מטאורולוגיה - רוח וגלים - מאמר

zina71955

New member
מטאורולוגיה - רוח וגלים - מאמר

מטאורולוגיה – רוח וגלים -------------------------------- נושא המטאורולוגיה אמור להיות בבת עינו של הימאי והספן, עימו הוא חי למעשה שעה, שעה ויום, יום בהיותו בים. כמו גם בהיותו בנמל, מעגן וכדומה. מאחר וניתקלתי במספר רב של מקרים בהם נוכחתי לדעת שהחומר שהובא בפני השייטים, במקור, הוא דל, סברתי כי יש מקום למאמר מסוג זה בפורום. בחרתי בנושא הבסיסי ביותר, רוח וגלים שהם הערכים החזותיים ביותר הניצפים בים, והם היו הבסיס המטאורולוגי הראשוני למעקב ומאגר נתונים (בנוסף לזה, כמובן, עננים) על ידי הימאים, לפני עידן המכשירים וההתפתחויות הטכנולוגיות על פני הארץ ובחלל. למותר לציין שבמאמר זה נעזרתי בספרות מיקצועית וכן בחומר אישי מלימודים והשתלמויות בנושא. אני מקדיש את המאמר לשני אנשים (ללא ידיעתם, ואיני יודע אם הם עדיין עימנו) שהוקרתי, מר הקדוש ומר מילר שהיו המטאורולוגים של התחנה המטאורולוגית הימית בנמל חיפה בשנות ה60 במאה הקודמת. מבוא: רוח מוגדרת כתנועת אויר. באופן כללי תנועת הרוח כפי שהיא מוערכת על ידי הצופה או נמדדת על ידי מד רוח (אנמומטר מסוג כל שהוא, לאו דוקא כפות) זו הרוח הנעה באופן מקביל לשטח, אדמה או ים. על גבי היבשה הרוח נימדדת על ידי מדי רוח אשר מציינים את מהירותה בקשרים. מאחר ומהירות הרוח על יד פני השטח או האדמה משתנה ביחס לגובה שמעליו, הקריאות באנמומטר מתוקנות לגובה סטנדרטי של 33 רגל, או 10 מטר, מעל פני השטח, כדי לערוך השוואות מדויקות בין הקריאות של המכשירים השונים כשהם ממוקמים בגבהים שונים. כיום מציינים זאת גם בחיזוי הימי. למעט כלי שייט של הצי, אניות מחקר, ויכטות, האנמומטר הוא לא כלי סטנדרטי באניות ציי הסוחר בים, בעיקר מאחר ומבנה אניות הסוחר השונות מסבך את תנועת האוויר בתחומן ומקשה על קריאות נכונות של מד הרוח. בציי הסוחר התצפית ברוח ובים נעשית על כן על ידי הסתכלות והערכה מקורבת . ברור לחלוטין, שאותו הים לצורך הסתכלות והערכה נראה שונה מגשר של מיכלית בת 100,000 טון, או גשר של אנית משא כללי של 10,000 טון, או גשר של אניית חופים בת 3,000 טון, או מהקוקפיט של יכטת מפרש באורך 12 מטר. על כן, נושא ההסתכלות והתצפית בים וברוח הם לחם חוקו המתמיד של הימאי. טבלת בופור Beaufort Scale - : טבלת בופור מהווה את הבסיס להערכת עוצמת הרוח בים. הטבלה הובאה לשימוש לראשונה בשנת 1808 על ידי האדמירל הבריטי סר פרנסיס ביופורט אשר הגדיר את דרגות הטבלה בערכים של השפעת הרוח על פני הים (והמפרשים) כפי שנראה מאנית מלחמה בריטית (Man of War ) של אותם הימים. הטבלה עצמה לא השתנתה הרבה מאז שהוכנסה לשימוש ב 1808, וזה אכן נראה, או משתמע שמצבים אשר ביופורט היה מתאר על ידי ערכים מסוימים באמצעות ההתנהגות של אנית מלחמה באותם הימים, מתוארים באותם ערכים בשימוש של קריטריונים מודרניים כאשר עוצמת הרוח נמדדת על ידי הסתכלות וצפיה במצב הים. כאמור, במהלך השנים מאז שהוכנסה הטבלה לשימוש נערכו בה מספר שינויים ותוספות, אשר לא שינו את מהותה, והם מובאים להלן: - ב 1906 הוסיף דר' סימפסון שהיה מנהל השירות המטארולוגי הבריטי, את הקריטריונים לצפיה והערכת עוצמת הרוח ביבשה, בהמשך ובמקביל לטבלה המקורית. - ב 1939 הוגדרו על ידי הועידה הבין לאומית למטאורולוגיה קריטריונים נוספים לאלו שנקבעו על ידי ביופורט, לתצפית מצבי הים השונים, במקביל לטבלה המקורית. קריטריונים אלו הם המופיעים היום בטבלאות. הם לא סותרים את המקור אלא מבהירים אותו. - ב 1944 הורחבה הטבלה מעבר לדרגה 12. הטבלה המלאה כוללת היום דרגות נוספות מ 13 עד 17 לרוחות של עד 118 קשר. הערכים הנוספים הם לצרכים מיוחדים לשימוש במטאורולוגיה, - למדידה במכשירים ואינם לשימוש בים באופן שיגרתי. בעיקר משום שרוח 12 היא הערך הגבוה ביותר שאפשר להעריך על פי צפיה במצב הים. - ב 1958 תוקנו ההגדרות של מספר דרגות. רוח 7 הוגדרה כ Near Gale . רוח 8 הוגדרה כ Gale . רוח 10 הוגדרה כ Storm . רוח 11 הוגדרה כ Violent Storm .
 

