Pinnalained
Lained
Pinnalained Pinnal
Lainete mõõdetavad omadused
Lainete mõõdetavad om
Lainetuse tekkimine
Lainetuse tekki
Lainetuse kuju ja tüüp
Lainetuse kuju j
Lained
L
Tuulelained
Tuulelai
Ummiklained
Ummiklai
Laineteooria Laineteoor
Süvameri
Süvam
Madalmeri
Madalm
Pinnalained
Pinnalaine
Vee pinnalained on lained vee ja õhu
Vee pinnalained on lained vee
piirpinnal .
piirpinnal
Walter Munk :
Walter Munk
veepeegli võnkumised, mille perioodid
veepeegli võnkumised, mille perioodi
• kümnendiksekunditest (kapillaarlained)
kümnendiksekunditest (kapillaarlained)
• tundideni (loodelained).
tundideni (loodelained
Vee
pindpinevus määrab
Vee pindpinevus mä
2 sentimeetrist väiksema lainepikkusega
2 sentimeetrist väiksema lainepikkusega
kapillaarlainete omadused.
kapillaarlainete omadused
suurema lainepikkuse puhul määrab lainete
suurema lainepikkuse puhul määrab lainet
omadused
inerts ,
raskusjõud ning sellest tingitud
omadused inerts, raskusjõud ning sellest tin
rõhu - ja liikumise muutused.
rõhu - ja liikumise muut
Domineeriv lainete
tekitaja veekogudel on
Domineeriv lainete tekitaja veekogudel
tuul, mis tekitab muu hulgas merelainetuse.
tuul, mis tekitab muu hulgas merelainet
Vette visatud
kivid ja voolutakistused
Vette visatud kivid ja voolutakistus
tekitavad
laineid .
tekitavad lainei
Sõitvaid laevu
saadavad vöörilained.
Sõitvaid laevu saadavad vöörilai
Lainete mõõdetavad omadused
Lainete mõõdetavad omadu
Pinnalainete (tuule-,
ummik -, murdlainete)
Pinnalainete (tuule-, ummik-, murdlainete
elementide suurus sõltub
elementide suurus sõ
kujust
kujus
võnkumisperioodist
võnkumisperiood
levimiskiirusest
levimiskiiru
Lineaarse pinnalaine omadused on täielikult
Lineaarse pinnalaine omadused on täielik
määratud
määra
laine pikkuse
laine pikk
L või
võ perioodiga
periood
T
laine kõrgusega
laine kõrguse
vee sügavusega
vee sügavu
H
Laine elementide
Laine elemen
d
lainehari (
crest ) – maksimaalne hälve mere häirimatu
lainehari (crest) – maksimaalne hälve mere häirima
tasapinnast,
tasapinna
laine nõgu (trough) – minimaalne hälve mere häirimatu
laine nõgu (trough) – minimaalne hälve mere häirima
tasapinnast.
tasapinna
Laine kõrgus (
Laine kõrgu
wave height wave he
) on
) o
laineharja ja
laineharj
lainepõhja kõrguste vahe (
lainepõhja kõrguste vahe
NB! See ei ole
NB! See ei o
amplituud !
amplituu )
Laine amplituud
Laine amplituu (amplitude
(amplitud ) iseloomustab
) iseloomus
veepinna nihkumist tasakaaluasendi suhtes.
veepinna nihkumist tasakaaluasendi suhte
Laine pikkus L (
Laine pikkus
wave
lenght wave len
) on
vahemaa kahe
) on vahemaa ka
järjestikuse laineharja vahel.
järjestikuse laineharja vah
Laine periood T (
Laine periood
period pe
) on
)
ajavahemik , mille jooksul
ajavahemik, mille jook
liigub lainehari edasi ühe lainepikkuse võrra
liigub lainehari edasi ühe lainepikkuse võr
Laine sagedus
Laine saged
1/T ( frequency freque
) on perioodi
) on perio
pöördväärtus või mingit punkti läbivate laineharjade
pöördväärtus või mingit punkti läbivate laineharja
arv ajaühikus. Sageli kasutatakse ring- või
arv ajaühikus. Sageli kasutatakse ring- v
nurksagedust
nurksagedu
ω = 2
π/T.
Laine kalle (
Laine kalle steepness
steepn
) αo = laine
= lain
kõrgus/laine pikkus.
õrgus/laine pikk
Laine levimiskiirus
Laine levimiskiiru c = L/T
c = L on vahemaa,
on vahema
mida lainehari läbib ühe
sekundiga oma
mida lainehari läbib ühe sekundiga oma
levimissuunas
levimissuu
, mõõtühik m/s
õõtü
laine kiirus = laine pikkus / periood
laine kiirus = laine pikkus / perio
Enimkasutatav lainekõrguse iseloomustaja on oluline
Enimkasutatav lainekõrguse iseloomustaja on oluli
lainekõrgus
(
lainekõrgu
significant wave height
significant wave hei
) Hs
Oluline lainekõrgus
Oluline lainekõr
√2 ≈ 1,4 korga suurem ruutkeskmisest lainekõrgusest
2 ≈ 1,4 korga suurem ruutkeskmisest lainekõrgus
4/√2π ≈ 1,6 korda suurem lainete kõrguste aritmeetilisest keskmisest .
