Cơ chế hình thành sóng biển và các loại sóng phổ biến (sóng gió, sóng thần, sóng thủy triều)

Sóng biển là một hiện tượng tự nhiên hình thành từ sự tương tác giữa gió và mặt nước, đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái đại dương và ảnh hưởng đến đời sống con người. Trong bài viết này, hãy cùng Đất Hợp khám phá cơ chế hình thành sóng biển, cùng với các loại sóng phổ biến như sóng gió, sóng thần và sóng thủy triều.

Sóng biển là gì?

Sóng biển là hiện tượng dao động của nước theo chiều thẳng đứng trên bề mặt đại dương hoặc biển, nhưng lại tạo cảm giác như nước di chuyển theo chiều ngang từ ngoài khơi vào bờ (sóng thường).

Sóng biển là dao động của nước theo chiều thẳng đứng trên bề mặt đại dương hay biển.

Sóng biển xuất hiện với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, từ những gợn sóng nhỏ chỉ vài centimet cho đến những cơn sóng dữ dội như sóng thần, có thể dài hàng nghìn kilomet. Tình trạng sóng biển có thể biến đổi từ những gợn sóng nhẹ nhàng cho đến những làn sóng mạnh mẽ.

Nhìn chung, sóng biển hình thành do tác động của gió hoặc các hiện tượng tự nhiên khác. Dù có độ cao nhỏ hay lớn, sóng biển đều có khả năng tác động đến môi trường biển và ảnh hưởng đến các hoạt động của con người liên quan đến đại dương.

Cơ chế hình thành sóng biển

Sóng biển được hình thành do gió thổi trên bề mặt đại dương. Khi gió lướt qua mặt nước, nó tạo ra lực ma sát, kéo theo một phần nước chuyển động. Phần nước này, do quán tính, tiếp tục đẩy các phần nước lân cận, tạo nên một vòng xoáy nhỏ.

Vòng xoáy này lan truyền năng lượng, hình thành nên những gợn sóng đầu tiên. Gió càng mạnh và thổi càng lâu, năng lượng truyền vào nước càng lớn, dẫn đến sóng càng cao và mạnh mẽ. Quãng đường mà gió thổi trên mặt biển được gọi là “fetch”. Fetch càng dài, sóng càng có thời gian để tích lũy năng lượng, do đó kích thước sóng cũng lớn hơn.

Khi sóng tiến gần bờ, đáy biển nông dần tạo ra lực cản, làm chậm tốc độ di chuyển của phần đáy sóng. Phần đỉnh sóng, do không bị cản trở, tiếp tục di chuyển nhanh hơn, khiến sóng trở nên dốc hơn và cuối cùng vỡ ra.

Mô tả cơ chế hình thành sóng biển.

Hình dạng bờ biển và địa hình đáy biển ảnh hưởng lớn đến quá trình sóng vỡ. Những vùng bờ biển dốc thường tạo ra sóng vỡ mạnh, trong khi những vùng bờ biển thoải thường tạo ra sóng vỡ nhẹ nhàng hơn.

Ngoài những con sóng riêng lẻ, gió còn tạo ra “swell”, là những nhóm sóng lớn và nhỏ xen kẽ nhau, di chuyển đều đặn trên biển. Swell có những đặc điểm như bước sóng (khoảng cách giữa hai đỉnh sóng), chiều cao sóng (khoảng cách từ đỉnh sóng đến đáy sóng), chu kỳ swell (thời gian để hai đỉnh sóng liên tiếp đi qua một điểm), hướng swell (hướng mà swell di chuyển đến) và tính ổn định (trong một nhóm swell, các sóng thường có kích thước tương đương nhau).

Các loại sóng phổ biến

– Sóng gió

Sóng gió là những gợn sóng xuất hiện trên bề mặt của biển hoặc đại dương do tác động của gió. Khi gió thổi qua mặt nước, nó tạo ra ma sát, khiến nước di chuyển và hình thành các gợn sóng. Sóng gió có thể tồn tại dưới nhiều hình thức, từ những gợn sóng nhỏ đến những sóng lớn hơn, tùy thuộc vào sức mạnh và độ bền của gió.