zina71955

New member
רוח וגלים

כיום, כל הערכים של עוצמת הרוח המופיעים בטבלה נמדדים לגובה של 10 מטר מעל פני הים, או, למען הסדר הטוב, 10 מטר מעל הגלים הגבוהים ביותר לאותו מצב ים. כוון הרוח בים מוערך ברגיל על ידי צפיה במצב הים – הכוון האמיתי ממנו נושבת הרוח הוא בזוית ישרה, או בניצב לשורות הגלים. במאמר זה איני רואה צורך להביא כאן את הטבלה עצמה. יחד עם זאת אני חייב לציין שיש מקרים בהם מופיעות טבלאות אשר אינן תואמות את הטבלה הנכונה וחורגות ממנה. לא ברורות לי הסיבות לכך, ואני סבור כי טבלאות כאלה, אשר נערכו באופן לא רשמי, וכנראה גם לא על ידי גופים מוסמכים, עלולות להטעות את הימאי. בטבלה המקורית והנכונה אין הערות ואין התיחסות לגובה הגלים, אלא אל צורת הים, מצבו והגדרת עוצמת הרוח בהתאם. כל טבלה אחרת, צריך להתייחס אליה בערבון מוגבל. הנושא של גובה הגלים הנוצר כתוצאה מהרוח קשור לפרמטרים של מרווח ים, משך זמן הרוח, כוונה מהיבשה אל הים או הפוך, ים סגור, אוקינוס, עומק קרקעית הים, מדף היבשת ועוד. תנועות אויר ורוחות על גבי כדור הארץ הסובב על צירו. רוח היא תנועת אויר הנוצרת באטמוספירה על ידי הבדלים בלחץ האטמוספירי בין שני מקומות גיאוגרפיים. הבדלי לחץ אלה נגרמים על ידי שינויים של טמפרטורות בעמודי האויר מעל מקומות שונים. האטמוספירה מנסה תמיד להשיג התפרסות שווה של לחץ על ידי העברת אויר מאזור בו יש הצטברות עודפת של אויר כתוצאה מלחץ גבוה לאזור אחר בו יחסר אויר כתוצאה מלחץ נמוך. בדרך של הסתכלות פשוטה נראה כי וויסוט זה אינו נעשה על ידי רוחות הנושבות באופן ישיר מאזור הלחץ הגבוה לאיזור הלחץ הנמוך, אלא שהרוח נוטה לנשוב באופן סיבובי מסביב לאיזורי הלחץ הגבוה או הלחץ הנמוך. לצורך ההסבר של התופעה הזו אנחנו צריכים להתייחס אל האפקט של סיבוב כדור הארץ על צירו. באזור קו המשווה מהירות השטח של כדור הארץ היא כ 1000 מיל לשעה מכוון מערב לכוון מזרח. מהירות זו פוחתת בהדרגה לכוון הקטבים הגיאוגרפיים, שם היא אפס. האטמוספירה, באם היתה שקטה לחלוטין ביחס לפני כדור הארץ, ברור שהיתה שותפה לתנועה סיבובית זו, יחסית לחלל. כדי להבין את השפעת סיבוב כדור הארץ על האטמוספירה, נחשוב תחילה, לדוגמא, מה קורה לטבעת של אויר מסביב לכדור באזור קו המשווה, אשר מוסטת צפונה. כתוצאה מהסטה זו הרדיוס של טבעת זו יקטן ומהירות הסיבוב האבסולוטית שלה ממערב למזרח תיגדל, כך שהאויר בטבעת זו יהפך לחגורת תנועה ממערב למזרח, או לרוח מערבית על פני כדור הארץ. דבר זה קורה בהתאם לעקרון הידוע בשם "שימור המומנטום". עקרון זה ניצפה, לדוגמא, אם ניקח משקולת (לדוגמא אנך) ונחברה לחבל ונטלטלה בסיבוב ביחס לקצה החבל החופשי. כאשר אורך החבל יקוצר בחצי, המהירות הקשתית של המישקולת תיגדל פי 4 ממהירותה המקורית. באותה הצורה נראה שטבעת אויר בכל קו רוחב אשר מוסטת לכוון קו המשווה תקטין את מהירותה הסיבובית ביחס לפני הכדור משום שרדיוס סיבובה יגדל, ולפיכך האויר בטבעת זו יהפוך לחגורת רוח מזרחית על פני שטח הכדור. אם השפעת סיבוב הכדור לא היתה כזו, חלוקת הרוח על פני הכדור היתה פשוטה באופן יחסי, משום שהאויר שהיה מתחמם באזורים הטרופיים היה עולה על ידי הולכה (Convection ) לשכבות העליונות של הטרופוספירה, וכתוצאה מכך היו נוצרות רוחות המנשבות לכוון קו המשווה בשכבות התחתונות במרבית קווי הרוחב בחצאי הכדור הצפוני והדרומי, בעוד שבשכבות הגבוהות יותר הרוחות היו מנשבות לכוון הקטבים. מאחר וסיבוב כדור הארץ וחוק שימור המומנטום הם עובדות קיימות, במשתמע מכך עולה כי רוחות מערביות נוטות להיקבע בחגורות אויר המקבילות לקווי הרוחב כשהן מוסטות כלפי הקטבים ורוחות מזרחיות נוטות להיקבע באופן דומה כשחגורות אויר כאלה מוסטות כלפי המשווה. כך שמסיבה זו בלבד התמונה הפשטנית שתוארה לעיל, כלומר זרמי רוח צפונה ודרומה בשכבות העליונות והתחתונות, פשוט אינה תואמת את המציאות ואת העובדות נחזור אל טבעת האויר מסביב לכדור הארץ אשר הוסטה מעבר לקו המשווה ונבחן את הכוחות הנוספים הפועלים עליה. כשאותה חגורת אויר נעה ויוצרת רוח מערבית האויר משני צידיה לא נמצא בתנועה ביחס לפני הכדור. בפועל, כוחות טורבולנטיים לא יאפשרו למצב אידאלי כזה להישמר לאורך זמן, אבל המטרה כאן היא להציג את הכוחות העובדים על חגורה כזו. מאחר וחגורת אויר זו תסתובב מסביב לציר הכדור במהירות זויתית גדולה יותר מאשר האויר משני צידיה, יווצר בה כוח צנטריפוגלי גדול יותר מזה שבשני צידיה, יחסית לפני הכדור. כוח צנטריפוגלי עודף זה ירחיק את חגורת האויר מציר הכדור.
 

