كيف تتشكل الأمواج البحرية: الجزء 1

من منا لم يذهب يوما ما إلى البحر سواء من أجل العمل أو من أجل الإستمتاع بأوقات جميلة أو ممارسة هوايته المفضلة في الشاطئ. لا يمكننا أن نتصور البحر بدون تلك الأمواج المتلاحقة و التي تنكسر على الشاطئ واحدة تلو الأخرى دون انقطاع، كيفما كانت أحوال الطقس. إذا كانت تلك الأمواج البحرية تشكل خطرا محدقا بالكثيرين من مستعملي البحر (الصيادون مثلا) لما لها من طاقة هائلة، فإن فئة أخرى من مرتادي الشواطئ ،على العكس من ذلك، يجدون في هذه الأمواج ضالتهم و خاصة ممارسي الرياضات البحرية كراكبي الأمواج ،حيث أصبح عددهم في بلادنا يتزايد يوما بعد يوم. لكن هناك العديد من الأشياء حول ظاهرة الأمواج البحرية يجهلها الكثيرون. مثلا: كيف تتشكل؟ ما هي العوامل التي تتداخل وتساهم في قوتها أو ضعفها؟ من أين تأتي؟ ما هي خصائصها الفيزيائية؟ ما هي أنواعها؟ كيف يتم قياس تلك الخصائص و المميزات؟ كيف يتم التنبؤ بهذه الظاهرة البحرية المهمة؟…

 هذه السلسلة من المقالات ستحاول الإجابة على بعض من هذه الأسئلة الكثيرة بطريقة مبسطة قدر الإمكان، علما أن هذه المهمة ليست بالسهلة لأن أغلب المصطلحات المستعملة في هذا المجال أصلها لاثيني (إنجليزي غالبا).و أخيرا نود الإشارة إلى أن هذه المقالة تتطرق إلى موضوع الأمواج اليومية العادية و التي نشاهدها على الشاطئ أو في عرض البحر و التي تستمد طاقتها من الرياح السطحية للبحر. هذه الأمواج لا علاقة لها بأمواج التسونامي العملاقة و التي تنتج إثر حدوث زلزال قوي أو إنزلاق للتربة تحت البحر. كما أن هذه الأمواج مختلفة تماما عن أمواج المد و الجزر الناتجة عن قوة جادبية القمر و الشمس.

ماهي الأمواج البحرية؟

هي عبارة عن إضطرابات(تغيرات) تحدث لسطح مائي كبير (بحيرة، بحر أو محيط) تحت تأثير الرياح السطحية للبحر. و ينتج عن ذلك تحرك جزيئات الماء بشكل دائري غالبا. عندما نتحدث عن السطح نقصد الطبقة العليا من مياه البحر و التي قد يصل سمكها إلى عدة عشرات من الأمتار. لهذا نشاهد في بعض الأحيان بالقرب من الشاطئ تواجد طحالب و أحجار كبيرة إقتلعتها الأمواج من أعماق كبيرة.

وعكس ما يمكن أن يعتقده الناس فإن كثل الماء لا تتحرك مع الموجة لأنه عندما تمر الموجة تعود المياه إلى مكانها الأول. يظهر ذلك جليا عند مشاهدة جسم ما طافيا فوق سطح البحر (مركب أو طائر مثلا) فإن مرور الموجة تجعل هذا الجسم يرتفع و ينخفض معها لكنه لا ينتقل في اتجاه انتقالها. ما ينتقل مع الموجة هي تلك الطاقة التي إكتسبتها الموجة من الرياح. في غالب الأحيان تكون الأمواج جد مضطربة خصوصا عندما تكون مصحوبة برياح قوية. لكن عندما تبتعد من مكان تشكلها تأخذ شكلا أكثر إنتظاما و تناسقا.

