Resaca (olas de agua)

Flujo de retorno debajo de las olas de agua (cerca de la costa).

Un boceto de la resaca (debajo de los canales de las olas) y el transporte de masa inducido por las olas dirigido a la costa (sobre los canales) en una sección transversal vertical a través de (una parte de) la zona de oleaje. Bosquejo de: Buhr Hansen & Svendsen (1984); MWS = superficie media del agua.

En oceanografía física , la resaca es la corriente subterránea que se desplaza mar adentro mientras las olas se acercan a la orilla. La resaca es una característica natural y universal para casi cualquier gran masa de agua ; Se trata de un flujo de retorno que compensa el transporte medio de agua dirigido hacia la costa por las olas en la zona situada por encima de las vaguadas . Las velocidades de flujo de la resaca son generalmente más fuertes en la zona de oleaje , donde el agua es poco profunda y las olas son altas debido a los bancos de arena . ^[1]

En el uso popular, la palabra resaca a menudo se aplica erróneamente a las corrientes de resaca . ^[2] Se produce una resaca en todas partes debajo de las olas que se acercan a la costa, mientras que las corrientes de resaca son corrientes costeras estrechas localizadas que ocurren en ciertos lugares a lo largo de la costa. ^[3]

Oceanografía

Una "resaca" es un flujo de compensación constante, dirigido hacia el mar, que se produce debajo de las olas cerca de la costa. Físicamente, cerca de la costa, el flujo de masa inducido por las olas entre la cresta y el valle de la ola está dirigido hacia la costa. Este transporte de masa se localiza en la parte superior de la columna de agua , es decir, por encima de los valles de las olas . Para compensar la cantidad de agua que se transporta hacia la costa, en la sección inferior de la columna de agua se produce una corriente media de segundo orden (es decir, proporcional a la altura de la ola al cuadrado ), dirigida hacia el mar. Este flujo (la resaca) afecta a las olas cercanas a la costa en todas partes, a diferencia de las corrientes de resaca localizadas en determinadas posiciones a lo largo de la costa. ^[4]

El término resaca se utiliza en artículos científicos de oceanografía costera. ^{[5] [6] [7]} La ​​distribución de las velocidades de flujo en la resaca sobre la columna de agua es importante ya que influye fuertemente en el transporte de sedimentos dentro o fuera de la costa . Fuera de la zona de oleaje hay un transporte de sedimentos dirigido hacia la costa cerca del lecho inducido por la deriva de Stokes y el transporte de olas asimétricas y sesgadas. En la zona de oleaje, una fuerte resaca genera un transporte de sedimentos cerca del lecho marino. Estos flujos antagónicos pueden conducir a la formación de bancos de arena donde los flujos convergen cerca del punto de ruptura de las olas o en la zona de ruptura de las olas. ^{[5] [6] [7] [8]}

Vectores medios de velocidad de flujo en la resaca bajo olas hundidas , medidos en un canal de ondas de laboratorio , por Okayasu, Shibayama y Mimura (1986). Debajo de la vaguada de la ola , las velocidades medias se dirigen hacia el mar. La pendiente de la playa es de 1:20; tenga en cuenta que la escala vertical está distorsionada en relación con la escala horizontal.

Flujo de masa hacia el mar

Levi-Civita estableció en 1924 una relación exacta para el flujo de masa de una onda periódica no lineal sobre una capa de fluido no viscoso ^{. [9]} En un marco de referencia según la primera definición de celeridad de la onda de Stokes , el flujo de masa de la onda está relacionado con la densidad de energía cinética de la onda (integrada en profundidad y luego promediada en longitud de onda ) y la velocidad de fase a través de: ${\displaystyle M_{w}}$ ${\displaystyle E_{k}}$ ${\displaystyle c}$

${\displaystyle M_{w}={\frac {2E_{k}}{c}}.}$

De manera similar, Longuet Higgins demostró en 1975 que, para la situación común de flujo de masa cero hacia la costa (es decir, la segunda definición de celeridad de las olas de Stokes ), las ondas periódicas incidentes normales producen una velocidad de resaca promediada en profundidad y tiempo: ^[10]

${\displaystyle {\bar {u}}=-{\frac {2E_{k}}{\rho ch}},}$

con la profundidad media del agua y la densidad del fluido . La dirección de flujo positiva es la dirección de propagación de la onda. ${\displaystyle h}$ ${\displaystyle \rho }$ ${\displaystyle {\bar {u}}}$

Para ondas de pequeña amplitud , existe equipartición de energía cinética ( ) y potencial ( ): ${\displaystyle E_{k}}$ ${\displaystyle E_{p}}$

${\displaystyle E_{w}=E_{k}+E_{p}\approx 2E_{k}\approx 2E_{p},}$

con la densidad de energía total de la ola, integrada en profundidad y promediada en el espacio horizontal. Dado que, en general, la energía potencial es mucho más fácil de medir que la energía cinética, la energía de las olas es aproximadamente (con la altura de las olas ). Entonces ${\displaystyle E_{w}}$ ${\displaystyle E_{p}}$ ${\displaystyle {E_{w}\approx {\tfrac {1}{8}}\rho gH^{2}}}$ ${\displaystyle H}$

${\displaystyle {\bar {u}}\approx -{\frac {1}{8}}{\frac {gH^{2}}{ch}}.}$

Para olas irregulares, la altura de ola requerida es la altura de ola cuadrática media con la desviación estándar de la elevación de la superficie libre. ^[11] La energía potencial es y ${\displaystyle H_{\text{rms}}\approx {\sqrt {8}}\;\sigma ,}$ ${\displaystyle \sigma }$ ${\displaystyle E_{p}={\tfrac {1}{2}}\rho g\sigma ^{2}}$ ${\displaystyle E_{w}\approx \rho g\sigma ^{2}.}$