zina71955

New member
רוח וגלים

בקטבים הכוח הצנטריפוגלי הזה יטה כלפי המשווה, ובמשווה הכוח הצנטריפוגלי הזה יטה כלפי מעלה ויתרחק מפני הכדור. בכל קו רוחב אחר הכוח ייצור וקטור יחסי לשני הקומפוננטים שלו. לגבי רוח שטח המקבילה לפני הכדור אנחנו נדרשים לקומפוננט הכוח של המשווה אשר משתנה בערכו עם קווי הרוחב. על מנת שחגורת רוח מערבית לא "תיזרק" לכוון המשווה בחצי הכדור הצפוני הלחץ האטמוספירי צריך להיות גבוה יותר לכוון דרום מאשר לכוון צפון. כך שיווצר כוח של לחץ המאזן את עודף הכוח הצנטריפוגלי. במידה וכוח הלחץ המאזן (גרדיאנט Gradient ) הזה אינו בנמצא, כל חגורת האויר תוסט דרומה עד שיערם מספיק אויר בצד הדרומי של החגורה כדי להביא לאיזון. לפיכך היחס בין רוח וגרדיאנט לחץ ( Preassure Gradient ) הוא בהתאמה. בכל נקודה של לחץ נתון, האויר ינוע בצורה כזו שצופה העומד כשפניו מול הרוח בחצי הכדור הצפוני ימצא שלחץ האויר ירד משמאל לימין בהצלבה לכוון הרוח, ועוצמת הרוח תהיה ביחס ישיר לערך הלחץ של הגרדיאנט. עובדות אלו סוכמו על ידי בייס בלוט Buys Ballot בשנת 1857 בחוק הידוע כיום בשם זה. חוק בייס בלוט Buys Ballot Law : - בקווי רוחב צפוניים, עמוד כשפניך מול הרוח והברומטר יהיה במצב הנמוך ביותר לימינך. - בקווי רוחב דרומיים עמוד כשפניך מול הרוח והברומטר יהיה במצב הנמוך ביותר לשמאלך. מחזורי רוח מסביב למערכות לחץ אויר: הדבר הראשון שאפשר להסיק מהחוק הנ"ל הוא שהרוחות סובבות מסביב למרכזי לחץ נמוך או לחץ גבוה. בחצי הכדור הצפוני הן מנשבות נגד כוון השעון מסביב לאזור של לחץ נמוך, ועם כוון השעון מסביב לאזור של לחץ גבוה. בעוד שבחצי הכדור הדרומח הכוונים הם הפוכים. הסתכלות במפה סינופטית תאמת שקביעה זו כמעט אמיתית מלבד אזורים קרובים מאוד לקו המשווה. מעל היבשה הרוח נושבת בדרך כלל בזוית של כ 30 מעלות מכוון האיזוברים לכוון מרכז הלחץ הנמוך. מעל הים הנטיה של 10 מעלות מכוון האיזוברים. בשני המקרים התופעה נגרמת על ידי החיכוך בפני האדמה או פני הים. הנטיה גדולה יותר ככל שהחיכוך גדול יותר וכפופה לצורת פני השטח. יש לקחת בחשבון, באופן מקומי, גם גם רוחות חוזרות במעבר בין ים ויבשה ביחוד בחופים הרריים. בגובה של כ – 600 מטר מעל פני הים, או היבשה, ואילך הרוח מנשבת בדיוק מקביל לכוון האיזוברים בדיוק לפי חוק בייס בלוט. היחס בין הרוח וגרדיאנט הלחץ: על מנת לייחס רוח לגרדיאנט לחץ אנו צריכים לדמיין גוש אויר קטן ומבודד ולהגדיר את כל הכוחות היכולים להביאו לתנועה. במבט ראשון, כוחות אלה הם המשקל של הגוש עצמו הפועל אנכית בכוון מטה ולחץ האויר הפועל אופקית לאורך גרדיאנט הלחץ, מלחץ גבוה לנמוך. לכוח האנכי אין כל השפעה לגבי ייצור תנועה אופקית, כך שאנו נשארים עם הלחץ האופקי בלבד. אם סיבוב כדור הארץ לא היה קיים, האויר היה נוטה לזרום לאורך גרדיאנט הלחץ (כלומר, בהצלבה לכוון האיזוברים) באופן ישיר מהלחץ הגבוה אל הלחץ הנמוך. תופעה זו מתאימה לאזורים של מעלות בודדות צפונה/דרומה למשווה, מקום שם גרדיאנט הלחץ ושינויי הלחץ קטנים. אבל באזורים האחרים, כפי שנכתב כבר קודם לכן, האויר זורם לאורך האיזוברים (ולא לאורך הגרדיאנט) בסטיה קלה, פחות או יותר, לכוון הצד של הלחץ הנמוך, כפי שנקבע בחוק בייס בלוט. רוח גיאוסטרופית Geostrophic Wind : נתייחס לתנועת אויר באזור המרוחק מקו המשווה, במקום בו השפעת סיבוב כדור הארץ חשובה. אם הרוח מנשבת באופן קבוע לאורך קו ישר (במקום בו האיזוברים ישרים ומקבילים), אז, במידה ונתעלם מכוחות החיכוך, יש רק שני כוחות אופקיים העובדים על גוש אויר. האחד כתוצאה מלחץ הגרדיאנט העובד בכוון ניצב לאיזוברים לכוון צד הלחץ הנמוך. השני הוא כוח ההטיה הצידה Deflecting Force של סיבוב כדור הארץ העובד בניצב לנתיב זרימת האויר ולימינו. LOW ____________________________________ 1005 mb isobar pressure force direction _____________ wind direction + velocity deflecting force direction ____________________________________ 1010 mb isobar HIGH תצוגת רוח גיאוסטרופית. רק אם החשת המהירויות הנוצרות על ידי שני כוחות אלה מתאזנת, כלומר, הן שוות בערכיהן ומנוגדות בכוונן יכולה הזרימה להשאר קבועה בכיוונה והמהירות נשארת קונסטנט, כפי שהודמה לעיל. בפועל אין זה בדיוק כך. מהירות וכוון הרוח הנגזרת על פי ההדמיה שהאיזוברים ישרים ומקבילים ובהתעלם מחיכוך נקראית רוח גיאוסטרופית Geostrophic Wind . כוונה הוא במקביל לאיזוברים כשלחץ נמוך לשמאלה בקווי רוחב צפוניים, ולימינה בקווי רוחב דרומיים.
 

