Anatomija talasa

[Dule]

Talasi nisu idilična slika sa tropskih ostrva gde se prelamaju i nose surfere. Oni su mnogo više od toga i mogu da budu opasni i destruktivni za brod i ostala tela u vodi. Razlika izmedju lepo provedenog vremena u plovidbi i strašnog iskustva je razumevanje kako se talasi ponašaju u normalnim uslovima i kako da se predvidi njihovo ponašanje.
Prvo pravilo talasa, posebno na otvorenom okeanu, je da nema pravila. Bez namere da se bilo ko zaplaši ovo jeste surova činjenica. Postoje jedinstveni fizički faktori koji objašnjavaju “normalan” talas ali u prirodi postoje i mnogi drugi faktori koje treba uzeti u obzir. Ipak, ako upoznamo prirodu talasa u normalnim uslovima lakše ćemo shvatiti i primetiti anomalije i bezbednije ploviti.
 Promenljivi vremenski uslovi, različita dubina vode, suprotne vodene struje i mnogo drugih uslova utiče na formiranje i oblik talasa, njihovu brzinu i veličinu.

[Dule]

U potpuno normalnim uslovima postoje tri faktora koji koji utiču na stvaranje i oblik talasa.
To su brzina vetra, dužina trajanja vetra i dužina vodene površine preko koje vetar duva.
 Sva tri faktora moraju da postoje da bi se stvorili talasi. Bilo koja od ovih varijabli da se promeni menja se i veličina talasa.
 
 
Mere talasa:
Visina (od doline do brega (vrha))
 Dužina (od brega do brega)
 Strmina (ugao između brega i doline)
 Perioda (vreme izmedju nailaska dva susedna brega talasa)




Postoje teorijska ograničenja za svaku promenljivu. Ako postoji ograničena dužina preko koje duva vetar od, recimo,  10 Nm od obale a vetar duva 36 čvorova talasi će biti 2,13 m visoki bez obzira koliko dugo vetar duva. Sa vetrom od 36 čvora uz neograničenu dužinu vodene površine i ako duva 56 sati može da kreira talase visine i do 19 m.
 
Evo tablice koja prikazuje odnos izmedju brzine i dužine vodene površine:

• 1 feet     =  0.3048 m.
• 1 knots  =  1.85 km na sat
• 1 NM      =  1.852 m.

I u teoriji i u praksi talasi nikada nemaju istu visinu. Da bi se odredila visina talasa za neki region koristi se gonja tablica s tim što se, na osnovu unapred odredjenih koeficijenata dobija prosečna visina talasa, normalna visina talasa (kojih je najviše-čak 1/3 ) i visoki talasi (kojih je 10%). 
 Evo tih koeficijenata na osnovu kojih i metereolozi daju visinu talasa u svojim izveštajima:

Prosečna visina talasa – koeficijent:      .64:1
Normalna visina talasa – koeficijent:         1:1
Visoki (10%) – koeficijent.                    1.29:1
Najviši (ekstremni)  - koeficijent           1.87:1

Da biste utvrdili visinu talasa uzimamo normalnu visinu talasa i pomnožimo je sa  koeficijentom.  Na primer, ako je normalna visina 10 " prosečna visina je 6,4 '(10 X .64), visoki talasi će biti  12.9" (10 X 1.29), a najviši talasi će imati visinu od 18,7' ( 10 X 1,87).
Takođe možemo odrediti brzinu ili periodu talasa matematičkim množenjem 1,34 sa kvadratni koren dužine talasa. [Ovaj broj potiče iz dugogodišnjeg naučnog istraživanja o brzini talasa.] Otuda:


40 ' talas putuje brzinom od 8,48 čvorova (1,34 X koren iz 40 [6,33])
50 ' talas putuje brzinom od 9,48 čvorova (1,34 X koren iz 50 [7,07])
100 ' talas putuje brzinom od 13,4 čvorova (1.34 X koren iz 100 [10])

[Dule]

