גל (מים)

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
(הופנה מהדף גל ים)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
גלים באוקיינוס
הגל הגדול בסמוך לקאנאגאווה - הדפס עץ מעשה ידי אמן ההדפסים היפני קצושיקה הוקוסאי
איור 1: תנועת פרודת מים בגל ים.
A - במים עמוקים.
B - במים רדודים (קרקעית הים נמצאת בנקודה B). התנועה המעגלית הופכת לאליפטית עם ירידת עומק הים.
1 - כיוון התקדמות הגל.
2 - פסגה.
3 - שפל.
תרשים תעלה וריף
תרשים זרם בוקע.

גל הוא תנודה מחזורית של מים הנוצרת בגוף מים כגון ים, אגם או נהר.

גלי ים הנוצרים על ידי הרוח[עריכת קוד מקור | עריכה]


הגלים נוצרים על פני הים במפגש שבין האוויר לבין המים. הרוח דוחפת את המים בכיוון תנועתה. אנרגיית התנועה של הרוח גורמת לפרודות המים לנוע בתנועה מעגלית, כאשר רדיוס המעגל בו הן נעות הוא הקובע את גובהו של הגל (תנועה זו מתוארת באיור 1, כאשר הקו הכחול הוא חתך הגל, והמעגלים הם מסלולי תנועת פרודות המים). למעשה מה שזז במים הוא איננו חומר אלא הפרעה. האנרגיה עוברת ולא המים. את הדבר ניתן לראות במידה שנסתכל במצוף של חכה. הוא אומנם עולה ויורד אבל איננו זז ממוקמו ימינה או שמאלה. ניתן להסביר את התבנית המעגלית של תנועות פרודות המים לפי עקרון הדיברגנץ - כשמסתכלים על חתיכה תיבתית פנימית קטנה מסוימת של האוקיינוס, הפרש מהירות תנועת המים האופקית משני צידי התיבה (שתי הפאות האנכיות) צריך להיות שווה להפרש מהירות תנועת המים האנכית בין שני בסיסי התיבה - קיימת........

שלושה גורמים משפיעים על התפתחות הגלים:

  1. עוצמת נשיבת הרוח: ככל שהרוח חזקה יותר היא מעבירה יותר אנרגיה למים ויתפתחו גלים גבוהים יותר.
  2. משך זמן הנשיבה: תחילה יוצרת הרוח גלים קטנים, ההולכים וגובהים. נדרש זמן עד שהם מגיעים לגובהם המקסימלי.
  3. אורך נשיבה: קרוב לחוף ממנו נושבת הרוח נוצרים גלים קטנים יותר, ההולכים וגובהים עם ההתרחקות מהחוף.

לעתים גל שנוצר בעומק הנקרא גל גיבוע יכול לנוע בכיוון שונה מכיוון הרוח המקומית. לעתים רבות הגלים בחוף והרוח איננה בכיוונים זהים (אנו יורדים לחוף והגלים באים ממערב והרוח ממזרח). הרוח שנושבת בכיוון הפוך יכולה ליצור גלים בכיוון נשיבתה יותר בעומק הים בתנאי שיהיו לה מספיק עוצמה, זמן נשיבה ואורך נשיבה.

סוגי גלים נוספים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ישנם גם גלים הנוצרים כתוצאה מאירועים סיסמיים בלב האוקיינוס, כמו רעידת אדמה, התמוטטות מסות של אדמה, או התפרצות הר געש תת-ימי. גלים אלו נקראים גלי צונאמי. סוג אחר של גלים הוא גלי הגאות והשפל, שהגורמים להם הם כוחות המשיכה של הירח, השמש וכדור הארץ. גל שנוצר יכול לנוע ברחבי האוקיינוס למרחקים גדולים ביותר. למעשה מהרגע שגל נוצר הוא ממשיך כמעט באין מפריע עד שהוא מגיע לחוף.

התנהגות הגלים בהגיעם אל חוף חולי[עריכת קוד מקור | עריכה]

שבירת הגל[עריכת קוד מקור | עריכה]

גל "נשבר" כשעומק המים הוא כחצי מגובה הגל, מכיוון שהקרקע הרדודה מפריעה לתנועה המעגלית של פרודות המים היוצרת אותו. במקומות בהם החוף חולי ויש גלים הקרקעית אינה ישרה אלא גלית כתוצאה מתנועת הגלים. החלקים הרדודים יותר נקראים "ריף" והעמוקים יותר "תעלה". כשגל המגיע מהים נתקל בריף הוא "נשבר" והופך לקצף. לאחר השבירה גובה הגל יורד ומגיע לתעלה, בה הוא ממשיך להתקדם משום שעומק המים עמוק יותר משליש גובהו, ומגיע לריף הבא, שם הוא נשבר שוב וחוזר חלילה עד ההגעה לקו החוף.

הזרם הבוקע[עריכת קוד מקור | עריכה]

הזרם הבוקע הוא זרם של מים מכיוון החוף אל כיוון הים.

כשגלים מגיעים לחוף הם מביאים איתם הרבה מים. מים אלה חוזרים לעומק דרך הזרם הבוקע. במקום בו נמצא הזרם הבוקע המים יותר עמוקים מכיוון שהזרם סוחף איתו חול לעומק. בזרם הבוקע הגלים יותר נמוכים.

מהירות גלי ים[עריכת קוד מקור | עריכה]

עבור גל מתקדם בתדירות יחידה - גל מונוכרומטי - גובה פני המים נתון על ידי המשוואה:

\eta\, =\, a\, \cos\, ( k x\, -\, \omega t ).

Orbital motion under linear waves. The yellow dots indicate the momentary position of fluid particles on their (orange) orbits. The black dots are the centres of the orbits.

יחס הנפיצה המתאים הוא:

\omega =\sqrt{\, g\, k\, \tanh\, ( k h ),}

מהירות המופע היא: \omega/k =\sqrt{\, g\,/ k\, \tanh\, ( k h ),}.

ומהירות החבורה היא: d\omega/dk = \frac{1}{2} c_p \left( 1 + \frac{2 k h}{\sinh\left(2 k h \right)} \right) כאשר c_p מהירות המופע.

מקרה פרטי חשוב הוא כאשר 1 >> kh (מים רדודים - אורך הגל גדול בהרבה מעומק המים) אז מקבלים שמהירות החבורה (ומהירות התקדמות הגל באוקיינוס) היא:

V = \sqrt{gH} וזוהי מהירות התקדמות גל צונמי באוקיינוס.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]