Vlny na moři a oceánech
Když se řekne moře, vybaví se asi většině z nás šumění vln na pobřeží. Jak ale tyto vlny vlastně vznikají? Za vlny může především vítr – když fouká, vznikají v moři vlny vlivem tření. Je to vlastně podobné, jak když foukáme do talíře polévky, aby vychladla. Vlny vznikají rovněž působením zemětřesení (vlna tsunami), sopečnou činností nebo sesuvy půdy a ledovců do vody. Vlna vyvolaná větrem vzniká rotačním pohybem vodních částic při hladině. Částice vody rotují na místě, zatímco tvar vlny se přesouvá ve směru větru. Vrchol vlny se označuje jako hřbet, nejnižší bod jako důl. Délka vlny je vzdálenost mezi dvěma hřbety, výška vlny vzdálenost mezi hřbetem a dolem (viz obr. 1). Perioda vlny je čas, který uplyne, než se hřbet následující vlny objeví na témže místě. Rychlost vlny se spočítá jako podíl délky a periody.
Obr. 1: Vlna a její části, zdroj: Wikipedia
Nejčastějším měřítkem velikosti vln je jejich výška. Závisí především na síle větru, době, po kterou vítr působí, dále velikosti hladiny, na kterou působí, a konečně taky na hloubce vody. Pokud například fouká vítr o rychlosti kolem 80 km/h déle než 12 hodin a na ploše dlouhé alespoň 250 km, vznikají vlny vysoké v průměru kolem 5 metrů.
Obr. 2: Čím je vítr silnější a čím déle fouká, tím větší vlny vznikají, zdroj: Wikipedia
Vlny se můžou navzájem sčítat nebo naopak rušit, jinými slovy vlnění mořské hladiny je docela složitý a do všech podrobností ještě ne úplně prozkoumaný proces. Vlny mají mimo jiné značnou setrvačnost, takže moře zůstává rozvlněné i po ustání větru a navíc se vlny šíří i do značných vzdáleností od místa, kde vzniky.
Tvar vlny se výrazně mění, když se blíží ke břehu. Rotační pohyb částic vody se totiž přibrzďuje o dno, zatímco u hladiny si rychlost uchovává. Tím se zkracuje délka vlny, a když je hloubka vody asi 1,3 násobek výšky vlny, vlna se láme. Pod zlomem s sebou strhává vzduch, čímž dochází k jejímu zpěnění. Místo, v němž se vlna láme, se označuje jako vlnolam. U pobřeží s relativně stálými větry dochází k lomu ve stále stejné vzdálenosti od břehu a na dně se tam pak vytváří výrazný písečný val (obr. 3). Když vlna naráží na břeh, vzniká příboj. Síla příboje je závislá na horizontálním i vertikálním tvaru pobřeží - příboj je silný na útesech, kde se sčítají síly několika po sobě jdoucích vln, zatímco na plážích bývá slabší. Kromě toho se vlny natáčejí tak, že jsou s břehem víceméně rovnoběžné, proto je příboj silnější na mysech než v zálivech.
Obr. 3: Chování vln u pobřeží: nejprve u písečné valu dochází k lomu a z jinak klidného moře se zvedá vysoká vlna se zpěněným vrcholem, přes písečný val přechází vlna jako válec pěny, za písečným valem se nad hlubší vodou opět znovu tvoří, aby se pak následně na pláží definitivně rozbila, zdroj: Wikipedia
Vlny můžeme dělit na dva základní typy – eolické, které se pohybují na volném moři, bývají dlouhé a nízké. A vlny driftové, které vznikají při lomu eolických vln u pobřeží, bývají vysoké a krátké a proto je často vyhledávají surfaři. Výška eolických vln jen zřídka přesáhne 4 metry, i když jsou doloženy bouřlivé vlny o výšce až 15 metrů (typicky při orkánu nebo tropických cyklónách).
Obr. 4: Driftové vlny často vyhledávají surfaři, vyhlášené jsou třeba na Havajských ostrovech, zdroj: Wikipedia
Čas od času se objevují informace o výskytu obřích vln s výškou výrazně přesahující 20 metrů. Zatímco dříve vědci o jejich výskytu pochybovali, dnes už vědí, že se vyskytují a nejsou takovou zvláštností, jak se dřív myslelo. Vznikají obvykle v místech, kde se potkávají obyčejné vlny s výraznými oceánskými proudy a víry – často to bývá u východních břehů jižní Afriky, kde se střetávají proudy z Indického oceánu s těmi z Atlantiku. Někdy jde ale pouze o „obyčejné“ skládání jednotlivých vln pohybujících se různou rychlostí do jedné obrovské.
A jak se vlastně měří výška vln? Klasickou metodou je pochopitelně pozorovatel, který buď na moři anebo na břehu sleduje stav hladiny a podle svých zkušeností a srovnáním s různými pevnými objekty je schopen odhadnout výšku vln. V dnešní době ale existuje mnoho dalších možností k měření – lze použít vln o různé délce (radiové, infračervené, zvukové …) ze senzorů umístěných dle potřeby, které pak fungují podobně jako meteorologické radary. V tomto případě jde jen o lokální měření stavu mořské hladiny. Globální pohled dnes umožňují satelity, které mají na svých palubách tzv. altimetry – přístroje vysílající tenký radarový paprsek směrem k moři a podle doby, za kterou se odražený paprsek vrátí zpět na družici, jsou schopny určit výšku vln (s přesností na několik cm). Právě tato data slouží k nejlepšímu zmapování nejen výšky vln na celém světě, ale třeba i změny mořské hladiny v důsledku globálního oteplování.