4/√2π ≈ 1,6 korda suurem lainete kõrguste aritmeetilisest keskmise
Olulise lainekõrguse väärtusi on lihtne võrrelda ajalooliste
Olulise lainekõrguse väärtusi on lihtne võrrelda ajaloolis
lainevaatlustega, kuna nad langevad 5-10% täpsusega kokku
lainevaatlustega, kuna nad langevad 5-10% täpsusega kok
visuaalselt hinnatud lainekõrgustega.
visuaalselt hinnatud lainekõrguste
Merelainete liigid
Merelainete
Ookeanides ja meredes tekitavad laineid
Ookeanides ja meredes tekitavad lain
tuul,
tu
õhurõhu muutumine,
õhurõhu muutumin
looded ,
lood
maavärinad ,
maavärin
vulkaanilised protsessid jm.
vulkaanilised protsessid
Veepinnal esinevate lainete seadused on
Veepinnal esinevate lainete seadused
keerulisemad kui teistel laineliikidel. Lainetusnähtusi
keerulisemad kui teistel laineliikidel. Lainetusnähtu
suurtes veekogudes uurib
suurtes veekogudes uu
hüdrodünaamika
hüdrodünaam
.
Meredes ja ookeanides tekkivaid laineid võib liigitada
Meredes ja ookeanides tekkivaid laineid võib liigitada
laine asendi järgi häirimata veepinna suhtes,
laine asendi järgi häirimata veepinna suh
lainete pikkuse,
lainete pikku
lainete tekkepõhjuse
lainete tekkepõhju
veeosakeste liikumistrajektooride kuju järgi.
veeosakeste liikumistrajektooride kuju jä
Merelainete liigid
Merelainete
Pinnalained
Pinnalain
on tuule poolt tekitatud lained (nn.
on tuule poolt tekitatud lained
tuulelained
tuulelain
), mis levivad vaba veepinna läheduses
), mis levivad vaba veepinna lähedu
ja on suhteliselt
lühikesed . Pinnalainete hulka
ja on suhteliselt lühikesed. Pinnalainete
kuuluvad ka säbarlained (ummiklained), mis
kuuluvad ka säbarlained (ummiklained), m
esinevad pärast tuule vaibumist või väljaspool tuule
esinevad pärast tuule vaibumist või väljaspool tuul
mõjupiirkonda.
mõjupiirko
Siselained
Siselain
tekivad erinevate tihedustega
tekivad erinevate tiheduste
veemasside lahutuspinnal.
veemasside lahutuspinna
Pikad lained
Pikad lain
haaravad kogu veemassi veekogu
haaravad kogu veemassi veekog
põhjani.
põhj
loodelained
loodel
tsunami
Lühikesed lained
Lühikesed lain
- pikkus on väiksem veekogu
- pikkus on väiksem veekogu
sügavusest
süg
.
Merelainete liigid
Merelainete
Lööklainete
Lööklain
korral tekib veemassis liikuv pind
korral tekib veemassis liikuv
(
lainefront ), milles tihedus, rõhk ja osakeste
(lainefront), milles tihedus, rõhk ja osakest
liikumise kiirus muutuvad hüppeliselt.
liikumise kiirus muutuvad hüppelisel
Seisulained
Seisulaine tekivad kahe vastassuunalise
tekivad kahe vastassuunal
koherentse ja võrdse amplituudiga laine
koherentse ja võrdse amplituudiga
interferentsi korral (näiteks: kui laine peegeldub
interferentsi korral (näiteks: kui laine peeg
tema levimissuunaga risti olevalt pinnalt).
tema levimissuunaga risti olevalt pinnal
Seisulaine sõlmedes on amplituud null, sõlmede
Seisulaine sõlmedes on amplituud null, sõlme
vahel asuvates paisudes saavutab amplituud
vahel asuvates paisudes saavutab ampl
maksimumi . Kahe naaberpaisu vaheline kaugus
maksimumi. Kahe naaberpaisu vaheline
on 1/2 lainepikkust.
on 1/2 lainepikkust
Kuidas lainetus tekkib
Kuidas lainetus
Lainetuse tekkimine üksteise järel
Lainetuse tekkimine üksteise jä
Lainetuse kuju ja tüüp
Lainetuse kuju ja tüü
Kõik tuuletekitatud lained jaotatakse
Kõik tuuletekitatud lained jaotatak
kahte rühma:
kahte rühm
Tuulelained (
Tuulelaine
seas, windseas
seas,
) – otseselt tuule
) – otseselt tu
tekitatud. Tuule muudab nende kuju ja
tekitatud. Tuule muudab nende kuj
suurust.
suurust
Ummiklained (
Ummiklained
swell sw ) – merealal mõjunud
) – merealal mõjun
tuul.
tuul
Tuulelainetus
Tuulelaine
Lainetus, mille tekitab tuul vahetult
Lainetus, mille tekitab tuul vahetul
vaatluse ajal.
vaatluse aj
Tuulelainete ja tuule suund ei erine
Tuulelainete ja tuule suund ei erine
rohkem kui 45
rohkem kui
o
.
