Ce sunt valurile?

Valul este unda formată la suprafaţa mărilor sau oceanelor prin mişcarea oscilatorie a apei, datorită vântului sau cutremurelor.
Un val (sinonim talaz) este o ondulaţie a unei suprafeţe întinse de apă (lac, mare, ocean), ca rezultat al mişcărilor de oscilaţie determinate de acţiunea vântului, de cutremure, de variaţia bruscă a presiunii atmosferice, de atracţia Lunii şi Soarelui şi de deplasarea unei nave prin apă.
După cauzele care le dau naştere, deosebim:
a) valuri de vânt;
b) valuri seismice;
c) valuri anemobarice;
d) valuri de maree;
e) valuri de navă.
În afară de acţiunea cu rol modificator asupra uscatului, valurile de vânt formate pe suprafaţa mărilor şi oceanelor constituie unul dintre principalele elemente hidro-meteorologice care influenţează direct siguranţa navigaţiei.
Valurile de vânt se formează în urma acţiunii intermitente a vântului asupra stratului de apă de la suprafaţa mării aflat în stare de repaus. Această acţiune constă într-o apăsare, concomitent cu frecarea maselor de aer în mişcare de particulele de apă, care sunt scoase din poziţia de echilibra şi determinate să execute o mişcare de oscilaţie. Iniţial se formează încreţituri mici, numite „valuri capilare" care, la încetarea vântului, se amortizează datorită tensiunii superficiale. Dacă vântul se intensifică şi acţionează un timp mai îndelungat, dimensiunile valurilor cresc, ele transformându-se în valuri gravitaţionale. Valurile gravitaţionale sunt denumite:
a) valuri libere (free waves), care după încetarea vântului îşi micşorează treptat dimensiunile, consumând energia înmagazinată în procesul de frecare între ele a moleculelor de apă şi
b) valuri forţate (forced waves), care continuă să se dezvolte, ca urmare a persistenţei şi intensificării vântului, transformându-se în „valuri de furtună".
La valurile de furtună, crestele sunt spulberate de vânt, iar pe pantele lor apar pete albe de spumă numite „berbeci" (white horses); începând cu agitaţia de gradul 10, crestele valurilor foarte înalte cad spre înainte (deferlează) cu zgomot caracteristic, asemănător unui muget puternic. După încetarea vântului, valurile de furtună trec într-o fază de stabilizare, când forma lor devine regulată, iar dimensiunile lor nu se modifică un timp mai îndelungat; aceste ondulaţii regulate formează o agitaţie a mării numită „hulă".
Din punctul de vedere al formei, valurile pot fi:
a) bidimensionale — la care crestele sunt foarte lungi şi paralele între ele;
b) tridimensionale — care în afară de creste lungi se caracterizează şi printr-o lungime mare şi
c) izolate — la care creasta are formă de cupolă, fiind lipsite de scobituri.
Mai deosebim:
a) valuri lungi — la care lungimea este mult mai mare decât adâncimea mării şi
b) valuri scurte — a căror lungime este mai mică decât adâncimea mării în zona lor de formare.
În momentul când valurile ajung pe fundurile mici din dreptul coastelor întinse are loc fenomenul numit „deferlare"; dacă deferlarea se produce deasupra unui banc aflat la distanţă de coastă, valurile de acest gen se numesc „brizanţi".
În cazul coastelor abrupte şi cu adâncimi mari, precum şi în cazul construcţiilor hidrotehnice, valurile se lovesc de peretele vertical al acestora şi apoi se reflectă şi, combinându-se cu valurile incidente dau naştere unor valuri cu amplitudine mare, a căror forţă de izbire este considerabilă şi a căror creastă se ridică la înălţimi mari (chiar până la 60 m). În unele sectoare, coastele sunt supuse unor distrugeri uriaşe provocate de aceste valuri de spargere. Pătrunzând într-un bazin portuar, valurile de vânt sau de hulă se lovesc de peretele vertical al cheurilor, se reflectă şi apoi intră în interferenţă cu valurile noi, dând naştere unei agitaţii deosebite numită „resacă" sau „clapoti", caracterizată prin valuri scurte cu pantă mare şi cu oscilaţie pe verticală; această agitaţie îngreuiază staţionarea navelor la cheu şi creează dificultăţi operaţiunilor de încărcare — descărcare.