Obr. 5: Výška vln změřená družicí Jason 2, průměr za období od 4. 7. do 14. 7. 2008 (v červeně označených oblastech dosahují až 5 metrů), zdroj: Nasa.gov
Obr. 1: Vlna a její části, zdroj: Wikipedia
Nejčastějším měřítkem velikosti vln je jejich výška. Závisí především na síle větru, době, po kterou vítr působí, dále velikosti hladiny, na kterou působí, a konečně taky na hloubce vody. Pokud například fouká vítr o rychlosti kolem 80 km/h déle než 12 hodin a na ploše dlouhé alespoň 250 km, vznikají vlny vysoké v průměru kolem 5 metrů.
Obr. 2: Čím je vítr silnější a čím déle fouká, tím větší vlny vznikají, zdroj: Wikipedia
Vlny se můžou navzájem sčítat nebo naopak rušit, jinými slovy vlnění mořské hladiny je docela složitý a do všech podrobností ještě ne úplně prozkoumaný proces. Vlny mají mimo jiné značnou setrvačnost, takže moře zůstává rozvlněné i po ustání větru a navíc se vlny šíří i do značných vzdáleností od místa, kde vzniky.
Tvar vlny se výrazně mění, když se blíží ke břehu. Rotační pohyb částic vody se totiž přibrzďuje o dno, zatímco u hladiny si rychlost uchovává. Tím se zkracuje délka vlny, a když je hloubka vody asi 1,3 násobek výšky vlny, vlna se láme. Pod zlomem s sebou strhává vzduch, čímž dochází k jejímu zpěnění. Místo, v němž se vlna láme, se označuje jako vlnolam. U pobřeží s relativně stálými větry dochází k lomu ve stále stejné vzdálenosti od břehu a na dně se tam pak vytváří výrazný písečný val (obr. 3). Když vlna naráží na břeh, vzniká příboj. Síla příboje je závislá na horizontálním i vertikálním tvaru pobřeží - příboj je silný na útesech, kde se sčítají síly několika po sobě jdoucích vln, zatímco na plážích bývá slabší. Kromě toho se vlny natáčejí tak, že jsou s břehem víceméně rovnoběžné, proto je příboj silnější na mysech než v zálivech.
Obr. 3: Chování vln u pobřeží: nejprve u písečné valu dochází k lomu a z jinak klidného moře se zvedá vysoká vlna se zpěněným vrcholem, přes písečný val přechází vlna jako válec pěny, za písečným valem se nad hlubší vodou opět znovu tvoří, aby se pak následně na pláží definitivně rozbila, zdroj: Wikipedia
Vlny můžeme dělit na dva základní typy – eolické, které se pohybují na volném moři, bývají dlouhé a nízké. A vlny driftové, které vznikají při lomu eolických vln u pobřeží, bývají vysoké a krátké a proto je často vyhledávají surfaři. Výška eolických vln jen zřídka přesáhne 4 metry, i když jsou doloženy bouřlivé vlny o výšce až 15 metrů (typicky při orkánu nebo tropických cyklónách).
Obr. 4: Driftové vlny často vyhledávají surfaři, vyhlášené jsou třeba na Havajských ostrovech, zdroj: Wikipedia
Čas od času se objevují informace o výskytu obřích vln s výškou výrazně přesahující 20 metrů. Zatímco dříve vědci o jejich výskytu pochybovali, dnes už vědí, že se vyskytují a nejsou takovou zvláštností, jak se dřív myslelo. Vznikají obvykle v místech, kde se potkávají obyčejné vlny s výraznými oceánskými proudy a víry – často to bývá u východních břehů jižní Afriky, kde se střetávají proudy z Indického oceánu s těmi z Atlantiku. Někdy jde ale pouze o „obyčejné“ skládání jednotlivých vln pohybujících se různou rychlostí do jedné obrovské.
A jak se vlastně měří výška vln? Klasickou metodou je pochopitelně pozorovatel, který buď na moři anebo na břehu sleduje stav hladiny a podle svých zkušeností a srovnáním s různými pevnými objekty je schopen odhadnout výšku vln. V dnešní době ale existuje mnoho dalších možností k měření – lze použít vln o různé délce (radiové, infračervené, zvukové …) ze senzorů umístěných dle potřeby, které pak fungují podobně jako meteorologické radary. V tomto případě jde jen o lokální měření stavu mořské hladiny. Globální pohled dnes umožňují satelity, které mají na svých palubách tzv. altimetry – přístroje vysílající tenký radarový paprsek směrem k moři a podle doby, za kterou se odražený paprsek vrátí zpět na družici, jsou schopny určit výšku vln (s přesností na několik cm). Právě tato data slouží k nejlepšímu zmapování nejen výšky vln na celém světě, ale třeba i změny mořské hladiny v důsledku globálního oteplování.
Obr. 5: Výška vln změřená družicí Jason 2, průměr za období od 4. 7. do 14. 7. 2008 (v červeně označených oblastech dosahují až 5 metrů), zdroj: Nasa.gov
Encyklopedie počasí
Přečtěte si další články z naší rozsáhlé encyklopedie počasí, která shrnuje poznatky o meteorologii a počasí. Pochopíte řadu základních meteorologických prvků a způsob vytváření předpovědí počasí.