Đặc điểm:

• Chiều cao và kích thước của sóng gió phụ thuộc vào tốc độ gió, thời gian gió thổi, và khoảng cách mà gió đã tác động lên mặt nước (được gọi là “dải gió”).
• Sóng gió thường có chiều cao từ vài centimet đến vài mét. Thường từ 0,1 mét đến 3 mét trong điều kiện bình thường, nhưng có thể lên đến 10 mét trong cơn bão).
• Chúng có thể di chuyển từ 5 đến 60 km/h, tùy thuộc vào sức gió và chiều cao sóng.
• Sóng gió thường có hình dạng lăn, với đỉnh sóng nhọn và đáy sóng dốc.
• Chúng có chu kỳ ngắn (thường 5-20 giây giữa các đợt sóng) và di chuyển theo hướng của gió, thường tạo ra những gợn lăn lăn trên mặt nước.

– Sóng thần

Sóng thần là những sóng nước khổng lồ có thể xuất hiện đột ngột, chủ yếu do các hoạt động địa chấn dưới đáy biển, như động đất, núi lửa hoặc sự sụp đổ của đất đá. Sóng thần không chỉ đơn thuần là sóng cao mà còn là một sự chuyển động khối nước lớn, có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng khi chúng đổ bộ vào bờ.

Đặc điểm:

• Sóng thần có thể có chiều cao khổng lồ, từ vài mét đến hàng chục mét khi chúng gần bờ. Trong trường hợp cực đoan, sóng thần có thể cao đến 100 mét.
• Sóng thần thường có dạng sóng dài, không chỉ đơn thuần là một gợn sóng mà là một khối nước lớn di chuyển.
• Chúng di chuyển với tốc độ rất nhanh, lên đến 800 km/h trong nước sâu, nhưng khi vào vùng nước nông, chúng sẽ tăng chiều cao và trở nên nguy hiểm.
• Sóng thần có chu kỳ dài, thường từ 10 đến 60 phút giữa các đợt sóng, và có thể tạo ra nhiều đợt sóng liên tiếp.

– Sóng thuỷ triều

Sóng thủy triều là những biến động trong mực nước biển xảy ra do lực hấp dẫn của Mặt Trăng và Mặt Trời. Sự tương tác giữa lực hấp dẫn của các thiên thể này và lực ly tâm do sự quay của Trái Đất tạo ra hiện tượng thủy triều, dẫn đến sự thay đổi định kỳ trong mức nước biển.

Đặc điểm:

• Sóng thủy triều có tính chất định kỳ, thường xuất hiện hai lần mỗi ngày, với chu kỳ khoảng 12,4 giờ giữa các đợt triều lên và triều xuống, tạo ra các hiện tượng thủy triều lên (thủy triều cao) và xuống (thủy triều thấp).
• Chiều cao của sóng thủy triều có thể thay đổi theo mùa, địa điểm và các yếu tố khác, từ vài centimet đến vài mét.
• Tốc độ của dòng thủy triều có thể lên đến 8 km/h trong các vùng cửa sông hoặc hẹp.
• Thủy triều có thể tạo ra dòng chảy mạnh và thường có dạng sóng chảy liên tục. Chúng có ảnh hưởng lớn đến hoạt động ven biển, như đánh bắt hải sản, giao thông đường thủy và sự phát triển của các hệ sinh thái ven biển.

– Bảng so sánh các đặc điểm chính của các loại sóng biển phổ biến

Bài viết trên đã cung cấp các thông tin về cơ chế hình thành sóng biển và các loại sóng phổ biến. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào cũng như tư vấn về các thiết bị quan trắc, đo đạc biển, hãy liên hệ ngay đến HOTLINE 0903 825 125 để được tư vấn nhanh chóng nhất!

>>> Xem thêm: Giảm tác động của sóng và dòng chảy lên thiết bị đo mực nước tự ghi