Fala na fali

Fala jest zjawiskiem, które raczej trudno przeoczyć; tym niemniej, są tacy, którym się to udaje, co zwykle prowadzi do bliskiego spotkania z morzem. Oraz do wniosku, że po co nam to wszystko, że trzeba było zostać w domu, i że słona woda jest wstrętna.

Definicja

Zagadnieniem definiowania fal zajmują się poważni naukowcy (czyli już wiadomo, że nie będzie lekko), a konkretnie - dział fizyki, zwany dynamiką morza. Skutkiem tego fale zostały ubrane z mnóstwo wzorów, opisów geometrycznych oraz trójwymiarowych modeli, a mimo to, nadal udaje im się nas zaskakiwać.

Definicja fali jest jednak - o dziwo - całkiem przystępna. Zgodnie z ogólnymi wytycznymi, falą nazywamy „odkształcenie powierzchni swobodnej, przemieszczające się z jednego punktu ośrodka w inny”. Istotą fali jest wiec ruch - z tym, że nie przemieszcza się tutaj masa wody (chociaż, jak „dziadek” wdziera się na pokład, możemy wysnuć zgoła przeciwne wnioski), ale samo odkształcenie. Podobnie zresztą działa fala na stadionie: kibice wstają i synchronicznie podnoszą łapki, ale przecież nie przesiadają się przy tym na inne krzesełko.

Falowe ABC

Chcąc w miarę precyzyjnie opisać falę, musimy uwzględnić następujące pojęcia:

• poziom spokoju - jest to poziom powierzchni morza przy braku falowania;
• szczyt lub grzbiet fali - najwyższy punkt przekroju poprzecznego fali względem poziomu spokoju;
• dno fali - najniższy punkt profilu fali względem poziomu spokoju

Na powyższych definicjach opierają się kolejne; troszkę bardziej zaawansowane, ale wciąż zrozumiałe:

• długość fali - czyli odległość między sąsiednimi grzbietami;
• okres fali - czas, jaki upłynie pomiędzy przejściami dwóch kolejnych grzbietów
• wysokość fali - odległość pomiędzy grzbietem a doliną (a NIE poziomem spokoju - bowiem ta odległość nazywa się amplitudą).

Z tych zaś definicji wynikają jeszcze kolejne - z pewnością bardzo przemyślane, aczkolwiek niemal całkowicie niezrozumiałe dla człowieka, który przypadkiem nie posiada doktoratu z fizyki. Przez litość nie będziemy przytaczać ich treści; wyobrażenie o poziomie zakręcenia powinny dać Wam już same hasła: częstotliwość kołowa, warunek kinematyczny na powierzchni swobodnej, zlinearyzowane warunki brzegowe, i tak dalej w tym stylu.

Skąd się biorą fale?

Najczęściej - z wiatru. Chociaż od razu zaznaczamy, że nie jest to jedyna opcja, ale o tym za momencik. Pamiętajmy także, że poza ruchem falowym, woda podlega jeszcze pływom oraz przemieszcza się wskutek prądów, co również w jakiś sposób współdziała z falami i sprawia, że żeglowanie nie jest aż tak prostym zajęciem, jakby mogło być.

Fale wywoływane na morzu przez wiatr zwykle nie są szczególnie duże - o ile aktualnie nie ma sztormu, najczęściej wynoszą nie więcej, niż 6 metrów. W warunkach bardziej interesujących mogą jednak szybko urosnąć do 20 m, zaś najwyższa fala wiatrowa, jaką zaobserwowano na oceanie, osiągnęła 30m. Co nie znaczy, że nie zdarzają się jeszcze wyższe; po prostu człowiek, który przypadkiem znalazłby się w ich okolicy i mógłby to zmierzyć, zajęty jest ratowaniem własnego życia.

Insza inszość

Jak wiemy, nie tylko wiatr winny jest powstawaniu fal. Poza nim, istnieją jeszcze dwa inne czynniki, dzięki którym cierpimy na chorobę morską.

Pierwszym winowajcą są ruchy sejsmiczne. Wbrew temu, co nam się wydaje, Ziemia jako planeta wcale nie jest „skończona”: ciągle delikatnie się zmienia, coś tam przestawia, porządkuje, i tak dalej. Powoduje to lokalne tąpnięcia, tarcia oraz trzęsienia, których skutkiem są fale sejsmiczne; na pełnym morzu są one zupełnie niepozorne, bowiem osiągają co najwyżej pół metra. Niestety, kiedy dotrą do brzegu i muszą wyhamować (a hamowanie jest gwałtowne, bo pędzą niemal 800 km/h), mogą urosnąć do kilkudziesięciu metrów. I wtedy na pewno usłyszymy o nich w Wiadomościach.

Drugim powodem powstawania fal są zmiany ciśnienia atmosferycznego. Wywołują one inny rodzaj fal, zwanych falami barycznymi, albo  sejszami. Ten typ fal powstaje, gdy nad akwenem utworzą się dwa (lub więcej, czemu nie?) układy ciśnienia atmosferycznego, co nie pozostaje bez wpływu na wodę pod nimi. Wysokość takich fal jest nikczemna (może to być nawet kilka centymetrów), za to ich okres może wynosić nawet kilka godzin. Generalnie nie są groźne, choć pozostają w pewnej korelacji z pływami.

Szczególne rodzaje fal

Fale świetnie się czują na oceanie; w końcu jednak przychodzi dla nich moment brutalnego zderzanie z rzeczywistością, czyli z lądem. W zależności od tego, jaki jest charakter brzegu, spotkanie to może przebiegać w odmienny sposób - i wywoływać odmienne rodzaje fal, a mianowicie:

1. fale przyboju, objawiające się, jako wahadłowy ruch wody w kierunku do- i od brzegu; tego typu fale powstają w przypadku wybrzeży płaskich;
7958.  
2. kipiel - czyli fale, które są skutkiem gwałtownego spotkania wody morskiej ze stromym brzegiem, klifem, latarnią morską, albo innym obiektem, który miał pecha.

Pewną ciekawostką jest tak zwana fala martwa; właściwie powinniśmy nazywać ją falą zombie, ponieważ zachowuje się, jakby „żyła”, chociaż to, co ją wprawiało w ruch, już jakby ustało. Ten typ fal wywoływany jest podmuchami wiatru, ale utrzymuje się po ich ustaniu, a nawet może przemieścić się w obszary, gdzie rzeczonych podmuchów w ogóle nie było.

Etymologia

Jak twierdzi „Słownik etymologiczny języka polskiego”, nie tylko słowo fala, ale wręcz sama litera F jest „całkowicie obca prasłowiańszczyźnie”. Nie będzie zatem niespodzianką, że falę przejęliśmy od bliskich, ale językowo bardzo dalekich sąsiadów - czyli, a jakże, od Niemców.

Pierwowzorem naszej fali była fela, która stanowiła słowiańską wariację na temat niemieckich wyrazów Fehler (błąd) oraz Fehlen (brak).  Niemieckie terminy pochodziły jednak od dawnych włoskich zwrotów fallare (błąd, szwank), a także fallire (bankrutować).  Jak widać, wszyscy kojarzyli fale zdecydowanie negatywnie. Zupełnie nie wiemy dlaczego - może macie jakieś pomysły?