Tuulelainetuse puhul lainete
Tuulelainetuse puhul lai
tuulealune külg on järsem, kui
tuulealune külg on järsem,
tuulepealne; harjatippudel on näha
tuulepealne; harjatippudel on n
vahtu .
vah
Arenenud lainetus (lainekõrgused ja perioodid on
jõudnud “küllastuseni”,
tuuleenergia juurdetulek on võrdne lainete
murdumisest äramineva energiaga)
sõltub
•
tuule tugevusest
•
laineteekonnast ( fetch ), kaugus
mille kestel tuul laineid tekitab
Tuul tagajärjel erineva
pikkusega/perioodiga laineid.
Jaotust näitab
spekter .
Tugevama tuulega on lained
•
kõrgemad
•
pikema perioodiga
Tuulelainete ergutamine
Tuulelainete ergutam
Tuulelained
Tuul viib veemassid tasakaaluasendist välja ja raskusjõud
püüab
Tuul viib veemassid tasakaaluasendist välja ja raskusjõud püüa
need jälle tagasi tasakaaluasendisse viia. Selle tulemusena hakkab
need jälle tagasi tasakaaluasendisse viia. Selle tulemusena hakka
merepind võnkuma ja tekivad lained.
merepind võnkuma ja tekivad laine
Merel on tuulelainete pikkus umbes 100 m ja kõrgus kuni 8 m.
Merel on tuulelainete pikkus umbes 100 m ja kõrgus kuni 8
Läänemerel on laine kõrgus tavaliselt 1-2 m, avamerel tormiga kuni 10 m.
Läänemerel on laine kõrgus tavaliselt 1-2 m, avamerel tormiga kuni 10 m
Veepinnal asuvad veeosakesed liiguvad mööda kinniseid
Veepinnal asuvad veeosakesed liiguvad mööda kinnise
trajektoore, laine edasiliikumisel lainepikkuse võrra teeb veeosake
trajektoore, laine edasiliikumisel lainepikkuse võrra teeb veeosa
ühe täistiiru.
ühe täistiir
Laugjate lainete korral süvameres on veeosakeste
trajektoorid
Laugjate lainete korral süvameres on veeosakeste trajektoo
ringjooned . Ülemises kihis olevad veeosakesed hõõrduvad nende
ringjooned. Ülemises kihis olevad veeosakesed hõõrduvad nend
all oleva veekihi osakeste vastu ja nii kandub lainetus põhjani,
all oleva veekihi osakeste vastu ja nii kandub lainetus põhja
kusjuures veeosakeste trajektoorid vähenevad kiiresti sügavuse
kusjuures veeosakeste trajektoorid vähenevad kiiresti sügavu
suurenedes.
suurenede
Tuulelained
Ranna lähedal meres muutub lainetus ranna kuju ja
Ranna lähedal meres muutub lainetus ranna kuju
põhjareljeefi mõjul:
põhjareljeefi mõj
kui
rand on
kui rand
madal
mad , siis lainepõhja liikumine aeglustub hõõrdumisel vastu
, siis lainepõhja liikumine aeglustub hõõrdumisel vas
merepõhja. Lainehari liigub kiiremini kui lainepõhi, jõuab lainepõhjast
merepõhja. Lainehari liigub kiiremini kui lainepõhi, jõuab lainepõhja
ette ning murdub - tekib
ette ning murdub - teki
murdlaine
murdl
;
kui rand on
kui rand
järsk
jä
ja mere sügavus ranna lähistel on suurem kui pool
ja mere sügavus ranna lähistel on suurem kui po
lainepikkust, siis rannale lähenev laine praktliselt ei muutu:
randa jõudes
lainepikkust, siis rannale lähenev laine praktliselt ei muutu: randa jõud
põrkuvad lained sealt tagasi ja liituvad vastutulevate lainetega;
põrkuvad lained sealt tagasi ja liituvad vastutulevate laineteg
kui merepõhi läheb
sujuvalt üle maismaaks, siis ei põrku lained sealt
kui merepõhi läheb sujuvalt üle maismaaks, siis ei põrku lained se
tagasi, vaid paiskuvad maale;
tagasi, vaid paiskuvad maa
kui rannale lähenedes mere sügavus väheneb aeglaselt ning randa ja
kui rannale lähenedes mere sügavus väheneb aeglaselt ning randa
veepiiri lahutab järsk rannaäär, siis lainehari puruneb vastu rannaäärt ja
veepiiri lahutab järsk rannaäär, siis lainehari puruneb vastu rannaäärt
tekib
tek
säbarlainetus
säbarlaine
, mille kõrgus võib
ulatuda mitmekümne meetrini.