zina71955

New member
רוח וגלים

השינויים של גורם החיכוך: כאשר האיזוברים ישרים ומקבילים הרוח הגיאוסטרופית הנגזרת מהתפלגות הלחצים האופקיים על פני הכדור, נמצאה כערך מקורב טוב לרוחות המנשבות בגובה של כ 600 מטר מעל פני הכדור, באזורים ממוזגים. כלומר בגובה מספיק מעל לפני השטח המבטל את גורם החיכוך. הרוח על פני שטח הכדור, אם זאת, אינה מנשבת בדיוק לאורך האיזוברים כפי שנכתב כבר לעיל. הסטיה האקטואלית מהאיזוברים תלויה לא רק בקו הרוחב אלא גם עקב ערכי החיכוך. החיכוך גורם לכך שמהירות הרוח על פני הכדור קטנה מהערך של הרוח הגיאוסטרופית. על פני הים נמצא שמהירות הרוח היא כ 2/3 מערך מהירות הרוח הגיאוסטרופית. על פני היבשה, גורם החיכוך משתנה באופן יותר רחב ומהירות הרוח נעה בין חצי ל 2/3 בהתאם לחשיפה של המקום בו נמדדת הרוח. הניגזרת של רוח פני השטח מהאיזוברים: המשוואה הניגזרת לעיל מאפשרת לחשב את הרוח הגיאוסטרופית מגרדיאנט הלחץ, ומראה שלגרדיאנט לחץ נתון יש לרוח הגיאוסטרופית את אותו הערך לאורך קו רוחב נתון. המשוואה הזו תורגמה לטבלאות. מפות סינופטיות מסוימות מכילות את הטבלאות הללו שמתוכן אפשר למדוד ולהגיע אל מהירות הרוח הגיאוסטרופית על ידי מדידת המרחק בין האיזוברים. כשמדובר במפות סינופטיות קבועות בעלות אותו קנה מידה אפשר להעביר את הטבלה לשקף שאותו אפשר להצמיד בכל מקום על המפה בהתאמה ובהצלבה לקוי האיזוברים ולקרוא ישירות את מהירות הרוח הגיאוסטרופית בקשרים. במפות סינופטיות כאלה יש בנוסף טבלת תיקון לקווי הרוחב. מהירות הרוח על פני הים תיגזר איפוא ל 2/3 מעוצמת מדידת הרוח הגיאוסטרופית בין האיזוברים במקום נתון. כוונה יהיה בין 10 ל 20 מעלות מכוון האיזוברים לכוון צד מרכז השקע הברומטרי. רוח גרדיאנט Gradient Wind : נאמר כבר קודם לכן שהרוח הגיאוסטרופית היא רק הערכה טובה של הרוח האמיתית החופשיה משיכבת החיכוך, שבין פני השטח לגובה של כ 600 מטר, כאשר האיזוברים ישרים ומקבילים. הרוח אשר מנשבת לאורך איזוברים קשתיים המהווים רדיוס ממרכז הלחץ נקראית "רוח גרדיאנט" Gradient Wind . במקרה כזה, שוב, כוון התנועה של האויר הוא בערך מקורב לכוון תנועת האיזוברים. יחד עם זאת במקרים כאלה מתווסף הגורם הצנטריפוגלי באופן משמעותי והוא גדל או קטן ביחס לרדיוס האיזובר ממרכז הלחץ הברומטרי. במאמר זה לא אכנס לפרטי החישובים, מתמטיים וטריגונומטריים של הנושא. אזכיר רק כי עוצמת הרוח וכוונה במקרים כאלה תלויה במסה של האויר m , רדיוס האיזובר ממרכזו r , מהירות הרוח V , וכוח גרדיאנט הלחץ G . מה שחשוב לנו לדעת הוא לגבי מקרים כאלה הוא שכוון הרוח נוטה יותר לכוון האיזוברים, ולפעמים גם מוסט מהם החוצה מכוון הסיבוב. מהירות וכוון הרוח לא יהיו יציבים בכפוף לרדיוס האיזוברים ומספר מכות הרוח יגדל הן במספר והן בעוצמה. מבנה הרוח בשכבות הנמוכות:
 

