تسجيل الدخول

تسجيل

أمواج الماء (ديناميكا أمواج السطح في المحيطات)

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص313

2025-08-06

980

ما الذي يُسبب أمواج الماء؟ أي كيف تتولد الأمواج؟

الجواب: لا تُوجد إجابات كاملة بعد لهذين السؤالين البسيطين، إلا أنه يُوجَد تفسير بسيط يتمثل في أنَّ النسيم أو أي اضطراب في الهواء أو الماء يُسفر عن تموجات. وهذه التموجات يمكن أن تتحول فيما بعد إلى أمواج أكبر عند مرور الرياح عليها. وبصفة خاصة، تضغط الرياح على الجانب المواجه للرياح من الموجة، وتعلو الموجة، ثم تنكسر إلى دوامات عند الجانب المحمي من الرياح. يقلُّ ضغط الهواء في الدوامات، ومن ثُمَّ فإن اختلاف الضغط بين الجانب المواجه للرياح والجانب المحمي من الرياح للموجة يمكن أن يدفع الموجة في اتجاه الرياح ويمكن أن يجعلها أكثر طولاً؛ أي إنَّ الرياح يمكن أن تمنح الطاقة للموجة. وإذا أصبحتِ الرياح أشدَّ قوة، فإن الأمواج تُصبح أكبر (وكذلك تتغيَّر أطوالها الموجية).

رُصدت كلٌّ من الأمواج المتطرفة والأمواج المارقة حول العالم، لكن بحار ساحل جنوب شرق أفريقيا تُنتج أزيد من حصتها من الأمواج المارقة، وهو ما يؤكده عدد السفن الكبير المفقود في هذه المنطقة. فما الذي يُسبِّب الأمواج المتطرفة والأمواج المارقة؟

 الجواب: على الأرجح أنت تتخيَّل أن موجة المحيط هي موجة جيبية (في شكل منحنى الجيب ذي القمم والقيعان تتحرك على سطح المحيط. وإذا تداخلت موجتان تتحركان في الاتجاه نفسه، يمكن أن تتخيَّل أن «الموجة) الناتجة» (أي ما ستراه هي ببساطة مجموع الموجتين. وفي حالة المحاذاة التامة بين موجتَين (في الطور) فإن القمم والقيعان في الموجة الناتجة ستكون أعلى وأعمق من قمم وقيعان الموجتين المنفردتين. وفي حالة تداخل الكثير من الأمواج المتحركة في اتجاهات مختلفة، سيكون من المحير وصف الموجة الناتجة، لكن اجتماع الأمواج الفردية في حد ذاته هو ما سيُحدد ارتفاع وعُمق الموجة الناتجة. يُطلق على هذا التجمع البسيط للأمواج «تجمُّع أمواج خطي». أما الأمواج المتطرفة فهي «تجمع غير خَطَّي»؛ أي إنَّ تجمع الأمواج الفردية يُولد نسبيًّا قمما وقيعانا شديدة الارتفاع وشديدة الانخفاض. وربما في أثناء زيادة ارتفاع القمم تدعم الرياح نموها بحيث يكون ارتفاع القمة النهائي أكثر من المتوقع أو ربما في مواقف معينة تسفر زيادة حجم الموجة الجديدة الناتجة عن نقطة حرجة معينة عن تعديل الأمواج الفردية ويخلق موجةً ناتجة أكبر حجمًا. باختصار، بعض السمات تدعم الموجة الناتجة. من غير المرجح حدوث موجة متطرفة، لكن في بعض الأحيان تضرب هذه الموجة السفن السياحية أو غيرها من السفن، فتفاجئ القباطنة الذين يميلون عادةً إلى اعتقاد أنها أمواج مكونة من تجمعات خطية.

 والأمواج المارقة التي يُطلق عليها أيضًا «الأمواج العملاقة» أو «الأمواج العاتية») أكثر صعوبة في الشرح، لكن من المؤكد أنها ناتجة أيضًا عن تجمع غير خطي للأمواج. ورغم ذلك، فإن حدوثها قبالة ساحل جنوب شرق أفريقيا يعود إلى مواجهة تيار أقولاس والأمواج التي تدفعها الرياح في هذه المنطقة. يتدفق تيار أقولاس القوي صوب الجنوب الغربي في مسار مُتعرّج، وتتدفق الأمواج التي تدفعها الرياح صوب عادة. الشمال الشرقي. ونظرًا لأن الأمواج تدفع التيار إلى التعرُّج، فمن الممكن تركيزها مثلما يمكن تركيز موجات الضوء عن طريق العدسة. وفي ظل الظروف المناسبة، فإن هذا التركيز يُسفر عن حفرة في الماء يتبعها موجة عملاقة تميل صوب الحفرة.