, mille kõrgus võib ulatuda mitmekümne meetri
Säbarlainete allalangemisel löövad veemassid vastu põhja, tekitades
Säbarlainete allalangemisel löövad veemassid vastu põhja, tekitad
seal küllalt suuri purustusi. See on ohtlik sadamarajatistele.
seal küllalt suuri purustusi. See on ohtlik sadamarajatiste
Siselained
Meres võib kujuneda välja olukord,
Meres võib kujuneda välja olukor
mõnemeetrises
pinnakihis on suhteliselt väikese
mõnemeetrises pinnakihis on suhteliselt väikes
tihedusega peaaegu
mage vesi, allpool aga suurema
tihedusega peaaegu mage vesi, allpool aga suure
tihedusega väga
soolane vesi.
tihedusega väga soolane v
Nende veekihtide
terav lahutuspind võib säilida
Nende veekihtide terav lahutuspind võib säilid
pikka aega ning seal tekivad
pikka aega ning seal tekiv
sisemised
sisemi
pinnalained
pinnalain
ehk
e
siselained
siselain
.
Kui laeva veealune osa ulatub
soolase ja
mageda
Kui laeva veealune osa ulatub soolase ja mage
vee piirpinnale, pidurdub laeva kiirus, sest laev
vee piirpinnale, pidurdub laeva kiirus, sest la
tekitab liikumisel laineid veekihtide lahutuspinnal.
tekitab liikumisel laineid veekihtide lahutuspinn
Sellist nähtust esineb jõesuudmete lähedal ning
Sellist nähtust esineb jõesuudmete lähedal nin
see võib probleeme tekitada ka veepinna lähedal
see võib probleeme tekitada ka veepinna lähe
aeglaselt liikuvatele allveelaevadele.
aeglaselt liikuvatele allveelaevade
Siselained
Lained vee ja õli lahutuspinnal
Lained vee ja õli lahutuspinn Sellel
fotol on
Sellel fot
lained kahe erineva tihedusega vedeliku
lained kahe erineva tihedusega vedeli
lahutuspinnal (
lahutuspinnal
siselained
siselai
). Seda katset saab
). Seda katset
teha ka ise: vaja läheb pooleliitrilist
teha ka ise: vaja läheb pooleliitril
plastmasspudelit, millesse valada vett ning selle
plastmasspudelit, millesse valada vett ning sel
peale
ettevaatlikult toiduõli.
Veele võib eelnevalt
peale ettevaatlikult toiduõli. Veele võib eelneval
lisada ka veidi
sinist vesivärvi, et lahutuspind
lisada ka veidi sinist vesivärvi, et lahutus
paremini välja paistaks. Kui nüüd
kork kõvasti
paremini välja paistaks. Kui nüüd kork kõva
kinni keerata ja pudelit küljelt-küljele õõtsutada,
kinni keerata ja pudelit küljelt-küljele õõtsutada,
tekivad vee ja õli lahutuspinnal sellised lained,
tekivad vee ja õli lahutuspinnal sellised lained,
nagu näha pildil.
nagu näha pil
Looded
Looded
Lood
on Maa ja teiste taevakehade gravitatsiooniväljade
on Maa ja teiste taevakehade gravitatsioonivälja
koosmõju poolt põhjustatud Maa perioodilised
deformatsioonid .
koosmõju poolt põhjustatud Maa perioodilised deformatsioon
Loodete mõjul paiknevad
maailmameres ümber suured veemassid,
Loodete mõjul paiknevad maailmameres ümber suured veemassid
tekitades
tekita
tõusu
tõu
ja
mõõna
mõõ
.
Loodeline
veeliikumine kujutab endast
Loodeline veeliikumine kujutab enda
hiigellainet
hiigellain , mille
perioodiks
, mille perio
on pool ööpäeva (täpsemalt:
on pool ööpäeva (täpsema
12 h 25 min
12 h 25 m ). Tõus tekib nii Maa Kuu-
). Tõus tekib nii Maa K
poolsel kui ka vastaspoolkeral.
poolsel kui ka vastaspoolke
Tõusulaine
Tõusula
liigub ligikaudu mööda Maa paralleeli ning igas kohas
liigub ligikaudu mööda Maa paralleeli ning igas koh
maapinnal on 2 korda ööpäevas tõus ja 2 korda
mõõn .
maapinnal on 2 korda ööpäevas tõus ja 2 korda mõõ
Loodete ajal muutub veetase ookeanides umbes 1 meetri võrra,
Loodete ajal muutub veetase ookeanides umbes 1 meetri võr
kitsastes lahtedes ulatub see kuni 20 meetrini.
kitsastes lahtedes ulatub see kuni 20 meetri
Sisemeredes ja järvedes loodeid peaaegu ei esine: näiteks
Sisemeredes ja järvedes loodeid peaaegu ei esine: nä
Läänemeres on looded kõrgusega alla 10 sentimeetri
Läänemeres on looded kõrgusega alla 10 sentimee .
