כיכר טרפלגר (באנגלית: Trafalgar Square) היא הכיכר המרכזית בלונדון. הכיכר מנציחה את ניצחונה של בריטניה על צרפת בקרב טרפלגר בשנת 1805. בעבר הייתה הכיכר חלק מהשטחים של האורוות המלכותיות. בשנת 1820 שכר ג'ורג' הרביעי, שהיה אז יורש העצר, את האדריכל ג'ון נאש לתכנן את הכיכר. עבודת התכנון הושלמה על ידי הארכיטקט סר צ'ארלס בארי בשנת 1845.
מבנה הכיכר.
הכיכר מוקפת כבישים משלושה צדדים (במקור הייתה מוקפת מארבעת צדדיה). בצפון - הגלריה הלאומית; במערב - בית קנדה; במזרח - הכנסייה הקהילתית המלכותית סנט מרטין בשדות; בדרום - רחוב המול המוביל, תחת קשת האדמירליות אל ארמון בקינגהאם, ורחוב וייטהול המוביל אל בניין הפרלמנט הבריטי. בשנת 2003 שונה מבנה הכיכר - הכביש שהקיף את הכיכר מצפון הפך למעבר להולכי רגל בלבד, וגרם מדרגות נבנה מן הכיכר אל הגלריה הלאומית.
במרכז הכיכר ניצב עמוד נלסון, שעליו פסלו של הלורד אדמירל הוריישו נלסון, מפקד הצי הבריטי בקרב טרפלגר, מוקף על ידי ארבעה אריות עשויי ברונזה.
בכיכר ארבעה מעמדי פסלים. על שלושה מן המעמדים ישנם פסלים:
המעמד הרביעי.
במקור נועד מעמד זה לפסלו של המלך ויליאם הרביעי, אולם התקציב לבניית הפסל אזל בטרם נסתיימה בנייתו, ופסל זה לא הונח עליו מעולם. ב-1999 הציעה האגודה המלכותית לאומנות כי פסלים שונים יוצגו על המעמד, וכיום מוצגים עליו פסלים של אמנים בני זמננו המתחלפים מעת לעת. עד כה הוצגו:
גישה לכיכר.
תחנות הרכבת התחתית של לונדון הקרובות לכיכר:
גל (מים)
במכניקת הזורמים, גל מים הוא תנודה מחזורית הנוצרת בגוף מים כגון ים, אגם או נהר. תנודות כאלו נוצרות כתוצאה מהשפעה של גורם חיצוני על גוף המים; למשל, גלי מים הנגרמים על ידי הרוח הם תוצאה של אינטראקציה המתחוללת בממשק שבין גוף המים לאטמוספירה. כמו בתופעות גליות אחרות, מרגע שנוצר הגל הוא ממשיך לנוע בכוחות עצמו מכוח האינרציה.
הכוחות שמאפשרים את התקדמותם של גלי מים משתייכים כמעט באופן בלעדי לשני סוגים: כוח הכבידה (והתגלמויותיו הפיזיות השונות, כגון לחצים הידרוסטטיים וכוח הציפה) המשמעותי באורכי גל ארוכים, וכוחות תאחיזה קפילריים הפועלים בפני השטח של המים ומשמעותיים באורכי גל קצרים. בהתאם לכך נהוג לחלק גלי מים לשני סוגים: גלי כבידה וגלים קפילריים. גל כבידה נוצר כאשר מתחוללת הסחה של גוף המים ממצב שיווי המשקל שלו (המתקבל כאשר פני המים אחידים בגובהם); הכוחות המחזירים, ששואפים להביא את פני המים חזרה לשיווי משקל, הם תוצאה של הכבידה. גלי מים ארוכים הנגרמים על ידי הרוח הם דוגמה לגלי כבידה, כמו גם גלי צונאמי וגלי גאות ושפל. לעומת זאת, אדוות הנוצרות על פני המים כאשר זורקים עליהם אבן קטנה הן דוגמה לגלים קפילריים.
מאפייני גלי מים.
