عرض مصدر موجة رياح

{{لا صندوق معلومات}}
[[ملف:Wea00816.jpg|تصغير|موجات عاصفة [[شمال المحيط الهادي]] كما ترى من [[نوا (توضيح)|نوا]] ''نجمة نوبل'', شتاء 1989.]]
[[ملف:Waves in pacifica 1.jpg|تصغير|موجات المحيط]]
[[ملف:Foaming sea - geograph.org.uk - 496847.jpg|تصغير|[[رغوة|رغاوي]] عند تحطم الموج على الساحل]]
في [[جريان الموائع|ديناميكا الموائع]]، '''موجات الرياح''' أو بمعنى أدق، '''الموجات المتولدة بالرياح''' هي [[موجة سطحية|موجات سطحية]] تحدث في [[السطح الحر]] [[محيط (توضيح)|للمحيطات]]، [[بحر|البحار]]، [[بحيرة|البحيرات]]، [[نهر|الأنهار]]، [[قناة (توضيح)|والقنوات]] أو حتى على [[بركة (توضيح)|البرك]] الصغيرة. غالبا ما تنجم عن الرياح التي تهب فوق امتداد واسع من سطح الموائع.

عندما تتولد مباشرة وتتأثر بالرياح المحلية، يطلق على نظام الموجة '''بحر رياح'''. وبعد توقف هبوب الرياح، تسمى موجات الرياح ''[[موجة طويلة]]''.<ref>Holthuijsen (2007), page 5.</ref> تدعى موجات الرياح في المحيطات '''موجات سطح المحيط'''.

موجات [[تسونامي]] هي نوع معين من الموجات لا تتسبب بها الرياح ولكن التأثيرات الجيولوجية. في المياه العميقة، لا يمكن رؤية موجات تسونامي لصغر ارتفاعاتها ولأن [[طول الموجة|طولها الموجي]] طويل جدا.

== علم الموجات ==
[[ملف:Wave motion-i18n-mod.svg|تصغير|حركة جسيم في موجة رياح.<br/>
'''A''' = في المياه العميقة. تتناقص الحركة [[مدار|المدارية]] لجسيمات المائع بشكل سريع مع تزايد العمقتحت السطح.<br/>
'''B''' = في المياه الضحلة (انظر السطح الآن عند B). تتسطح الحركة الإهليجية للمائع بانخفاض العمق.<br/>
'''1''' = اتجاه الانتشار. <br/>
'''2''' = قمة الموجة.<br/>
'''3''' = قاع الموجة.]]

موجات الرياح هي موجات ميكانيكية تننتشر على طول الواجهة بين [[ماء|الماء]] و[[غلاف الأرض الجوي|الهواء]]; عندما تتولد قوة الاستعادة بفضل الثقالة، ولهذا يشار إليها [[موجة ثقالة|بموجات ثقالة السطح]]. عند هبوب الرياح، تقوم قوى الضغط والاحتكاك بإخلال اتزان السطح المائي.. تنقل القوى الطاقة من الهواء إلى الماء، مشكّلة الموجات. في حالة الموجات المستوية الخطية الأحادية في المياه العميقة، تتحرك الجسيمات القريبة من السطح في مسارات دائرية، جاعلة موجات الرياح تشكيلة من حركات موجية [[موجة طولية|طولية]] (للأمام والخلف) و[[موجة عرضية|ومستعرضة]] (فوق وتحت). وعندما تنتشر الموجات في [[المياه الضحلة]], (حيثما يكون العمق أقل من نصف الطول الموجي) تتضاغط المسارات المنحنية للجسيمات إلى [[قطع ناقص|قطاعات ناقصة]].<ref>For the particle trajectories within the framework of linear wave theory, see for instance:<br/>[[#Phillips1977|Phillips (1977)]], page 44.<br/>{{استشهاد بكتاب | الأول=H. | الأخير=Lamb | مؤلف-وصلة=Horace Lamb | سنة=1994 | عنوان=Hydrodynamics | ناشر=Cambridge University Press | إصدار=6th edition| الرقم المعياري=9780521458689}} Originally published in 1879, the 6th extended edition appeared first in 1932. See §229, page 367.<br/>{{استشهاد بكتاب | عنوان=Fluid mechanics | مؤلف=L. D. Landau and E. M. Lifshitz | سنة=1986 | ناشر=Pergamon Press | سلسلة=Course of Theoretical Physics | المجلد=6 | إصدار=Second revised edition | الرقم المعياري=0 08 033932 8}} See page 33.</ref><ref>A good illustration of the wave motion according to linear theory is given by [http://www.coastal.udel.edu/faculty/rad/linearplot.html Prof. Robert Dalrymple Java applet]. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171114103146/http://www.coastal.udel.edu/faculty/rad/linearplot.html |date=14 نوفمبر 2017}}</ref>