Tõus ja mõõn
Tõus ja mõ
Mont-Saint-Micheli asula paikneb
Mont-Saint-Micheli asula pai
Prantsusmaa ranniku lähedal kaljusaarel. Mõõna
Prantsusmaa ranniku lähedal kaljusaarel.
ajal on merepõhi paljastunud, tõusu ajal
ajal on merepõhi paljastunud, tõusu aj
ümbritseb
saart vesi.
ümbritseb saart vesi
Mont - Saint-Micheli lahes võib veetasemete vahe
Mont - Saint-Micheli lahes võib veetasemete
tõusu ja mõõna ajal ulatuda kuni 14 meetrini.
tõusu ja mõõna ajal ulatuda kuni 14 meetr
Ummiklainetus
Ummiklainetu
Lainetus, mis on jäänud peale tuule
Lainetus, mis on jäänud peale tuu
puhumist.
puhum
Vaatluse ajal eksisteeriva tuule suund
Vaatluse ajal eksisteeriva tuule suun
saab erineda rohkem kui 45
saab erineda rohkem
o
Lained on õige
vormiga ,
lauged ja pika
Lained on õige vormiga, lauged ja pik
harjaga.
harja
Ookeanil /suures meres on alati kuskil torm . Lained levivad
tormipiirkonnast kaugele. Ummiklainete levimisel nende
periood võrreldes “tormialuste” lainetega kasvab. Ummiklaine on
regulaarne , peaaegu
sinusoidaalne laine. Võimaldab
ranna lähedal surfamist.
lainekõrguste
jaotus
Ummiklained (
Ummiklaine
swell)
Tsunami
Tsun
Tsunamiks
Tsunam
nimetatakse veealuse maavärinaga kaasnevat
nimetatakse veealuse maavärinaga kaasnev
hiidlainet
hiidlain .
Tsunamit võib põhjustada
Tsunamit võib põhjusta
maalihe maa
vulkaan
vulka
suure meteoriidi
kukkumine ookeani.
suure meteoriidi kukkumine ookea
Lained väljuvad tsunami tekkekohast (
Lained väljuvad tsunami tekkekoha
epitsentrist)
epitsentr
kiirusega kuni 800 km/h ja nende kõrgus on 0.5 m kuni 1 m.
kiirusega kuni 800 km/h ja nende kõrgus on 0.5 m kuni 1 m
Sellised väga suure lainepikkusega ja väikese järskusega
Sellised väga suure lainepikkusega ja väikese järskuse
lained pole merel laevadelt nähtavad.
lained pole merel laevadelt nähtava
Ranna lähedal võib laine kõrgus kasvada kuni 40 meetrini.
Ranna lähedal võib laine kõrgus kasvada kuni 40 meetri
Tsunami võib
tungida kaugele mandrile ja tekitada suuri
Tsunami võib tungida kaugele mandrile ja tekitada su
purustusi.
purustu
Tsunamid esinevad kõige sagedamini Vaikse ookeani
Tsunamid esinevad kõige sagedamini Vaikse ookea
rannikul.
ranniku
Tsunami
Tsun
Tsunami
Tsun
2004 a
200
tsunami
tsuna
Tsunami
Tsun
2004 tsunami
2004 tsuna
Tsunami
Tsun
Iseloomulik:
Iseloomul
Tsunam algab veetaseme langusega ranna ääres, mis kestab 10-15 minutit:
Tsunam algab veetaseme langusega ranna ääres, mis kestab 10-15 minuti
• meri lahes, sadamas või
rannas äkitselt taandub - see on märguanne
meri lahes, sadamas või rannas äkitselt taandub - see on märguann
• järgneva 5 - 30 minuti jooksul võib tsunami rannale jõuda.
järgneva 5 - 30 minuti jooksul võib tsunami rannale jõud
Seejärel algab veetaseme tõus - saabub pika laine hari. Olenevalt rannamere
Seejärel algab veetaseme tõus - saabub pika laine hari. Olenevalt rannamere
sügavuste erinevusest ja ranna liigestatusest muutuvad tsunamid järskude
sügavuste erinevusest ja ranna liigestatusest muutuvad tsunamid järskude
nõlvadega veevallideks kõrgusega 10 meetrit ja enam.
nõlvadega veevallideks kõrgusega 10 meetrit ja ena
Loodusõnnetusi põhjustavad tsunamid
Loodusõnnetusi põhjustavad tsunami
• veetaseme tõusu enam kui 8 meetrit 400-kilomeetrise rannajoone ulatuses.
veetaseme tõusu enam kui 8 meetrit 400-kilomeetrise rannajoone ulatuses.