Talasi ne nastaju tek tako. Potrebno je da vetar duva nekom brzinom preko neke dužine površine duži vremenski period da bi se stvorili trajni talasi. .
Talasi se pojavljuju na glatkoj vodi pri slabom vetru a nestaju čim vetar stane. “Seas” se stvaraju kada vetar duva duže vreme odredjenom jačinom. Imaju tendeciju da traju dugo pošto vetar prestane da duva. Dugački talasi su talasi koji su nastali daleko u nekoj oblasti gde je bilo jakog vetra i oni putiju preko okeana iako nema vetra. Oni mogu biti pomalo zbunjujući kada shvatite da talasi zapravo ne dolaze. Voda ne putuje zajedno sa talasima.
Talasi koji se ne lome su "normalno" valjanje talasa. Talas koji se lomi je onaj čija baza ne može više da izdrži težinu i ruši se. U zavisnosti od veličine, to može da se desi sa velikom silom od 5 do 10 tona po kvadratnom metru. Dovoljno snage da slomi trup broda. Kada je strmina talasa prevelika on se mora slomiti. To se dešava kada talas nailazi na plitku vodu ili kada se dva talasna sistema .
Strmina talasa se izražava kao odnos visine i dužine. 1:24 je dugačak, plitak valjajući talas u dubokoj vodi. 1:14 i više je talas koji je suviše strm i mora da se prelomi. Ovo takođe može da se desi ako se vetar naglo pojača i gura breg van baze talasa.  Zamislite odnos 1:1 :) .


Kretanje vode
 Čestice vode unutar talasa imaju različite obrasce kretanja zavisno od toga da li se talas lomi ili ne. U normalnom talasu čestice se kreću orbitalno. Ovo najbolje dokazuje parče plute. Kada nailazi talas čep od plute stoji u mestu i vrti se oko svoje poprečne ose guran od strane orbitalnog kretanja. To je pasivno kretanje dok je kretanje kod talasa koji se lome agresivno i destruktivno.



Prikazane slike pokazuju orbitalno kretanja plute kad talas prolazi s desna na levo. Pozicija čepa se ne menja osim blage rotacije.

Vetar i talasi Međuodnos između vetra i talasa je toliko važan u  brodarstvu da je napravljen sistem klasifikacije talasa gde je na osnovu brzine vetra moguće odrediti stanje talasa. Ovaj sistem je nazvan Boforova skala.  Nazvana je po Ircu, Sir Francis Beaufortu, pomorskom oficiru engleske mornarice i hidrografu, a nastala je 1805. godine. U to vreme pomorski oficiri u smeni su vršili redovna meteorološka osmatranje koja su bila vrlo subjektivna ali je ova ostala da se primenjuje do danas...
Boforovu skalu imamo u drugoj temi:
Pored brzine vetra i temperatura je takođe faktor u stvaranju talasa. Topao vazduh (koji se uzdiže) se kreće iznad vode i ima manje oštar ugao napada na površinu od hladnog vazduha (koji propada). Hladni front koji se kreće preko otvorene vode će stvoriti mnogo strmije talase i time stvoriti gore usove na moru.
Takođe, promena pravca vetra preko postojećih talasa može da stvori zabunu i samim tim veće talase. Ako vetar sa severa duva preko otvorene vode tri dana i odjednom promeni smer na severozapad preko iste vodene površine, nova linija talasa će se formirati u okviru postojećeg sistema. Energija oba sistema će se sabrati i dovešće do stvaranja većih talasa.
Ako se vetar i morska struja kreću u istom smeru stvoriće se dugi i blagi talasi. Ako se morska struja i vetar kreću u suprotnom smeru stvoriće se mnogo strmiji i agresivniji talasi.

[Dule]

Šta možemo odrediti na osnovu talasa
Dakle, šta sve ovo znači? Zašto je važno da znate kako nastaju talasi?
Pa ... možete odrediti nekoliko stvari što se tiče talasa.
Jedna od stvari koje možete izračunati na osnovu talasa je brzina broda. Ovo pretpostavlja da je vaš brod deplasmanskog tipa a ne gliser. Kada plovite deplasmancem on gura vodu ispred sebe.
Teži brod sa dubljim koritom gura više vode. Šta je tu zajedničko sa fizičkim osobinama talasa... recimo tvrdnja da se duži talas brže kreće.
Ako posmatramo talase koje stvara brod dok se kreće primetićemo da sa povećanjem brzine broda opata i broj talasa koje stvara dok brod ne ostane zarobljen izmedju bregova dva talasa koje je stvorio krećući se kroz vodu.
Već smo rekli da brzina talasa može da se odredi formulom 1,34 puta kvadratni koren dužine talasa. Pošto deplasmanac, putujući najvećom brzinom, biva zarobljen između bregova sopstvenog talasa možemo odrediti teorijsku brzinu trupa sa tom istom formulom koristeći LVL broda (dužina vodene linije ili dužina na vodenoj liniji).