zina71955

New member
רוח וגלים

מבנה הרוח בשכבות הנמוכות: בהסתכלות יום יומית נראה שהרוח, מהירותה וכוונה משתנה בקביעות בפרקי זמן קצרים. הידע של עיקר הגורמים המשפיעים על שינויים אלה חשוב מאוד לתחזיות מזג אויר. מאחר ונמצא כי שינויים אלה קשורים מאוד לשינויים באטמוספירה, תופעות טורבולנטיות, כמו גם לצורת פני השטח ביבשה ובים, יש לקיים מדידות רצופות של הערכים האטמוספיריים השונים, כולל צפיה ומעקב אחרי הרוחות. במהלך 100 השנים האחרונות מבנה הרוח בסמוך לפני הים והיבשה נצפה וניבחן באופן יסודי ורצוף על ידי צבירת נתונים יומיים באמצעות אנמומטרים ואנמוגרפים שהותקנו במספר רב של מקומות, ביבשה, לאורך החופים ועל פני איים ברחבי העולם. בנוסף לכך, מרבית האניות המשייטות בימים מעבירות דווחי מזג אויר באופן רצוף אל מרכזי רישום ומעקב נתונים של הצי האמריקאי, בריטי וכדומה. המכשיר העיקרי לאיסוף ומעקב אחרי נתוני הרוח הוא האנמוגרף, או Dines Anemograph , שהוא אנמומטר המופעל על ידי שפופרת לחץ רוח המפעילה רישום של כוון ועוצמה על גבי גליל נייר (בדומה לברוגרף), יחסית לציר הזמן. באופן זה אפשר לזהות את ערכי מהירות הרוח ושינוייה, משבי רוח בודדים ורוחות תזזית Squalls , כמו כן סערות ברקים ורעמים Thunder Storms . האופי העיקרי של מבנה הרוח הוא שלמרות שהכיוון והמהירות נותנים לעיתים קרובות ערכים ממוצעים בפרק זמן של כמה שעות, כשבוחנים את האנמוגרף מדקה לדקה, בערכי המהירות והכוון יש שינויי טווח די ניכרים. ניראים באופן ברור השינויים בכוון בזמן המשבים, עד 30 מעלות, וכן שינויי המהירות ופרק הזמן שלהם. השינויים הניכרים ביותר במספר המשבים וסטיות הכוון בפרק זמן המשב הם על פני היבשה. הרבה יותר במספר וערכי השנוי מאשר על פני הים. לפיכך, מהירות הרוח וכוונה אינם קבועים, אלא לעיתים רחוקות, ובדרך כלל מורכבים משורות של משבים ופרקי "שקט" שבין המשבים. מה שקרוי Gusts and Lulls. אנמומטרים הרושמים את ערכי הרוח על פני הים יראו חגורה "צרה" יותר הן של מהירות והן של כוון, מאחר ופני הים "מחוספסים" פחות מפני היבשה. משב רוח הוא כל עליה בעוצמת הרוח לפרק זמן קצר. המדיד לעוצמת המשב ניתן על ידי פיסגת המהירות הנראית באופן ברור במעקב של האנמוגרף. רוח תזזית Squall מוגדרת כרוח המתגברת באופן פתאומי מעבר למהירות הרוח הממוצעת לפרק זמן של לפחות מספר דקות, ואחר כך חוזרת לערך הממוצע הקודם. רוח תזזית יכולה להווצר גם ממספר גדול של משבי רוח בתוך כמה דקות. סיבת נוספת למשבים היא מצבים טורבולנטיים היוצרים מערבולות אויר. ברוח קלה מהירות הרוח וכוונה על פני אזור "חלק" יהיו בדרך כלל קבועים. ככל שהרוח מתחזקת גדלה האפשרות של מערבולות האויר והמשבים. בתוך "שכבת החיכוך" שמעל פני השטח, ים או יבשה, הרוח סוטה עם כוון השעון Veering , ככל שעולים בגובה, בחצי הכדור הצפוני, או נגד כוון השעון Backing , בחצי הכדור הדרומי. לחץ פיזי הנוצר על ידי הרוח: טבלת בופור הרשמית מכילה ערכים של לחץ, ליברות/רגל מרובע, או ק"ג/סמ"ר לכל מצבי הרוח. לחץ רוח זה יחסי, באופן גס, לשורש המרובע של מהירות הרוח. האפקט המכני של לחץ הרוח על מבנה כלשהוא, אם זאת, תלוי לא רק ברוח הממוצעת , אלא גם, ולפעמים בעיקר, במשבי הרוח ורוחות התזזית ושינוי כוונם בפרקי זמן קצרים. מבנה כגון גשר יכול להיות בטוח למצב של הרוח הממוצעת ברוח חזקה, בעוד שייתכן שלא יעמוד בלחץ של רוח תזזית או משבים פתאומיים ותכופים. באופן דומה יכולה להווצר גרירת עוגן בכלי שייט העוגן במעגן פתוח וחשוף במזג אויר קשה. וברור גם המצב במפרשית בה נצטרך לצמצם מפרשים לאו דוקא על פי מצב הרוח הממוצעת, אלא על פי המצב והערך של משבים ורוחות תזזית. מונסונים, רוחות מסחר ורוחות מקומיות:במאמר זה לא אכנס בפירוט לנושא זה. אזכיר רק שמונסונים ורוחות המסחר נוצרים בעיקר מהאפקט של סיבוב כדור הארץ על זרימת האויר בגושי אויר גדולים, כאשר זרמי האויר המרכזיים בהם עולים עד לגובה של כ 3000 מטר. רוחות מקומיות הן בעיקר הבריזות של ים/יבשה שבהן יש משקל להתחממות האדמה ביום והתקררותה בלילה בערכים מהירים יותר מאשר הים (חום סגולי). כמו כן רוחות קטבטיות ואנבטיות הנוצרות משינויי טמפרטורה ולחץ אטמוספירי במעלה או מורד הרים וגאיות. המיסטרל הוא דוגמא לרוח כזו (בשילוב עם גורמים נוספים) במפרץ ליון, והבורה Bora בצפון האדריאטי.
 

