Altura de las olas

En dinámica de fluidos , la altura de onda de una onda superficial es la diferencia entre las elevaciones de una cresta y una depresión vecina . ^[1] La altura de las olas es un término utilizado por los navegantes , así como en la ingeniería costera , oceánica y naval .

En el mar, el término altura significativa de las olas se utiliza como un medio para introducir una estadística bien definida y estandarizada para denotar la altura característica de las olas aleatorias en un estado del mar , incluido el viento del mar y el oleaje . Se define de tal manera que corresponde más o menos a lo que observa un marinero al estimar visualmente la altura media de las olas.

Definiciones

Dependiendo del contexto, la altura de las olas se puede definir de diferentes maneras:

Para una onda sinusoidal , la altura de la onda H es el doble de la amplitud (es decir, la amplitud de pico a pico ): ^[1] $H=2a.$
Para una onda periódica , es simplemente la diferencia entre el máximo y el mínimo de la elevación de la superficie $z = η (x - c p t)$ : ^[1] $H=\max \left\{\eta (x\,-\,c_{p}\,t)\right\}-\min \left\{\eta (x-c_{p}\,t)\right\},$ siendo c _p la velocidad de fase (o velocidad de propagación) de la onda. La onda sinusoidal es un caso específico de onda periódica.
En olas aleatorias en el mar, cuando las elevaciones de la superficie se miden con una boya de olas , la altura de ola individual H _m de cada ola individual, con una etiqueta entera m , que va de 1 a N , para indicar su posición en una secuencia de N olas — es la diferencia de elevación entre la cresta y el valle de una onda en esa onda. Para que esto sea posible, primero es necesario dividir la serie temporal medida de la elevación de la superficie en ondas individuales. Por lo general, una onda individual se denota como el intervalo de tiempo entre dos cruces sucesivos descendentes a través de la elevación promedio de la superficie (también se pueden utilizar cruces ascendentes). Entonces, la altura de ola individual de cada ola es nuevamente la diferencia entre la elevación máxima y mínima en el intervalo de tiempo de la ola considerada. ^[2]

En oceanografía física , la altura significativa de ola (SWH, HTSGW ^[3] o Hs ) se define tradicionalmente como la altura media de ola ₍ de valle a cresta ) del tercio más alto de las olas ( H _1/3 ). Generalmente se define como cuatro veces la desviación estándar de la elevación de la superficie, o equivalentemente como cuatro veces la raíz cuadrada del momento ( área ) de orden cero del espectro de ondas . ^[4] El símbolo H _m0 se utiliza habitualmente para esta última definición. Por tanto , la altura significativa de ola (H _s ) puede referirse a H _m0 o H _1/3 ; la diferencia de magnitud entre las dos definiciones es sólo de un pequeño porcentaje.

SWH se utiliza para caracterizar el estado del mar , incluidos los vientos y el oleaje .

Otra estadística de altura de onda de uso común es la altura de onda cuadrática media (o RMS) H _rms , definida como: ^[2]

H_{\text{rms}}={\sqrt {{\frac {1}{N}}\sum _{m=1}^{N}H_{m}^{2}}},

^ abc Kinsman (1984, pág.38)
^ ab Holthuijsen (2007, págs. 24-28)
^ "Acerca de la Tierra: un mapa global de las condiciones del viento, el clima y los océanos".
^ Holthuijsen, Leo H. (2007). Olas en Aguas Oceánicas y Costeras . Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 70.ISBN 978-0-521-86028-4.

Holthuijsen, Leo H. (2007), Olas en aguas oceánicas y costeras , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-86028-4, 387 páginas.
Kinsman, Blair (1984), Ondas de viento: su generación y propagación en la superficie del océano , Publicaciones de Dover, ISBN 0-486-49511-6, 704 páginas.
Phillips, Owen M. (1977), La dinámica de la capa superior del océano (2ª ed.), Cambridge University Press, ISBN 0-521-29801-6, viii y 336 páginas.