Dlaczego morze szumi?

Szum morza jest przez większość ludzi odczuwany jako przyjemny, chociaż może dochodzić do 100 db, co odpowiada przysłuchiwaniu się pracy młota pneumatycznego z odległości 10 m.
Każdy szum powstaje z nakładania się [interferencji] fal dźwiękowych o różnych częstotliwościach.
Ale co wytwarza te fale dźwiękowe? Czy to uderzanie fal o brzeg? Nie, ponieważ czasami szum morza można słyszeć także na pełnym i głębokim morzu, niemniej zawsze, gdy fale się łamią.

Zależność kształtów fal od głębokości wody.

Gdy stosunek wysokości fali do jej długości osiąga wartość maksymalną, fala staje się niestabilna. Koziołkuje i rozbija się tworząc białą pianę. Biegnąc w kierunku wznoszącego się brzegu, zmniejsza wraz z malejącą głębokością swą prędkości, w wyniku tarcia pomiędzy falą a dnem morza. Fala zostaje spękana. Tak piętrzą się fale wzdłuż brzegu coraz bardziej i w końcu się przełamują. Podczas przełamywania się fali mieszają się z wodą miliardy pęcherzyków powietrza. I to one w końcu są odpowiedzialne za powstawanie szumu. Pęcherzyki te są deformowane przez ciśnienie wody, to znaczy wyprowadzone ze stanu równowagi i doprowadzone do drgań. Przez to powstają fale dźwiękowe, które zostają wzmocnione najpierw przez wodę a potem powietrze. Częstotliwość fali dźwiękowej zależna jest od rozmiarów poszczególnych pęcherzyków powietrza. Im większe są bąbelki, tym niższy ton. Gdy rozmiar bąbelków jest bardzo zróżnicowany, powstaje szum, który wznoszą "wybijające" się bąbelki.

Załamująca się fala.

Rozkład wielkości pęcherzyków powietrza przebadali naukowcy z Scripps Institution of Oceanography w San Diego i stwierdzili, że można wyróżnić dwie kategorie tych pęcherzyków. Z jednej strony powstają duże bąbelki z wymiarami od 1 mm aż do kilkucentymetrowych, gdy fala zagina się w przód i tworzy uwielbiane przez surferów tunel. Uderzający o powierzchnię wody szczyt fali, wytwarza małe bąbelki o rozmiarach od kilku mikrometrów do 1 mm. Dokładna znajomość rozkładu wielkości jest ważna dla modeli klimatycznych, ponieważ morza pochłaniają w ten sposób ogromne ilości CO2.

Tłumaczenie ze strony www.weltderphysik.de