S-a observat în general că valurile se propagă pe grupuri distincte, care se succed la intervale aproximativ egale şi între care marea pare mai puţin agitată. Valurile din fiecare grup au înălţimi diferite, vitezele lor de propagare fiind inegale. Din acest motiv se produce fenomenul de interferenţă, care determină o creştere progresivă a înălţimii. Din experienţa şi observaţiile de multe secole ale navigatorilor s-a ajuns la concluzia că al nouălea sau al zecelea val din cadrul unui grup este mai înalt şi mai periculos decât celelalte.
[modificare]Elementele valurilor

Frontul valului (în engleză wave front) este linia care trece de-a lungul crestei valului şi care este aproximativ perpendiculară pe direcţia de propagare a profilului acestuia.
Panta valului (în engleză wave slope) este unghiul format de tangenta la suprafaţa valului cu linia orizontală în punctul de tangenţă. Are valori diferite şi de regulă se ia cea maximă. În practică se calculează prin raportul dintre înălţimea valului şi jumătate din lungimea sa.
Viteza valului (în engleză wave velocity) este distanţa parcursă de creasta valului în unitatea de timp. Este un element al valurilor de translaţie şi se apreciază în m/s sau mile/h, calculându-se prin raportul dintre lungimea valului şi perioada sa.
Creasta valului (în engleză wave crest) este partea superioară a unui val, care este spulberată pe vânt puternic. Este linia ce uneşte punctele cu cotele maxime ale valului.
Înălţimea valului (în engleză wave height) este distanţa măsurată pe verticală între creasta valului şi linia de cea mai mică cotă a scobiturii imediat următoare. Se apreciază din vedere sau cu aparate speciale, iar valorile se dau în metri sau picioare. Înălţimea obişnuită a valurilor oceanice este de 5 m, iar valorile maxime măsurate pînă în prezent sunt următoarele:
21 m în bazinul nordic al Oceanului Pacific;
15,6 m în bazinul nordic al Oceanului Atlantic;
14 m în emisfera sudică;
11,5 m în Oceanul Indian.
Scobitura valului (în engleză wave hollow) este un termen care se referă mai ales la partea cea mai adâncă a văii dintre valuri.
Lungimea valului (în engleză wave length) este distanţa în metri sau în picioare măsurată pe orizontală între două creste sau scobituri succesive de val. Valorile medii ale valurilor oceanice sunt cuprinse între 69 m şi 110 m. Valorile maxime ale lungimii valurilor determinate pe baza unor numeroase observaţii sunt următoarele:
170m în bazinul nordic al Oceanului Atlantic;
214 m în bazinul sudic al aceluiaşi ocean;
233 m în Oceanul Pacific;
342 m în bazinul sudic al Oceanului Indian.
Perioada valului (în engleză wave period) este intervalul de timp contat în secunde în care două creste succesive de val trec prin dreptul unui punct fix de observaţie sau timpul necesar ca o creastă de val să parcurgă o distanţă egală cu lungimea valului.
Reflexia valurilor (în engleză wave reflexion) este fenomenul de respingere a valurilor de către peretele vertical al construcţiilor hidrotehnice sau al falezelor abrupte în zone cu adâncimi mari. În cadrul acestui fenomen are loc combinarea valurilor reflectate cu cele incidente, luînd naştere o agitaţie puternică numită „clapoti" sau „resacă", deosebit de periculoasă în unele bazine portuare, pentru navele staţionate la cheu. Reflexia valurilor are loc şi în zona centrală a unui ciclon tropical, unde se produce o agitaţie a mării foarte puternică din cauza valurilor care se propagă din direcţii diferite.
Refracţia valurilor (în engleză wave refraxion) este schimbarea direcţiei de propagare a valurilor ori de cîte ori frontul acestora se apropie de linia coastei sub un unghi de înclinare. În cadrul acestui fenomen are loc o modificare a lungimii valurilor, a căror creastă în final capătă o orientare paralelă cu linia coastei.