[Važno je ovde napomenuti da LVL nije isto što i Loa (Ukupna dužina). Čamac sa LVL  30 ' ima teoretsku brzinu od trupa 7.34 čvorova. (1,34 X koren iz 30 [5.48]) Retko kada, skoro nikada brod ne može da dostigne svoju teoretsku brzinu. To se dešava samo u najsavršenijim uslovima.
Brod je pri toj teorijskoj brzini zarobljen u jednom talasu ali na manjim brzinama stvaraće još talasa duž trupa. Ako postoje dva talasa na privetrinskoj strani broda onda brod putuje sa 1/2 teorijske brzine trupa. Ako postoje tri talasa  brod putuje 1/3 te brzine. Možete prilično pouzdano odrediti brzinu broda brojanjem talasnih vrhova na privetrinskoj strani između pramca i krme i podelite taj broj sa teorijskom brzinu trupa.

Takođe možete uočiti plićake gledajući talase. Plitak prostor će stvoriti kreste na bregu  inače normalnih talasa - to vam može pomoći da dodatno odreditesvoju poziciju pronalaženjem plitke oblasti na mapi.
Razumevanje odnosa između brzine i dužine vodene površine takođe može pomoći da planirate putovanje i izbegnete neprijatne situacije. Ograničene vodene površine će ograničiti maksimalnu veličinu talasa za datu brzinu vetra pa možete izračunati kakvi vas talasi očekuju i tako se osigurate da se ne naiđete u situaciji koju nećete moći da prevazidjete.




Ograničavanjem procenta slobodne površine (na osnovu teorijskog maksimuma) možete znatno da ograničite visinu talasa na koje ćete naići. Teorijski maksimum visine talasa zasniva se na neograničenoj dužini površene preko koje vetar duva neograničeno vreme.
 Izborom dužine vodene površine u jednoj od tri kolone desno od tog maksimuma, možete izračunati visinu talasa za tu oblast. Na primer, pri brzini vetra od 17-21 čvorova sa 60 nm dužine vodene površine preko koje duva i neograničeno vreme trajanje vetra možete naići na 8 fita visoke talase. Ako ograničite dužinu na 10 Nm pri istoj brzini vetra možete očekivati talase maksimalno visoke 4 fita. (50% od 8 fita).
 
Pomoću Boforove skale vetrova možemo odrediti brzinu vetra.

[Dule]

Kako da se nosite sa talasima?
Izbegavajte plitku vodu. U plitkoj vodi se talasi kreću većom brzinom, višlji su i destruktivniji od “normalnih" talasa. Zbog sinusoidnog kretanja talasa stvarni nominalni nivo mora je teško utvrditi. U stvarnosti, nominalni nivo mora je neznatno ispod centra doline i brega talasa. U plitkoj vodi možete tresnuti o dno čak i ako mape kažu da je dubina dovoljna ako se nadjete u dolini talasa. To se može završiti katastrofom.

Nemojte ići uz vetar pri velikim talasima. Ovo naročito važi za one koji misle da mogu preći sve talase samo ako se pridržavaju pravila da seku talase pod uglom od 450. Ako morate putovati uz vetar to radite kada snaga vetra opadne a kada se pojača okrenite brod niz vetar i plovite sa talasima.

Koristite zemljište kao prirodni lukobran. Plovidba u zavetrini je plovidba po manjim talasima . Manje opasna i manje naporna.

Kada plovite po uzburkanom moru dobro gledajte oko sebe. Nikada ne možete predvideti šta će talasni sistem bacitina vas. Talas zna iznenada da iskrsne sa strane, veliki talas može proći tiho da ga i ne osetite a mali se može silovito slomiti o brod. Morate biti oprezni i gledati na sve strane a ne samo preko pramca.

Pratite vremeske izveštaje. Ne samo za dan kada planirate plovidbu već nedelju dana ranije. Iznenadna promena smera vetra koja se desi posle višednevno konstantnog će sigurno stvoriti veće i strmije talase u toj oblasti.

Ako dobro pozajete talase vaše vreme provedeno u plovidbi će biti mnogo prijatnije. Bez obzira da li ste na kratkom izletu ili na dugom krstarenju morate biti u stanju da održite blagi stepen kontrole nad onim sa čime ćete se suočiti.

Korišćena literatura:Knjia Kara Majkla "Razumevanje Talasa"