• Tsunamid
purustavad rannikul
asuvaid rajatisi ja ujutavad üle rannikualasid
Tsunamid purustavad rannikul asuvaid rajatisi ja ujutavad üle rannikualas
mitme kilomeetri kaugusel.
mitme kilomeetri kauguse
• Selliseid tsunameid registreeritakse maailmameres umbes üks kord 10 aasta
Selliseid tsunameid registreeritakse maailmameres umbes üks kord 10 aast
jooksul.
jooksu
Tsunami arengut ja toimet on võimalik prognoosida, kui on teada tema
Tsunami arengut ja toimet on võimalik prognoosida, kui on tea
parameetrid epitsentris. Sellist prognoosi tehakse pikema aja jooksul kogutud
parameetrid epitsentris. Sellist prognoosi tehakse pikema aja jooksul kogu
vaatlusandmete põhjal. Tsunamite prognoosi alus on maavärinate ajal
vaatlusandmete põhjal. Tsunamite prognoosi alus on maavärinate a
ookeanides toimuvate protsesside
registreerimine
ookeanides toimuvate protsesside registreerimine
seismiliste
seismi
, akustiliste ja
, akustilist
veetaseme muutuste vaatluste kaudu.
veetaseme muutuste vaatluste kau
Kahjuks pole tsunamite
ennustused eriti usaldusväärsed - alates 1948 aastast on
Kahjuks pole tsunamite ennustused eriti usaldusväärsed - alates 1948 aastast on
75% tsunami-hoiatustest osutunud ennatlikeks.
75% tsunami-hoiatustest osutunud ennatli
Tsunami
Ts
Veeosakeste liikumine
Veeosakeste liikumine
merelaines
merelaine
Veeosakesed liiguvad merelaines lihtsamal juhul
Veeosakesed liiguvad merelaines lihtsamal juh
mööda ringikujulisi
orbiite .
mööda ringikujulisi orbiit
Kui
visata merre puutükk
Kui visata merre puut
liigub see laineharja möödumisel veidi edasi
liigub see laineharja möödumisel veidi edas
lainepõhja mööda tagasi.
lainepõhja mööda tagas
selline edasi - tagasi liikumine
kordub , kuid puutükk
näib selline edasi - tagasi liikumine kordub, kuid puutükk näi
paiknevat ikkagi umbes samas kohas.
paiknevat ikkagi umbes samas kohas
Järelikult ei liigu vesi lainega edasi, vaid
Järelikult ei liigu vesi lainega edasi,
veeosakesed tiirlevad mööda kinniseid
veeosakesed tiirlevad mööda kinnise
trajektoore.
trajektoor
Veeosakeste orbitaalliikumine sügavas ja
Veeosakeste orbitaalliikumine sügavas ja
madalas vees
madalas v
Pinnalainetes
Pinnalainetes
vee liikumise kiirus maksimaalne veepinnal
vee liikumise kiirus maksimaalne veepinnal
ning amplituud kahaneb sügavusega
ning amplituud kahaneb sügavus
veeosakeste trajektoorid kujutavad endast
veeosakeste trajektoorid kujutavad endast
sügavas vees ringjooni.
sügavas vees ringjooni
Veeosakeste orbitaalliikumine sügavas ja
Veeosakeste orbitaalliikumine sügavas ja
madalas vees
madalas v
Pikkade lainete ehk
Pikkade lainete e
madala vee korral
madala vee kor
veeosakeste trajektoorid
veeosakeste trajektoo
muutuvad ellipsiteks
muutuvad ellipsit
sügavuse kasvades
sügavuse kasvad
veeosakese
vertikaalsed
veeosakese vertikaal
hälbed
kahanevad
hälbed kahanev
merepõhja lähedal
merepõhja lähed
liiguvad veeosakesed
liiguvad veeosakes
paralleelselt põhjaga.
paralleelselt põhja
Lainete lähenedes rannale:
Lainete lähenedes rannal
(shoaling
shoal
)
•
periood jääb samaks,
periood jääb samak
•
lainepikkus väheneb
lainepikkus vähen
•
kõrgus ja orbitaalkiirus
kõrgus ja orbitaalkiir
kasvavad
kasvavad
Lainete transformeerumine ranna
Lainete transformeerumine rann
lähedal
lähed
Nurga all randa jõudvad
Nurga all randa jõudvad
lained “kõverduvad” -
lained “kõverduv
madalamas vees on
madalamas vees
levikukiirus väiksem
levikukiirus väik
Lainete refraktsioon ranna lähedal
Lainete refraktsioon ranna läh
Süvamere laineteooria
Süvamere laineteoor
Süvamere laineteooria
Süvamere laineteoo
hüpotees
hüpo
:
meri on lõpmata sügav,
meri on lõpmata süga
laine kahemõõtmeline
laine kahemõõtmeli
lainet tekitava jõu mõju lakkab pärast lainetuse
lainet tekitava jõu mõju lakkab pärast lainetu
väljaarenemist: siis liigub iga veeosake mööda
väljaarenemist: siis liigub iga veeosake möö
ringjoont raadiusega
ringjoont raadiuse
r.