zina71955

New member
רוח וגלים

גלים (ים וגיבוע). Waves (Sea and Swell) : הימאי חי את גלי הים באופן מתמיד ומוחשי, ויכול, יותר ממרבית האנשים, להיווכח בערכים של מידותיהם והאנרגיה שלהם, כפי שכוחם ההרסני מתיחס אל מהירות הרוח. הימאי גם מורגל לערוך הערכות שוטפות של מהירות הרוח ומצב הים ולהשתמש בטרמינולוגיה מתאימה לכך ביום יום, גם אם לפעמים טרמינולוגיה זו אינה זהה לזו שנקבעה בין לאומית על ידי מטאורולוגים ואוקינוגרפים. הידע הנמצא בידינו, אפילו כיום לגבי הדרך בה הרוח מייצרת גלים על פני הים, עדיין אינם מושלמות. ידוג לנו שאויר בתנועה על פני המים חורם לסחיפה על פני המים ושל המים, שעמם הוא נמצא במגע. ברור לנו שברגע שנוצרים גלים קטנים, ובמידה ותנועת האויר היא טורבולנטית, כפי שבדרך כלל זה קורה, ישנם תהליכים נוספים, מעבר לתהליך הסחיפה. לחץ הרוח על צידו של הגל שמעל הרוח יהיה גדול יותר מאשר זה שבצידו של הגל שמתחת לרוח, והתוצאה תהיה איפוא שהגל יוסע עם כוון הרוח. לפיכך, כאשר רוח מנשבת בכוון אחד במשך זמן נתון גלי הים יראו לצופה כדוהרים לאותו כוון, אך במהירות קטנה מזו של הרוח. לגל סטנדרטי יש 4 ערכים עיקריים, והם: א. מהירות Speed מסומנת באות C ונמדדת בדרך כלל בקשרים. ב. אורך Length מסומן באות L ונמדד ברגל או מטר. ג. זמן מחזור Period מסומן באות T ונמדד בשניות. ד. גובה Height מסומן באות H ונמדד ברגל או מטר. - המהירות C מתייחסת לערך ההתקדמות של הגל על פני הים. - האורך L מתייחס אל המרחק האופקי שבין רכס אחד למשנהו או בין גיא אחד למשנהו. - זמן מחזור T מתייחס אל זמן המסע בין הרכסים העוברים נקודה קבועה. - הגובה H מתייחס אל המרחק האנכי בין חלקו העליון של רכס הגל לחלקו התחתון של הגיא הסמוך לו. שורת גלים עוקבים בעלת אותה מהירות, אורך, זמן מחזור וגובה קרויה "רכבת" Train of Waves . באופן טבעי "רכבת" של גלים, אפילו פשוטים, כפי שהוגדרה לעיל, כמעט שלא מצויה בפועל. במקום זה פני הים במרבית המקרים הם מצגת של חוסר סדר של גלים בעלי גובה ואורך משתנים הנמצאים בסמוך אחד לשני. אם זאת ישנם מקרים אחרים בהם רכסי הגלים נמצאים פחות או יותר בקו מקביל ונעים כמעט באותה המהירות. בגלים פשוטים של מים עמוקים מתייחסים אל שתי אקסיומות, כאמור, רק גלים פשוטים ומים עמוקים. A. C ( speed ) = 3.1 x T 2 B. L ( length ) = 5.,1 x T T הוא ערך שאפשר למודדו בקלות יחסית על ידי תצפית. כיום כל הערכים נמדדים באופן מדעי בתחנות מטאורולוגיות ימיות. הנסיון מוכיח שהגלים הגבוהים ביותר נוצרים בדרך כלל בגלים שאורכם גדול יותר. כלומר, יש יחס ישיר בין אורך הגל לגובהו. כאשר רוח מתחילה לנשב על פני שטח ים גדול, לפחות כמה מאות מילים מרובעים, ממצב קודם של שקט מוחלט, "רכבות" גלים מתחילות להיווצר והן מתגברות בגובה, זמן מחזור ואורך. בשעה שהגלים נמצאים עדיין באותו אזור הם ימשיכו לגדול ולהתעצם עד גודל מסוים אשר ייקבע על פי מהירות הרוח, זמן נשיבתה של הרוח, המרחק על פניו הרוח מנשבת (מרווח ים או fetch ) ועומק המים.. בהתחלה הגלים יהיו נמוכים ותלולים, כלומר הערך היחסי בין הגובה לאורך יהיה גדול. לאחר מכן המצב ישתנה והערך היחסי בין האורך לגובה יהיה נמוך בעוד שהערכים המוחלטים יגדלו. הגלים שהתייחסנו אליהם עד עתה הם אלה שנוצרו באופן ישיר על ידי הרוח, או במילים אחרות "גלי ים" “Sea Waves ". אופיים ייגזר ישירות מפעולת הרוח ומהירותה והופעתם תוגדר על פי ההגדרות של טבלת בופור, “Smooth Sea " , "Rough Sea”, " High Sea " וכן הלאה, על פי עוצמת הרוח ומראה הים. למרות זאת, באיזהשהוא פרק זמן נוצר מצב בו מהירות הרוח יורדת באותו אזור וכתוצאה מכך "רכבות הגלים" שהרוח יצרה תעלמנה מאזור זה. מה קורה כאשר "רכבת הגלים" לא מקבלת יותר אנרגיה? באופן מעשי " רכבות הגלים" ינועו עדיין לזמן מה לפני שגובהן יתמזער, ובעת ובעונה אחת אורך הגל שלהן יגדל לאט. סוג זה של "רכבות גלים" אשר בהן נפגשים מעבר לתחום האזור בו נשבה הרוח קודם לכן, ובו הן נוצרו במקור, נודעות בשם "גיבוע" Swell . באוקינוסים "רכבות גיבוע" כאלה נעות אלפי מילים עד שהן דועכות לגמרי. בימים סגורים כים התיכון אורך וזמן המסע של "רכבות גיבוע" קצר הרבה יותר ותלוי גם בהשתנות הרוח המייצרת "רכבות גלים" מכוון אחר.
 

