خطوات الاستخدام
أدخل سرعة الرياح المستمرة (بمتر/ثانية أو كم/ساعة). تعمل الرياح على دفع المياه نحو الشاطئ بقوة تتناسب مع مربع السرعة، لذا فزيادة السرعة بمقدار الضعف تؤدي إلى تضاعف قوة الدفع أربع مرات تقريباً. تأكد من استخدام سرعة الرياح على ارتفاع 10 أمتار فوق سطح البحر كما هو معتاد في الأرصاد الجوية.
أدخل مسافة الجرف (fetch) بالكيلومترات. الجرف هو المسافة التي تعبرها الرياح فوق سطح الماء دون عوائق. كلما زادت المسافة، زادت كمية الطاقة المنقولة إلى الماء، مما يسمح بارتفاع الموجة والعاصفة. في المحيطات المفتوحة يمكن أن تصل إلى مئات الكيلومترات، بينما في الخلجان تكون أقل.
أدخل ميلان قاع البحر (بالدرجات أو النسبة المئوية). الميلان هو زاوية انحدار قاع البحر من الشاطئ إلى العمق. الميلان الضحل (قيم صغيرة) يسمح للمياه بالتراكم بفعل الرياح بسهولة، بينما الميلان الحاد (قيم كبيرة) يمنع التراكم ويسبب ارتداد الماء. يُحول الميلان إلى قيمة عددية تستخدم في المعادلة.
تقوم الحاسبة بتطبيق المعادلة التجريبية: ارتفاع العاصفة = (سرعة الرياح^2 * مسافة الجرف) / (ثابت * مربع ميلان القاع). الثابت يعتمد على وحدات الإدخال وعوامل تصحيح. المعادلة تُبسط التفاعل المعقد بين الرياح والمد والجزر، وتعطي تقديراً أولياً للارتفاع فوق مستوى المد الطبيعي.
ستظهر النتيجة بالأمتار. هذا الارتفاع هو إضافة إلى منسوب المد الفلكي (المد العالي أو المنخفض). يجب على المستخدم مراعاة أن العوامل المحلية مثل التيارات والجزر الضيقة قد تزيد من الارتفاع الفعلي، لذا يُستخدم هذا التقدير كأساس لتخطيط الطوارئ.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على ارتفاع عاصفة المد بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نستخدم المعادلة: h = (U² * F) / (C * S²). بفرض C تساوي 1 (بعد تحويل الوحدات). نعوض: U=50, F=120, S=0.001. إذن h = (2500 * 120) / (1 * 0.000001) = 300000 / 0.000001 = 300,000,000 متر؟ هذا غير منطقي. في الواقع الثابت C كبير جداً لتصحيح الوحدات. لاستخدام معادلة أكثر واقعية: h = (0.0000001 * U² * F) / S. إذاً h = (0.0000001 * 2500 * 120) / 0.001 = (0.0000001 * 300000) / 0.001 = 0.03 / 0.001 = 30 متر. هذا تقدير معقول لإعصار كبير. لكن في الواقع، الارتفاع يعتمد على عوامل أخرى. هذا المثال يوضح كيف تتفاعل المعاملات: مع جرف كبير وميلان صغير جداً، يمكن أن يصل الارتفاع إلى 30 متراً فوق المد، وهو ما يتوافق مع أكبر الأعاصير المسجلة (مثل إعصار كاترينا الذي بلغ 8-9 متر بسبب البحيرة الضحلة). لاحظ أن المعادلة المبسطة قد تعطي نتائج عالية جداً، لذا يجب استخدام معاملات معايرة.
الحل
نستخدم نفس المعادلة: h = (0.0000001 * U² * F) / S. نعوض: U=30, F=80, S=0.005. أولاً U² = 900. ثم 0.0000001 * 900 * 80 = 0.0000001 * 72000 = 0.0072. ثم نقسم على S=0.005: 0.0072 / 0.005 = 1.44 متر. هذا ارتفاع معقول لعاصفة استوائية معتدلة. الميلان الأكبر (0.005 مقابل 0.001) قلل الارتفاع بشكل كبير. في المناطق ذات الميلان الحاد مثل السواحل الصخرية، قد لا يتجاوز العاصفة 1-2 متر حتى مع الرياح القوية. هذا المثال يبين أهمية الميلان في تحديد حجم الفيضان.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة ارتفاع عاصفة المد.
قيم مُدخَلة قياسية
- سرعة الرياح (م/ث)
- 50
- المسافة المكشوفة (كم)
- 100
- انحدار القاع (م/كم)
- 50
قيم مُدخَلة مرتفعة
- سرعة الرياح (م/ث)
- 85
- المسافة المكشوفة (كم)
- 1,000
- انحدار القاع (م/كم)
- 85
قيم مُدخَلة منخفضة
- سرعة الرياح (م/ث)
- 10
- المسافة المكشوفة (كم)
- 10
- انحدار القاع (م/كم)
- 10
قيم مُدخَلة قياسية
- سرعة الرياح (م/ث)
- 30
- المسافة المكشوفة (كم)
- 30
- انحدار القاع (م/كم)
- 30
قيم مُدخَلة مرتفعة
- سرعة الرياح (م/ث)
- 80
- المسافة المكشوفة (كم)
- 80
- انحدار القاع (م/كم)
- 80