Sügavuse
b suurenedes (seda mõõdetakse
suurenedes (seda mõõdetakse
häirimata merepinnast) väheneb veeosakese
häirimata merepinnast) väheneb veeos
tiirlemistrajektoori raadius
tiirlemistrajektoori raad
r eksponentsiaalselt,
eksponentsiaalsel
ning seda intensiivsemalt, mida lühem on laine.
ning seda intensiivsemalt, mida lühem on lain
Pinnal asuva veeosakese tiirlemistrajektoori
Pinnal asuva veeosakese tiirlemistrajektoor
raadius
raadi
r
o on võrdne
on võr
1/2 laine kõrgusega
1/2 laine kõrguseg .
Süvamere laineteooria
Süvamere laineteoor
Veeosakeste liikumine
Veeosakeste liikumin
süvameres
süvame
Veeosakesed tiirlevad
Veeosakesed tiirlev
mööda ringikujulisi
mööda ringikujul
trajekoore.
trajekoo
Mida sügavamal paikneb
Mida sügavamal paikn
osake, seda väiksem on
osake, seda väiksem
tema
tiirlemise orbiidi
tema tiirlemise orbi
raadius.
raadiu
Sügavusel, mis võrdub
Sügavusel, mis võrd
merelaine pikkusega, on
merelaine pikkusega, o
veeosake praktiliselt
veeosake praktilis
paigal.
paig
Madalmere laineteooria
Madalmere laineteoori
Madalmere laineteooria
Madalmere laineteoo
järgi
jä
muutuvad mere sügavuse
muutuvad mere sügavu
muutudes laine
geomeetrilised ja
muutudes laine geomeetrilised
kinemaatilised parameetrid.
kinemaatilised parameetr
Selle teooria kohaselt on
Selle teooria kohaselt o
veeosakeste tiirlemistrajektooril
veeosakeste tiirlemistrajektoo
ellipsi
ellip kuju, mille pikem
telg on
kuju, mille pikem telg o
paralleelne laine leviku suunaga.
paralleelne laine leviku suunag
Ellipsi
telgede pikkused sõltuvad
Ellipsi telgede pikkused sõltuva
lainepikkusest ja meresügavusest.
lainepikkusest ja meresügavusest
Siin:
Si
U - ellipsi horisontaaltelg;
U - ellipsi horisontaalte
V - ellipsi
vertikaaltelg ;
V - ellipsi vertikaalte
Madalmere laineteooria
Madalmere laineteoori
Veeosakeste liikumine
Veeosakeste liikumin
madalmeres
madalme
Pinnal on ellipsi teljed
Pinnal on ellipsi telj
võrdsed ja veeosakese
võrdsed ja veeosake
trajektoor on
ringjoon ,
trajektoor on ringjoo
Põhjas aga võrdub ellipsi
Põhjas aga võrdub ellip
vertikaaltelg nulliga ning
vertikaaltelg nulliga ni
veeosake võngub
veeosake võng
paralleelselt merepõhjaga
paralleelselt merepõhja
edasi - tagasi.
edasi - taga
Lainete peegeldumine
Lainete peegeldum
toimub eelkõige sügava järsu seina
toimub eelkõige sügava järsu sein
kujulisel rannikul (sh vesiehitised )
kujulisel rannikul (sh vesiehiti
lauge rannanõlva korral laineharjad
lauge rannanõlva korral laineharj
pigem murduvad ja laineenergia
pigem murduvad ja laineenergi
muundub turbulentsiks
muundub turbulents
Lainete difraktsioon
Lainete difraktsio
rannajoone “katkemine”
rannajoone “katkemin
mõjub kui sekundaarne
mõjub kui sekundaarne
laineallikas
laineallik
Difraktsioon
Difraktsioo – laine paindumine
– laine paindu
tõkke taha
tõkke ta
Rannalähedased hoovused nurga all
Rannalähedased hoovused nurga a
randa jõudnud lainetest
randa jõudnud lainete
Soliton – püsivastruktuuriline
Soliton – püsivastruktuuriline
üksiklaine
üksik
Sobiva nurga all lõikuvatest solitonidest
Sobiva nurga all lõikuvatest solitonide
võib
moodustuda hoopis muus suunas
võib moodustuda hoopis muus suun
leviv ohtlikult järsk laine.
leviv ohtlikult järsk la
Solitonid
Solito
Madalas vees tuleb solitonilaadseid laineid
Madalas vees tuleb solitonilaadseid laine
ja nende lõikumist ette sagedasti
ja nende lõikumist ette sageda
Detail Lauri Ilisoni
fotost Kauksi rannas [Soomere, Engelbrecht,2006].