zina71955

New member
רוח וגלים

גל גיבוע בים פתוח נבדל מגל ים באופן משמעותי מאחר ואין לו את האנרגיה של גל ים. יש לו צורת שטח אחידה, שמנונית ובלתי נשברת ואורך גדול, בעוד שגל ים צורתו בלתי אחידה והוא נשבר. גלי גיבוע מוגדרים בשונה מגלי ים והם: "נמוך" Low , "בינוני" Moderate , או "כבד" Heavy , לפי גובהם. תפוצת הגלים Propagation of Waves בנקודה זו יהיה מעשי לחזור למקרה של שטח ים ש "רכבת גלים" פשוטים נעה לאורכו. במשך הזמן T של גל, כל גל נע למקומו של הגל שקדם לו, כלומר, על פי זה מהירות הגל שווה לאורך הגל / זמן המחזור שלו. Speed = Length / Period . עובדתית עם זאת, תצפית על פקק שיצוף על פני המים תראה שלמרות שהגלים נעים קדימה, שטח פני המים אינו נע עם הגלים. התצפית תראה שהפקק יעשה תנועה סיבובית בחתך אנכי, תוך כדי תנועת הגלים. קוטר התנועה במסלול הסיבובי הזה הוא גובה הגל וזמן השלמת המעגל במסלול הזה הוא זמן המחזור של הגל Period . ההפרעה על פני השטח המהווה את תנועת הגל מתפשטת מתחת לפני השטח. המים נעים למעשה במסלולים מעגליים שלמים כל זמן שאין הפרעה קישחת מתחתם. קוטר המעגל יקטן עם קיטון העומק. צוותי צוללות מכירים את התופעה שהים אינו מופרע בעומקים השווים לאורך הגל שעל פני שטח הים. אנרגית הגלים Energy of Waves ל "רכבת גלים יש פוטנציאל אנרגיה עקב תנועת הגלים במסלול מעגלי אנכי, מעלה ומטה ממצב מקורי של ים שטוח. כמו כן יש ל "רכבת" כזו גם אנרגיה קינטית עקב תנועה של כל חלקיק מים באותם מסלולים מעגליים אנכיים. באופן תאורטי האנרגיה הפוטנציאלית והאנרגיה הקינטית שוות ויחסיות לרבוע האורך כפול גובה הגל. או LH בריבוע. אם נשווה את הדבר לצורך ההמחשה לגלים המתנפצים על סלעים במים עמוקים, הרי שנמצא לצורך הדוגמא שגלים בגובה של כ 7 מטר יעבירו אנרגיה של 230 כ"ס על כל 30 ס"מ של הסלעים הללו. זה מסביר את כוחם ההרסני של גלים הנשברים על שוברי גלים, אניות טבועות שחלקן גלוי מעל הים, וכדומה. האנרגיה של גלים בעומק הים מתיחסת אל מחצית מהירות הגל. עובדה זו קובעת למעשה את תפוצת "רכבת הגלים" במחצית מהמהירות של הגל הבודד. הסיבה היא שבכל קבוצת גלים הגלים האמצעיים הם הגבוהים ביותר, בעוד שהגלים בקידמת ובאחורי הקבוצה הם הנמוכים ביותר. גלים מאבדים אנרגיה אחרי שהם נשברים בפיסגת הגל, או כאשר רוח מתחילה לנשב מכוון מנוגד לתנועתם. חיזוי מאפייני הגלים. נושא חיזוי גובה הגלים הוא חשוב מאוד. כפי שכבר ראינו הגורמים העקריים המשפיעים על גובה הגל הם עוצמת הרוח ופרק זמן נשיבתה בכוון אחד. באופן תדיר, באוקינוס האטלנטי הצפוני בחורף, או באוקינוסים הדרומיים בכל ימות השנה, הרוח תתחזק ממצב של שקט לסער Calm to Gale או אף יותר מכך בפרק זמן של שעות ספורות. פרק הזמן להתגברותה של הרוח קטן יותר מפרק הזמן הדרוש לפתח את מלוא גובה הגלים, בהתיחס לאותה רוח. במשך השנים פותחו טבלאות על ידי אוקינוגרפים, על פיהן אפשר למצוא את גובה הגלים באוקינוס יחסית לעוצמת הרוח ופרק זמן נשיבתה בעוצמה זו. בכל הטבלאות הללו נלקח בחשבון שמהירות הרוח וכוונה הם קונסטנט ולא משתנים לגבי חיפוש התוצאה. כאשר נדרש לצפות את גובה הגלים במקום כלשהוא ליד החוף כוון הרוח הוא גורם חשוב, בהתיחס לרוח "אל החוף" או רוח "מכוון החוף". זאת משום שדרוש מרווח ים מתאים Fetch כדי שיווצרו גלים בגובה מקסימלי לאותה עוצמת רוח כשהיא נושבת באותו כוון ללא מגבלת זמן. לפיכך בכל חיזוי גובה הגלים לכל אזור מקומי, שאינו אוקינוס, או ים פתוח לחלוטין צריך להתחשב במגבלות שהזכרנו לעיל. שוב, מרווח ים Fetch ופרק זמן נשיבתה של הרוח, עוצמתה וכוונה. כמו כן יש להתיחס במקרים כאלה אל נתון נוסף והוא עומק הים באותו אזור מקומי. הטבלאות מתיחסות אל עומק ממוצע של הגלים הניתנים לחיזוי. יש לזכור שבאופן מעשי גובה הגלים יכול להגיע לכפליים מהממוצע הצפוי. הנסיון והתצפיות הראו שגלים הנוצרים על ידי רוח, באוקינוס יגיעו עד גובה של 50 רגל, כ 16 מטר. למרות זאת, לעתים רחוקות מאוד ניצפו גלי רוח גבוהים יותר. שוב, מדובר בגלי רוח בלבד. גלי רוח בים סוער מאוד בשילוב עם מקומות בהם יש השפעה ניכרת למדף היבשת הרימו גלי ענק בגוב של 25 מטר, על פי הדווחים. אילן מאירסון 01 למרץ 2004
 