La distribución de la velocidad de resaca sobre la profundidad del agua es un tema de investigación en curso. ^{[5] [6] [7]}

Confusión con corrientes de resaca

A diferencia de la resaca, las corrientes de resaca son responsables de la gran mayoría de los ahogamientos cerca de las playas. Cuando un nadador entra en una corriente de resaca, comienza a llevarlo mar adentro. El nadador puede salir de la corriente de resaca nadando en ángulo recto con la corriente, paralelo a la orilla, o simplemente flotando en el agua o flotando hasta que la corriente los libere. Sin embargo, el ahogamiento puede ocurrir cuando los nadadores se agotan al intentar, sin éxito, nadar directamente contra la corriente de una corriente.

En el sitio web de la Asociación de Salvamento de Estados Unidos , se observa que algunos usos de la palabra "resaca" son incorrectos:

Una corriente de resaca es una corriente horizontal. Las corrientes de resaca no arrastran a las personas bajo el agua, sino que las alejan de la costa. Las muertes por ahogamiento ocurren cuando las personas arrastradas mar adentro no pueden mantenerse a flote y nadar hasta la orilla. Esto puede deberse a cualquier combinación de miedo, pánico, agotamiento o falta de habilidad para nadar. En algunas regiones, las corrientes de resaca se denominan con otros términos incorrectos, como "mareas de resaca" y "resaca". Fomentamos el uso exclusivo del término correcto: corrientes de resaca. El uso de otros términos puede confundir a las personas e impactar negativamente los esfuerzos de educación pública. ^[2]

Ver también

• Portal de océanos

• Corriente costera  : una corriente paralela a la costa causada por olas que se acercan en ángulo a la costa.

Referencias

Notas

1. Svendsen, IA (1984). "Flujo de masa y resaca en una zona de surf". Revista de ingeniería costera . 8 (4): 347–365. doi :10.1016/0378-3839(84)90030-9.
2. Guía de supervivencia de corrientes de desgarro de la Asociación de salvamento de Estados Unidos, Asociación de salvamento de Estados Unidos , archivado desde el original el 2 de enero de 2014 , consultado el 2 de enero de 2014
3. MacMahan, JH; Thornton, EB; Reniers, AJHM (2006). "Revisión actual de Rip". Revista de ingeniería costera . 53 (2): 191–208. doi : 10.1016/j.coastaleng.2005.10.009. hdl : 10945/45734 . S2CID  14128900.
4. Lentz, SJ; Fewings, M.; Howd, P.; Federico, J.; Hathaway, K. (2008), "Observaciones y un modelo de resaca sobre la plataforma continental interior", Journal of Physical Oceanography , 38 (11): 2341–2357, Bibcode :2008JPO....38.2341L, doi :10.1175/ 2008JPO3986.1, hdl : 1912/4067
5. Garcez Faria, AF; Thornton, EB; Lippman, TC; Stanton, TP (2000), "Resaca sobre una playa prohibida", Journal of Geophysical Research , 105 (C7): 16, 999–17, 010, Bibcode :2000JGR...10516999F, doi : 10.1029/2000JC900084
6. Haines, JW; Sallenger Jr., AH (1994), "Estructura vertical de las corrientes costeras medias a través de una zona de surf prohibida", Journal of Geophysical Research , 99 (C7): 14, 223–14, 242, Bibcode :1994JGR.... 9914223H, nombre :10.1029/94JC00427
7. Reniers, AJHM; Thornton, EB; Stanton, TP; Roelvink, JA (2004), "Estructura de flujo vertical durante Sandy Duck: observaciones y modelado", Coastal Engineering , 51 (3): 237–260, doi :10.1016/j.coastaleng.2004.02.001
8. Longuet-Higgins, MS (1983), "Configuración de las olas, percolación y resaca en la zona de surf", Actas de la Royal Society of London A , 390 (1799): 283–291, Bibcode :1983RSPSA.390.. 283L, doi :10.1098/rspa.1983.0132, S2CID  109502295
9. Levi-Civita, T. (1924), Questioni di meccanica classica e relativista, Bolonia: N. Zanichelli, OCLC  441220095, archivado desde el original el 15 de junio de 2015
10. Longuet-Higgins, MS (1975), "Propiedades integrales de ondas de gravedad periódicas de amplitud finita", Actas de la Royal Society of London A , 342 (1629): 157–174, Bibcode :1975RSPSA.342..157L, doi :10.1098/rspa.1975.0018, S2CID  123723040
11. Battjes, JA ; Stive, MJF (1985), "Calibración y verificación de un modelo de disipación para olas rompientes aleatorias", Journal of Geophysical Research , 90 (C5): 9159–9167, Bibcode :1985JGR....90.9159B, doi :10.1029/JC090iC05p09159

Otro

• Buhr Hansen, J.; Svendsen, IA (1984), "Un estudio teórico y experimental de la resaca", en Edge, BL (ed.), Actas de la 19ª Conferencia Internacional sobre Ingeniería Costera, Houston: ASCE, págs.
• Okayasu, A.; Shibayama, T.; Mimura, N. (1986), "Campo de velocidad bajo olas sumergidas", en Edge, BL (ed.), Actas de la 20ª Conferencia Internacional sobre Ingeniería Costera, vol. 1, Taipei: ASCE, págs. 660–674

enlaces externos

• Tatiana Morales (27 de mayo de 2004), Cuidado con las mareas altas, CBS News , consultado el 24 de junio de 2015