Ristlained veepinnal
Ristlained
Kivi vette viskamisel hakkavad veepinnal
Kivi vette viskamisel hakkavad veepinn
levima ringikujulised ristilained.
levima ringikujulised ristilaine
Esemega, mida vees perioodiliselt üles-alla
Esemega, mida vees perioodiliselt üles
võngutatakse, saab tekitada konstantse
võngutatakse, saab tekitada konstant
lainepikkusega ringikujulisi laineid.
lainepikkusega ringikujulisi lain
Veekogu pinnal esinevate lainete
Veekogu pinnal esinevate lain
seaduspärasused on palju keerulisemad.
seaduspärasused on palju keerulisema
Lainetuse vaatluse kord ja
Lainetuse vaatluse kord j
tema iseärasused
tema iseär
Lainetuse vaatlused teostatakse järgmises korras:
Lainetuse vaatlused teostatakse järgmises kor
Alguses määratakse lainetuse tüüp ja tema
Alguses määratakse lainetuse tüüp ja tem
levisuund
lev
Pärast hinnatakse lainete kõrgus, pikkus ja
Pärast hinnatakse lainete kõrgus, pikkus
periood.
per
( kõik parameetrid võimalik määrata ainult siis, kui
( kõik parameetrid võimalik määrata ainult siis, kui
vaatluspunkt on varustatud perspektomeetriga
vaatluspunkt on varustatud perspektomeet
ГМ-12 – see on juba ajalugu)
ГМ-12 – see on juba aj
Perspektomeeter
Perspektomee
Latid lainetuse pikkuse ja
Latid lainetuse pi
perioodi määramiseks
perioodi määramisek
Rannikumere hüdroloogilisi
Rannikumere hüdroloogili
vaatlusi teostavad jaamad
vaatlusi teost
Lainetuse mõõtmised
Lainetuse mõõt
Läänemerel
Lääne
Regulaarsed mõõtmised on toimunud 200
Regulaarsed mõõtmised on toimunud 20
aastat
aas
Eesti rannavetes alates 1805. a
Eesti rannavetes alates 180
novembrist Tallinna Sadama
novembrist Tallinna Sad
vaatlustjaamast
vaatlustjaama
Ajavahemikus 1805-1893
aegrida on
Ajavahemikus 1805-1893 aegrida
katkendlik
katke
1921 – 1946 andmed puuduvad.
1921 – 1946 andmed puuduv
Lainetuse vaatlused Eestis
Lainetuse vaatlused Eest
Alates 1947. aastast
ilmuvad Tallinna Sadama
Alates 1947. aastast ilmuvad Tallinna Sadam
vaatluspäevikutes andmed lainetuse tugevuse
vaatluspäevikutes andmed lainetuse tugevus
kohta.
koht
1950. aastast mõõdetakse ka lainetuse suund,
1950. aastast mõõdetakse ka lainetuse suun
kuju ja kas järsk või lauge
kuju ja kas järsk või
1954. aastast hakati määrama kõiki lainetuse
1954. aastast hakati määrama kõiki lainet
parameetreid. Peale lainetuse suuna, tugevuse
parameetreid. Peale lainetuse suuna, tuge
ja kuju, mõõdeti ka lainete maksimaalset ja
ja kuju, mõõdeti ka lainete maksimaalset
keskmist kõrgust,
merepinna seisu, keskmist
keskmist kõrgust, merepinna seisu, keskm
lainete perioodi ja pikkust.
lainete perioodi ja pikku
Document Outline
- Lained
- Pinnalained
- Lainete mõõdetavad omadused
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Merelainete liigid
- Slide 9
- Slide 10
- Kuidas lainetus tekkib
- Lainetuse kuju ja tüüp
- Tuulelainetus
- Tuulelainete ergutamine
- Tuulelained
- Slide 16
- Siselained
- Slide 18
- Looded
- Slide 20
- Ummiklainetus
- Ummiklained (swell)
- Tsunami
- Slide 24
- Slide 25
- Slide 26
- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
- Veeosakeste liikumine merelaines
- Veeosakeste orbitaalliikumine sügavas ja madalas vees
- Slide 35
- Lainete transformeerumine ranna lähedal
- Slide 37
- Lainete refraktsioon ranna lähedal
- Slide 39
- Süvamere laineteooria
- Slide 41
- Madalmere laineteooria
- Slide 43
- Slide 44
- Rannalähedased hoovused nurga all randa jõudnud lainetest
- Slide 46
- Soliton – püsivastruktuuriline üksiklaine
- Solitonid
- Ristlained veepinnal
- Lainetuse vaatluse kord ja tema iseärasused
- Perspektomeeter
- Latid lainetuse pikkuse ja perioodi määramiseks
- Rannikumere hüdroloogilisi vaatlusi teostavad jaamad
- Lainetuse mõõtmised Läänemerel
- Lainetuse vaatlused Eestis
Kõik kommentaarid