza când atinge un cap sau o insula cu plaja si dimensiunile se vor reduce la jumatate pe partea opusa, daca se va apropia dintr-o directie diferita cu aproximativ 1200  sau mai mult fata de directia lui initiala; daca insula sau capul are tarmul abrupt, vor fi mici brizanti pe partea adapostita.

 

18.3.2 Hula

Hula reprezinta o ondulatie regulata a apei marine ce apare la caderea vântului si se poate propaga pe distante mari de sute si mii de mile marine.

DEFINIŢIA 18.1 Hula este o miscare de atenuare a oscilatiei, este un val simetric iar lungimea este mult mai mare decât înaltimea.

Valurile de vânt si hula determina starea de agitatie a marii, se produc datorita actiunii vântului si se deplaseaza în sensul vântului.

Instrumentele de determinare a valurilor sunt: mira de valuri, aparate optice de vizare, aparate cu înregistrare a principalelor elemente ale valurilor.

Hula prezinta aceleasi caracteristici ca si cele ale valurilor de vânt, având mai bine conturata directia de propagare.

Particulele de apa în hula se deplaseaza prin inertie, sub forma de valuri libere, regulate, cu perioada relativ uniforma.

De obicei valurile de hula sunt mai alungite, cu forma mult mai simetrica, iar directia de propagare poate diferi complet de directia vântului.

Hula singura apare la mare deschisa doar în perioadele de calm prelungit.

Adeseori la larg se manifesta valurile de vânt în acelasi timp cu valurile de hula (oscilatiile de vânt s suprapun peste oscilatiile de hula).

Brizantii

Brizantii se produc la lovirea valurilor de vânt sau de hula de fundurile mici sau de stânci; aceste obstacole frâneaza miscarea bazei vântului în timp ce creasta acestuia îsi continua miscarea, prabusindu-se si producând o mare cantitate de spuma.

Functie de caracteristicile valurilor si a fundului marii, brizantii au caracteristici particulare.

18.3.3 Curentii marini

DEFINIŢIA 18.2 Curentii marini sunt miscari de translatie a apelor oceanice si se caracterizeaza prin directie si viteza.

Cauzele aparitiei curentilor sunt:

  -   cauze exterioare (anemobarice, mareice):

-    curenti de deriva;

-    curenti de pauza;

-    curenti de maree.

  -  cauze interioare (diferenta de densitate):

-         curenti de densitate.

Functie de pozitia fata de fundul marii curentii marini sunt:

-    curenti de suprafata (în stratul navigabil);

-    curenti de adâncime (în masa apei);

                    -    curenti de fund (profundali).

Prin proprietatile fizico - chimice (temperatura, salinitate) curentii marini sunt:

-         curenti calzi;

-         reci;

-         oceanici.

Prin modul de manifestare sunt:

-   curenti cvasistationari;

-   curenti temporari;

-    curenti periodici.

Curentii de deriva

Principalul producator de curenti neperiodici în stratul de la suprafata marii este vântul. Curentii produsi de vânturi temporare care bat o perioada nu prea îndelungata se numesc curenti de vânt (de deriva). Acesti curenti iau nastere ca rezultat al frecarii vântului cu oarecare înclinare, spre dreapta în emisfera noastra, datorita fortei Coriolis. Energia de miscare se transmite prin frecarea particulelor din straturile mai adânci, antrenându-le în deplasare.

În cazul cel mai simplu se presupune vântul cu o directie si viteza constanta, densitatea apei uniforma, iar marea infinit de adânca si fara valuri. În acest caz, singura forta care provoaca miscarea maselor de apa este forta de frecare a aerului de suprafata apei. Daca durata actiunii vântului asupra marii este suficient de lunga, atunci datorita existentei coastelor si a neomogenitatii vântului, transportul apei de catre curentul de deriva va da nastere la înclinarea suprafetei marii (în unele raioane se va produce înaltarea, în altele coborârea nivelului). Înclinarea suprafetei marii provoaca aparitia unor gradienti de presiune care dau nastere la curenti ce se suprapun pe curentii de deriva.

Daca vântul cade, curentii de deriva se amortizeaza, dar înclinarea suprafetei marii se pastreaza înca un oarecare timp.