גלי מים הם גלים מכניים שמתקדמים לאורך הממשק שבין המים לאוויר; את הכוח המחזיר מספקת הכבידה (כלומר נטייתו הטבעית של מפלס המים להתיישר). במסגרת התיאור של גלי מים ליניאריים ומישוריים בעלי אורך גל יחיד, אלמנטי הזורם נעים לא רק מעלה ומטה אלא במסלולים מעגליים: קדימה בנקודת השיא של המעגל ואחורה בנקודת השפל שלו (בהשוואה לכיוון התקדמות הגל). כתוצאה מכך, פני השטח של המים לא יוצרים גל סינוס מדויק, אלא דווקא צורה של טרוכואיד המתעקל בחדות רבה יותר בקרבת שיאי הגל - כפי שמתואר בתאוריית הגל הטרוכואידי. גלי מים הם על כן שילוב של גלים אורכיים וגלים רוחביים. כשגלים מתקדמים במים רדודים (כאשר העומק הוא פחות ממחצית אורך הגל) מסלולי אלמנטי הזורם נדחסים לכדי אליפסות.
במציאות, עבור ערכים סופיים של אמפליטודת (גובה) גל, מסלולי האלמנטים אינם מעגלים מושלמים; במקום זאת, לאחר החליפה של כל שיא גל, החלקיקים מוסטים במקצת ממיקומיהם הקודמים, תופעה שידועה בשם המקצועי סחיפת סטוקס (Stokes drift). מאפיין הגל שקובע כמה משמעותית תהיה סחיפה זאת הוא תלילות הגל - היחס בין גובהו לאורך הגל שלו. למעשה, מצוף יבצע מסלול סגור בקירוב (עם סחיפה זניחה) רק עבור גלים בעלי תלילות נמוכה עד מתונה; למשל, במים רדודים, כאשר הגלים שמגיעים מהעומק גדלים בגובהם ומתכווצים באורכם, כלומר נעשים תלולים יותר, המצוף יחזור למיקום מוסט משמעותית ממיקומו ההתחלתי, כאשר ההיסט יהיה בכיוון התקדמות הגל - ייווצר מעבר מים נטו בכיוון התקדמות הגל. בסמוך לחוף, למים שנסחפים על ידי הגלים אין יכולת להתקדם יותר, והם חוזרים חזרה דרך הזרם הבוקע. ניתן גם לומר שהעובדה כי פרודות המים מוזחות במקצת עם כל השלמה של מעגל נובעת בבסיסה מהעובדה שכאשר נוצר הגל כתוצאה מפעולת הרוח, הרוח העבירה לגל חלק מהתנע שלה, ולפיכך מתבקשת המסקנה כי גל הים אינו מהווה תנועה אוסצילטורית מושלמת אלא כולל גם תנועת העתקה קווית של פרודות המים, וזוהי גם המוטיבציה למונח של שטף התנע בגלי מים.
כאשר העומק מתחת לפני השטח החופשיים עולה, רדיוס התנועה המעגלית יורד. בעומק ששווה למחצית אורך הגל λ, התנועה המסלולית דועכת לפחות מ-5% מערכה על פני המים. מהירות המופע של גל מים כבידתי היא - בעבור תנועה גלית מחזורית טהורה עם משרעת קטנה - מקורבת היטב על ידי:
formula_1
כאשר
במים עמוקים, כאשר formula_2 ו-formula_3, הטנגנס ההיפרבולי שואף ל-formula_4, והמהירות formula_5 היא בקירוב:
formula_6.
ביטוי זה קובע למעשה שגלים עם אורכי גל שונים נעים במהירויות שונות. הגלים המהירים ביותר בסערה הם אלו עם אורכי הגל הארוכים ביותר. כתוצאה, אחרי סערה, הגלים הראשונים שמגיעים אל החוף הם סוואלים בעלי אורך גל וזמן גדול.
בעבור גלים שמתקדמים בעומק ביניים ובמים רדודים ניתן להשתמש במשוואות Boussinesq, המשלבות נפיצת תדירויות ואפקטים לא - ליניאריים.