כבוד ותהילה ../images/Emo47.gif

במפגש הפורום הבא ה
עלי ! אכן מקומו של המאמר ברשימת מאמרי הפורום
 

גדי ה

New member
../images/Emo45.gif מאלף ומאד מעניין !!

על ההשקעה. גם אני העתקתי את כל זה למחשב כדי לשנן. שוב תודה
 

eduda

New member
מאלף

הרבה תודה. עכשיו אני צריך לקרוא את זה כמה פעמים בכדי גם להבין....
 
כל הכבוד - ויש כבוד

ראשית לכל לאחר קריאה ראשונית של המאמר הורדתי אותו לזכרון המחשב כדי שלא יעלם לארכיון של הפורום. עכשיו אני אשב ואלמד. תודה
 

בת ים

New member
למה שיעלם?

עולה מייד למאמרי הפורום. וזה מה שמבדיל את הפורום הזה מאחרים-האפשרות לשמור מידע במאמרים באופן מסודר לטובת כל החברים בהווה ובעתיד. ולZINA,
על ההשקעה. נפלא, ברור ומעניין. בטח אקרא את המאמר שוב, ושוב
 

arik2000

New member
מאמר מאלף

בעקבות קריאתו עלתה לי שאלה בראש.... מהי השפעת הטמפרטורה בכל המשוואה של רוח/גלים וכו' ?
 

Alex33

New member
אפילו מאמר החודש...לו..

היו כאן דירוגים ותחרויות במה שאנשים כותבים... אבל-במאמר מוסגר כהבעת דעה אישית ובלא לפגוע בכבודו של איש, ודאי לא של ZINA חברי רב הפעלים ואיש צנוע- לטעמי אנחנו מברכים כאן כל שורה בודדת כמו כל מאמר מושקע... כל אחד לפי מרצו ויכולתו יזכו כאן ל"בית חם" ולעידוד ואל יהססו משתתפים רבים ,חלקם מבקרים "מזדמנים", להמשיך לעשות זאת גם בתקופת הפריחה המבורכת הנוכחית של אנשים רבי ידע ויכולת ביטוי. הפודיום המכובד למנצחים ,מעמדו ישמר לבטח בתחרויות שייט ובמקומות רבים אחרים "בחוץ" (סליחה אם "גלשתי" מהנושא..)
 

zina71955

New member
לאריק 2000

ההשפעה היא של הבדלי הטמפרטורות ולא של הערך האבסולוטי של טמפרטורה זו או אחרת.
 
למעלה