كيفية تشكل الأمواج البحرية 

الأمواج البحرية تستمد طاقتها من الرياح التي تهب فوق سطح البحر. عندما تبدأ الرياح (مثلا تلك المصاحبة لعاصفة بحرية) تنشط تتشكل بفعل إحتكاك الهواء مع سطح الماء مويجات صغيرة جدا على شكل تجاعيد. كلما استمرت تلك المويجات تحت تأثير الرياح تكبر و تعلوا أكثر فأكثر.  و هنا تتدخل ثلاث عوامل أساسية في تحديد مدى قوة الأمواج. أولها سرعة الرياح(la vitesse du vent)، فكلما كانت الرياح قوية كانت الأمواج الناتجة عالية. العامل الثاني هو مدة هبوب الرياح (la durée d’action) حيث أن علو الموج يكبر كلما دامت الرياح أطول فأطول، لأن الطاقة التي تكتسبها الأمواج من الريح تصبح مهمة مع مرور الوقت. و آخر هذه العوامل هي المسافة التي تهب عليها الرياح بشكل منتظم(le Fetch)، فكلما كانت هذه المسافة طويلة كان علو الموج أكبر. وهذا ما يفسر كون الأمواج في المحيطات تكون أكبر من تلك التي تتكون في البحار المغلقة.على سبيل المثال عندما تهب رياح بقوة 40 كلم/س على سطح بحري طوله 200كلم خلال 15 ساعة فإنها تولد أمواجا بعلو  يصل 2,5 متر. بينما خلال نفس المدة الزمنية رياح أكثر قوة سرعتها 100 كلم/س تهب على طول 400 كلم تولد أمواجا علوها يبلغ 11 إلى 14 متر.

خصائص الأمواج البحرية 

الأمواج البحرية تتميز بمجموعة من المميزات و الخصائص الفيزيائية. هذه الخصائص تعطينا فكرة عن مدى قوة الأمواج و كذلك المسار الذي تسلكه أثناء إنتقالها في البحر. و أهم مميزات الأمواج المتعارف عليها هي كالتالي:

-علو الموجة (la hauteur)  : المسافة العمودية الممتدة بين قاع و قمة الموجة. الوحدة هي المتر(m).

-طول الموجة(la longueur) : المسافة بين قمتين متتاليتين أو قاعين متتابعين. وحدتها هي المتر (m)

-زمن الموجة (la période) : المدة الزمنية الفاصلة بين مرور قمتين متتاليتين (أو قاعين متتاليين) بنفس النقطة. وحدتها هي الثانية(seconde).

-إتجاه إنتقال الموجة (la direction de propagation) : الإتجاه الذي تأتي منه الأمواج. قد يكون هذا الإتجاه مخالفا لإتجاه الرياح السائدة في نفس المكان. هذا معناه أن هذه الأمواج قادمة من مكان بعيد.

-سرعة إنتقال الموجة (La célérité): يتم تعريفها إنطلاقا من خارج قسمة طول الموجة على زمن الموجة (L/T). حيث L طول الموجة و T زمن الموجة. علما أن الأمواج تنتقل في مجموعات ذات خصائص متشابهة (des trains de vagues). كلماكان زمن الموجة كبيرا كان طولها أكبر و سرعتها أكبر. لذلك نجد في مقدمة الأمواج المصاحبة للعواصف البحرية الأمواج الطويلة، و هي التي تصل أولا إلى الشواطئ الأطلسية المغربية. و هنا نشير إلى أن كل مجموعة من الأمواج المتشابهة المميزات تنتقل بسرعة أقل من سرعة إنتقال الموجة الواحدة، و تبلغ نصف قيمتها. و هذه الأخيرة هي السرعة التي تنتقل بها طاقة الأمواج.

-و أخيرا نقف عند إحدى مميزات الموجة المهمة و الغير المعروفة كثيرا، و هي إنحدار الموجة(la cambrure). و هذه الميزة تهم بدرجة كبيرة ممارسي ركوب الأمواج ، حيث أن الأمواج الأكثر إنحدارا هي المناسبة لركوب الموج. و يعرّف إنحدار الموجة كخارج قسمة علو الموجة على طول الموجة (H/L) حيث H علو الموج و L طول الموجة. نشير هنا الى أن هناك قيمة قصوى عندما يصلها الإنحدار فإن الموجة تنكسر (تتحطم) و هي 0,14.

كتبها للبحرنيوز محمد الحو : باحث و مهتم بالأرصاد الجوية