عندما يزداد ارتفاع الموجة، تتوقف مسارات الجسيم (المائع) عن تشكيل المدارات المغلقة; وبدلا عن ذلك، بعد عبور كل قمة، تنزاح الجسيمات بشكل طفيف عن وضعياتها السابقة، الظاهرة المعروفة ب[[انجراف ستوك]].<ref>For nonlinear waves, the particle paths are not closed, as found by [[جورج جابرييل ستوكس]] in 1847, see [[#Stokes1847|the original paper by Stokes]]. Or in [[#Phillips1977|Phillips (1977)]], page 44: ''"To this order, it is evident that the particle paths are not exactly closed … pointed out by Stokes (1847) in his classical investigation"''.</ref><ref>Solutions of the particle trajectories in fully nonlinear periodic waves and the Lagrangian wave period they experience can for instance be found in:<br/>{{استشهاد بدورية محكمة| مؤلف=J.M. Williams| عنوان=Limiting gravity waves in water of ﬁnite depth | صحيفة=Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A | المجلد=302 | العدد=1466 | صفحات=139–188 | سنة=1981| doi=10.1098/rsta.1981.0159}}<br/>{{استشهاد بكتاب| عنوان=Tables of progressive gravity waves | وصلة=https://archive.org/details/tablesofprogress0000will | مؤلف=J.M. Williams | سنة=1985 | ناشر=Pitman | الرقم المعياري=978-0273087335}}</ref>

مع تزايد العمق تحت السطح، يتناقص نصف قطر الحركة. عند عمق يساوي نصف [[طول الموجة|الطول الموجي]] λ, تكون الحركة المدارية قد تباطأت إلى أقل من 5% من قيمتها على السطح. يمكن تقريب حساب [[سرعة الطور]] للموجة السطحية (وتدعى أيضا [[سرعة|الخفة]]) بالعلاقة

:<math>c=\sqrt{\frac{g \lambda}{2\pi} \tanh \left(\frac{2\pi d}{\lambda}\right)}</math>

حيث
:''c'' = [[سرعة الطور]];
:''λ'' = [[طول الموجة]];
:''d'' = عمق الماء;
:''g'' = [[تسارع|التسارع نتيجة الثقالة على سطح الأرض]].

في المياه العميقة، حيث تكون <math>d \ge \frac{1}{2}\lambda</math>, وعليه تقترب <math>\frac{2\pi d}{\lambda} \ge \pi</math> والظل الزائدي من <math>1</math>, تكون السرعة <math>c</math>, مقدرة بمتر لكل ثانية، مقتربة من <math>1.25\sqrt\lambda</math>, عندما تقاس <math>\lambda</math> بالأمتار (أي <math>12.5\sqrt\lambda</math> في حالة وحدات السنتيمتر).
يخبرنا هذا التعبير بأن الموجات المختلفة في الأطوال الموجية تنتقل بسرعات مختلفة.

يمكن استشعار حركة موجات الرياح بواسطة [[قدرة الموجة|أجهزة طاقة الموجة]]. تعتمد كثافة الطاقة (لوحدة المساحات) للموجات الجيبية الانتظامية على [[كثافة]] المياه <math>\rho\,</math>, التسارع الأرضي <math>g\,</math> وارتفاع الموجة <math>H\,</math> (هو ضعف [[سعة (موجة)|مطال]] الموجة, <math>A\,</math>):

:<math>E=\frac{1}{8}\rho g {H}^2=\frac{1}{2}\rho g A^2.</math>

تسمى سرعة انتشار الموجة لهذه الطاقة [[سرعة المجموعة]].

يعطى الحد الأقصى لاستقرارية الموجة بنسبة ارتفاع الموجة إلى طولها الموجي، <math>\frac{H}{\lambda}\le \frac{1}{7}\,</math> وعند تعدي هذا الحد فأن القمة سوف تنقاد نحو الأمام بسبب الرياح أسرع من انتشار الموجة نفسها.

== ملاحظات ==
{{مراجع|2}}
{{روابط شقيقة}}
{{جغرافيا ساحلية}}
{{علم المحيطات الفيزيائية}}
{{ضبط استنادي}}
{{شريط بوابات|الفيزياء|محيطات|ملاحة}}

[[تصنيف:أمواج المياه]]
[[تصنيف:جغرافيا ساحلية]]
[[تصنيف:علم المحيطات الفيزيائي]]
[[تصنيف:مصطلحات علم المحيطات]]