laine (merendus)
1. veeosakeste liikumine lineaarses (sinusoidikujulises) laines: a sügavas vees, b madalas vees; 2. mittelineaarsed (trohhoidikujulised) lained
laine (ingl wave, vn волна), veepinnal või selle piirikihtidel leviv häiritus. Lainet iseloomustavad pikkus, amplituud ja periood. Nende suuruste põhjal eristatakse pikki laineid – pikkus on veekogu sügavusest palju suurem (tõusu-mõõna lained, seišid, tsunami) – ja lühikesi laineid – pikkus on veekogu sügavusega võrdne või sellest väiksem (tuulelained, ummiklained). Asukoha järgi eristatakse pinna- ja siselaineid (hüppekihtidel tekkivad lained). Ookeanis võib tormilainete kõrgus ulatuda 25 m-ni, Läänemeres 9 m-ni. – Lainete teket põhjustavad veepinna tasakaaluolekut rikkuvad välismõjud. Näiteks tuule mõju avaldub selles, et õhuvoolus olevad lokaalsed rõhumuutused deformeerivad veepinda. Kui laine kõrgus h on laine pikkusest Λ ja veekogu sügavusest H palju väiksem (h«Λ, h«H), on lainetel sinusoidi kuju. Niisugused lained on lineaarsed (võivad üksteisest segamatult läbi minna (veeosakesi endaga kaasa viimata). Lühikestes lainetes (s.o sügavas vees, Λ<H) liiguvad veeosakesed mööda ringikujulisi trajektoore, kusjuures trajektoori raadius sügavuse suunas kiiresti kahaneb (vaata joonis, 1a). Pikkades lainetes (madalas vees, Λ >H) liiguvad veeosakesed tugevasti väljavenitatud trajektooridel (vaata joonis, 1b). Koos lainepikkuse kasvuga laine levimise kiirus algul kahaneb miinimumini (Λ=1,72 cm korral ν=23 cm/s), edaspidi kasvab koos lainepikkuse kasvuga. Väga pikkade lainete levimiskiirus v=√gh, kus g on raskuskiirendus. Näiteks 11 km sügavuses ookeanis on niisuguste lainete levimiskiirus umbes 330 m/s. Kui veekogu sügavus lainete levimise teel väheneb, kahaneb ka lainete levimiskiirus. Kui laine kõrgus on lähedane laine pikkusele või sellest suurem, ei ole lainetel sinusoidi kuju ja lained on mittelineaarsed (kokkusattuvad lained segavad teineteise liikumist). Teatud keskmiste lainepikkuste korral on lained teravatipulise trohhoidi kujulised (vaata joonis 2). Niisugustes lainetes liiguvad veeosakesed lainete levimise suunas edasi (veeosakeste trajektooriks on lahtine kõver – tsükloid). Pikkadel mittelineaarsetel lainetel on madalas vees veeosakeste edasiliikumise kiirus seda suurem, mida lähemal laineharjale osake asub. Seetõttu muutub laine esikülg järsemaks, see põhjustab murdlaine tekke. Samal põhjusel võib jõkke tulvanud merelaine esikülg olla väga järsk. Tegelikkuses on laine kuju keeruline, see sõltub laine tekke protsessidest. Näiteks liikuva laeva ninast lähtuvate lainete (“vurrude”) vaheline nurk ei sõltu laeva kiirusest ja on alati umbes 39°. Väljaarenenud lainesüsteem on keeruline juhuslik protsess, milles energia jaotub pidevalt erinevate lainepikkuste ja levimissuundade vahel.
Vaata ka seotud artikleid
MerLe, 1996