אם אורך הגל ארוך מאוד בהשוואה לעומק המים, מהירות המופע ניתנת לקירוב על ידי:
formula_7
נוסחה זאת מתארת במדויק את מהירות התקדמותם של גלי צונאמי באוקיינוס הפתוח. מצד שני, בעבור אורכי גל קצרים מאוד, מתח הפנים משחק תפקיד חשוב ומהירות המופע של גלי כבידה - קפילריים אלו במים עמוקים ניתנת לקירוב על ידי:
formula_8
כאשר
כאשר מספר רכבות גלים מתקדמות, כפי שתמיד קורה בטבע, הגלים מתקדמים בחבילות. במים עמוקים החבילות מתקדמות במהירות חבורה שהיא מחצית ממהירות המופע. אילו היינו עוקבים אחרי גל בודד בחבילה, למשל על ידי עקיבה אחר נקודת שיא או שפל בפעימה המתקבלת, אז היינו רואים את הגל מופיע בזנב החבילה, גדל ולבסוף נעלם בחזית החבילה. זה נובע מכך שמהירות החבורה מייצגת את מהירות התקדמות המעטפת של חבילת הגלים, שהיא איטית יותר ממהירות ההתקדמות של כל גל בנפרד.
כשעומק המים formula_10 פוחת לקראת ההגעה לחוף, גובה הגל וכיוון התקדמותו משתנים אודות לתהליכי ההחפה (shoaling) והשבירה (במובן האופטי של שבירה). כשגובה הגל גדל, הגל עשוי להפוך בלתי יציב כאשר השיא של הגל נע מהר יותר מהשפל. זה גורם לשבירת הגל ולהיווצרות תבניות זרימה טורבולנטיות בקדמת הגל.
את התנועה של גלי מים ניתן לנצל כדי ללכוד חלק מהאנרגיה שלהם. צפיפות האנרגיה (ליחידת שטח) של גל סינוס תלויה בצפיפות המים formula_9, תאוצת הכבידה formula_12 וגובה הגל formula_13 (אשר שווה לפעמיים משרעת הגל formula_14 בעבור גלים "רגילים") באופן הבא:
formula_15
מהירות ההתקדמות של האנרגיה הזאת היא מהירות החבורה.
גלי ים הנוצרים על ידי הרוח.
הגלים נוצרים על פני הים במפגש שבין האוויר לבין המים. הרוח דוחפת את המים בכיוון תנועתה. אנרגיית התנועה של הרוח גורמת למולקולות המים לנוע בתנועה מעגלית, כאשר רדיוס המעגל בו הן נעות הוא הקובע את גובהו של הגל (תנועה זו מתוארת באיור 1, כאשר הקו הכחול הוא חתך הגל, והמעגלים הם מסלולי תנועת מולקולות המים).
למעשה, כאשר הגל אינו תלול במיוחד, מה שזז במים הוא איננו חומר אלא הפרעה. האנרגיה עוברת ולא המים. את הדבר ניתן לראות אם נסתכל במצוף של חכה. הוא אומנם עולה ויורד וזז קדימה ואחורה, אולם בחלוף הגל על פניו הוא חוזר למקומו ההתחלתי.
שלושה גורמים משפיעים על התפתחות הגלים:
בים שהגיע למלוא התפתחותו ייווצר גודל הגל התאורטי המרבי האפשרי בעבור רוח בחוזק, משך, ומרחק נשיבה נתונים. חשיפה נוספת של הגלים לרוח המסוימת הזאת יכולה לגרום רק לשחיקה של האנרגיה עקב השבירה של פסגות הגלים והופעתו של "קצף לבן". גלים באזור נתון הם באופן טיפוסי בעלי גיוון רחב של גבהים. לצרכים של דיווח מזג אוויר ואנליזה מדעית של סטטיסטיקת גלי הרוח, הגובה האופייני במהלך משך זמן נתון מבוטא בדרך כלל באמצעות גודל הנקרא גובה גל משמעותי (significant wave height). ערך זה מייצג את הגובה הממוצע של השליש העליון (הגבוה ביותר) של הגלים במשך זמן נתון (שבדרך כלל נבחר היכן שהוא בטווח שבין 20 דקות ל-12 שעות), או במערכת ספציפית של גלים או סערה. גובה הגל המשמעותי הוא גם הערך ש"צופה מנוסה" (למשל מלח מצוות של ספינה) יאמוד מתצפית ויזואלית של מצב הים. עקב השונות הגבוהה של גובהי הגלים, הגלים האינדיבידואליים הגבוהים ביותר הם בהסתברות גבוהה מעט פחות מפעמיים גובה הגל המשמעותי בעבור יום נתון של סערה.
סיווג גלי רוח.
שלושה סוגים שונים של גלי רוח מתפתחים במשך הזמן: