انكسار أمواج البحر: لماذا تدور القمم عند اقترابها من الساحل؟

مفتاح الرسم جزء من المسألة

نرسم الساحل عند أعلى اللوحة والبحر أسفله. نلون اليابسة بلون رملي، ونستعمل خطوطا رمادية متقطعة لعمق القاع، وخطوطا زرقاء متصلة لقمم الموج. الأسهم الخضراء تبين اتجاه انتشار الموج في المواضع المختارة؛ لم نرسم بها مسار قطرة أو سرعة تيار.

لا نضع وحدات متر على الخطوط المتقطعة، لأننا لم نعط مسحا للأعماق. نحدد فقط أن الماء يصير أقل عمقا باتجاه الساحل في هذه اللوحات. وكذلك لا تمثل المسافة بين خطين في الصورة زمنا أو مسافة حقيقية؛ الرسم يساعد على تتبع الاتجاهات والعلاقات المعلنة.

قبل قراءة أي انحناء، ضع إصبعك على خط واحد واسأل عن مفتاحه. إن كان متقطعا فستقرأ شكل القاع، وإن كان أزرق متصلا فستقرأ موضع قمة. خلط اللونين يجعل القارئ ينسب إلى الموج شكلا وضعناه أصلا للعمق، ثم يبني عليه جوابا مختلفا.

نغير اتجاه الاقتراب ونبقي القاع

في A نجعل خطوط العمق مستقيمة ومتوازية، ونضع القمم موازية لها منذ البداية. اخترنا قاعا متماثلا على امتداد الساحل في هذه الحالة. لا يوجد في الرسم فرق جانبي بين موضعي طرفي القمة؛ إنه إعداد المقارنة الذي سنغير فيه اتجاه الاقتراب فقط.

في B نحتفظ بخطوط القاع نفسها ونرسم القمة القادمة مائلة. وضعنا علامتي P وQ على طرفي خطها الأبعد عن الساحل. يقع P أقرب إلى الجزء الأقل عمقا، بينما ما زال Q أبعد. اقرأ هاتين العلامتين في الرسم قبل تتبع القمم التي وضعناها أقرب إلى الشاطئ.

تتباطأ جهة القمة التي تدخل الماء الأقل عمقا قبل الجهة الأخرى، فتنعطف القمة. [1] لا يلزم أن يكون كل تغير في الموج قرب الساحل انكسارا؛ تؤثر عمليات أخرى أيضا. [2]

نظهر في B تغير الاتجاه تدريجيا، من الميل الواضح في الخط البعيد إلى اتجاه أقرب لموازاة الخطوط المتقطعة قرب اليابسة. لم نحسب زاوية هذا الدوران؛ أشكال المنحنيات التي اخترناها تشرح اتجاه الأثر، ولا تقدم ناتج نموذج عددي.

أعط الخطوط أسماءها الصحيحة

لنتخيل قارئا يكتب أن «الخط الرمادي هو الطريق الذي سلكته قطرة الماء من Q إلى الشاطئ». نراجع العبارة بالمفتاح: الخط رمادي متقطع، إذن وضعناه لعمق القاع. لا نملك في بيانات التمرين تسجيلا لحركة قطرة بعينها، ولا يصح أن نغير معنى الرمز بعد انتهاء الرسم.

وقارئ ثان يكتب أن «انحناء الخط الأزرق يحدد ارتفاع الموجة». الخط الأزرق عندنا يرسم موضع القمة من أعلى، ولم نضع محورا رأسيا للارتفاع. يستطيع أن يصف اتجاهها في اللوحة، لكنه يحتاج معطيات أخرى ليعطي ارتفاعا رقميا. هذا فرق بين سؤال تجيب عنه الصورة وسؤال لم نصممها لقياسه.

نغير شكل القاع في اللوحة C

نستبدل الساحل المستقيم برأس بارز، ونرسم خطوط العمق ملتفة حوله. تبدأ القمة البعيدة في C مستقيمة، ثم نرسم القمم الأقرب منحنية. تتجه الأسهم الموضوعة قرب جانبي الرأس إلى جهته، ولا نمدها عبر اليابسة أو نسميها ممرات ملاحة.

المقارنة هنا مختلفة عن A وB: لم نغير اتجاه الاقتراب وحده، بل غيرنا هندسة القاع المرسومة. اكتب هذا التغير بجانب ملاحظتك. وإذا طلب منك تكرار شكل B حرفيا فوق C، فارجع إلى الخطوط المتقطعة؛ لقد تغير أحد المعطيات التي بنيت عليها القراءة السابقة.

قد يعيد القاع توزيع طاقة الموج، لكن استجابة الساحل تتعلق أيضا بتحولات الموج والرواسب والظروف المحلية. [2]

جواب محدد بدل توقع لم نقسه

يمكن أن يكون جواب B: «الطرف P يدخل الجزء الأقل عمقا أولا، والقمة تقترب في اتجاهها من خطوط العمق». ويضيف جواب C أن شكل تلك الخطوط نفسه يلتف حول الرأس في اللوحة. هذه قراءة للعلاقات التي وضعناها، لا تقرير عن شاطئ مسمى.

أما سرعة الموج وارتفاعه ومقدار التآكل فخانات لم نعطها. لا تملأها من طول السهم أو عدد الخطوط الزرقاء. عند إنهاء المقارنة، سم الرمز الذي قرأته، والمتغير الذي بدلناه، وما بقي خارج المعطيات؛ بذلك يستطيع قارئ آخر إعادة خطواتك من اللوحة نفسها.

المراجع

1. Sea Grant — انكسار الموجhttps://repository.library.noaa.gov/view/noaa/38227/noaa_38227_DS1.pdf
2. USGS — القاع وتحولات الموجhttps://pubs.usgs.gov/of/2015/1055/ofr2015-1055_intro.html