Viteza curentilor de gradient se poate calcula cu formula:

                                 

                         ,                                      (18.4)

                  

unde: γ este înclinarea suprafetei marii, g   forta de gravitatie, ω – viteza de rotatie a Pamântului,  φ – latitudinea locului.

Directia curentului va fi perpendiculara pe directia înclinarii suprafetei marii, datorita fortei de atractie a Pamântului. Daca adâncimea marii este mica în raport cu adâncimea de frecare, directia curentului se apropie tot mai mult de directia înclinarii suprafetei marii.

Curentii de panta

Curentul de panta provoaca gradienti de presiune care dau nastere curentului de gradient. Curentii de panta apar ca urmare a “îngramadirii” apelor, producând o inegala presiune hidrostatica asupra acelorasi suprafete de nivel, în diferite zone. Masarea apelor are cauze: afluxul apelor curgatoare, vântul si ploile torentiale, precum si topirea ghetarilor. Curentii de panta se manifesta în mod deosebit de zona costiera, unde curentii de vânt provoaca însemnate oscilatii de nivel. Spre deosebire de curentii de deriva, care se amortizeaza relativ repede, curentii de panta se formeaza, dar se si amortizeaza într-un timp mai îndelungat.

 

Curentii de densitate 

Una din principalele cauze ale acestor curenti este diferenta dintre densitatea diverselor paturi de apa ale marii, mai ales ca aceasta diferenta are loc numai în stratul superficial. Aici se observa o valoare constanta a diferentei de densitate, din care cauza iau nastere curenti constanti, cu dereglari modificatoare în anumite limite.

Datorita aportului de ape fluviale sau a diferentelor climatice, densitatea apei de mare variaza de la o zona la alta.

Curentii de maree

Curentii de maree reprezinta deplasari ale maselor de apa efectuate periodic si care iau nastere datorita fenomenului de maree. Curentii de maree se deosebesc de ceilalti curenti prin aceea ca ei cuprind toata grosimea de apa de la suprafata la fund cu o scadere a vitezei cu adâncimea. La fel ca si oscilatiile nivelului datorita mareei, curentii de maree depind de caracterul mareei (semidiurna, diurna, mixta), de relieful fundului, configuratia coastei si dimensiunile bazinului. Evident si asupra acestor curenti se rasfrâng fortele Coriolis si fortele de frecare.

Caracterul de miscare lânga tarmuri si în marile deschise este diferit. În apropierea coastei, în golfuri înguste, strâmtori, la gurile fluviilor, curentii de maree au un sens reversibil, adica curentul de flux si reflux sunt inversi ca directie si au viteze maxime pe viteze preferentiale.

Functie de periodicitate, exista curenti de maree semidiurni,                                                                                                                                                                                                            diurni si micsti.

-       curenti semidiurni – miscari de translatie legate de doua fluxuri si refluxuri într-o zi lunara si cu alternantele corespunzatoare de viteza;

-       curenti diurni – cu un maxim si un minim de flux si un maxim si un minim de reflux într-o zi lunara;

-       curenti de maree micsti – cu o repartitie a vitezelor mult mai neuniforma, dar cu schimbarile de directie corespunzatoare mareei mixte.

În mare deschisa, curentii de maree se pun în evidenta mai greu; se observa fara a se remarca maxim de viteza, sensul giratoriu, în sens direct în emisfera nordica si în sens trigonometric în emisfera sudica, trecând prin toata raza compasului în decurs de 12h 50m (curenti semidiurni) si în 24h 50m (curentii diurni – urmarindu-se uneori curentii rotitori).

Fara a avea aceeasi cauza, în ocean pot sa apara asa numitii curenti inertiali – curenti rotativi cu giratie care depind de latitudinea locului, perioada de pendulare Tp, .

Curentul de maree apare în cadrul fenomenului de maree si se determina pe baza datelor înscrise în tabele sau în grafice vectoriale din documentele de navigatie.

Pentru masurarea curentilor marini se folosesc diferite aparate cum ar fi:

 -      curentometrul mecanic de tip EKMAN;

                    -      curentograful, pentru un anumit orizont la suprafata  

                          sau în imersiune.


loading...




Document Info


Accesari: 7003
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.




Coduri - Postale, caen, cor

Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2017 )