Efecto por el cual las ondas superficiales que entran en aguas menos profundas cambian la altura de las olas
En dinámica de fluidos , el cardumen de olas es el efecto por el cual las ondas superficiales , al entrar en aguas menos profundas, cambian su altura . Se debe al hecho de que la velocidad del grupo , que también es la velocidad de transporte de la energía de las olas, cambia con la profundidad del agua. En condiciones estacionarias, una disminución en la velocidad de transporte debe compensarse con un aumento en la densidad de energía para mantener un flujo de energía constante. [2] Las olas bajíos también exhibirán una reducción en la longitud de onda mientras la frecuencia permanece constante.
En otras palabras, a medida que las olas se acercan a la orilla y el agua se vuelve menos profunda, las olas se hacen más altas, disminuyen la velocidad y se acercan.
En aguas poco profundas y en contornos de profundidad paralelos , las olas que no rompen aumentarán su altura a medida que el paquete de olas ingresa en aguas menos profundas. [3] Esto es particularmente evidente en el caso de los tsunamis, ya que aumentan de altura cuando se acercan a la costa , con resultados devastadores.
Descripción general
Las olas que se acercan a la costa cambian su altura mediante diferentes efectos. Algunos de los procesos ondulatorios importantes son la refracción , la difracción , la reflexión , la rotura de las olas , la interacción ola-corriente , la fricción, el crecimiento de las olas debido al viento y la formación de bancos de olas . En ausencia de otros efectos, el aplanamiento de las olas es el cambio de altura de las olas que se produce únicamente debido a cambios en la profundidad media del agua, sin cambios en la dirección de propagación y disipación de las olas . La formación de bajíos de olas puras se produce en el caso de olas de cresta larga que se propagan perpendicularmente a las líneas de contorno de profundidad paralelas de un fondo marino de suave pendiente. Entonces la altura de la ola en un lugar determinado se puede expresar como: [4] [5]
con el coeficiente de bajío y la altura de las olas en aguas profundas. El coeficiente de bajío depende de la profundidad del agua local y de la frecuencia de las olas (o, de manera equivalente , del período de las olas ). Agua profunda significa que las olas se ven (apenas) afectadas por el fondo marino, lo que ocurre cuando la profundidad es mayor que aproximadamente la mitad de la longitud de onda del agua profunda.
donde es la coordenada a lo largo del rayo de onda y es el flujo de energía por unidad de longitud de cresta. Una disminución en la velocidad del grupo y la distancia entre los rayos de las ondas debe compensarse con un aumento en la densidad de energía . Esto se puede formular como un coeficiente de bajío relativo a la altura de las olas en aguas profundas. [5] [4]
Para aguas poco profundas, cuando la longitud de onda es mucho mayor que la profundidad del agua, en el caso de una distancia de rayo constante (es decir, incidencia de onda perpendicular en una costa con contornos de profundidad paralelos), la formación de olas satisface la ley de Green :
con la profundidad media del agua, la altura de las olas y la raíz cuarta de
Simplificando a una dimensión y diferenciando cruzadamente, ahora se ve fácilmente que las definiciones anteriores indican simplemente que la tasa de cambio del número de onda está equilibrada por la convergencia de la frecuencia a lo largo de un rayo;
Olas superficiales del océano : ondas superficiales generadas por el viento en aguas abiertas.Pages displaying short descriptions of redirect targets
Ecuaciones de aguas poco profundas : conjunto de ecuaciones diferenciales parciales que describen el flujo debajo de una superficie de presión en un fluido.
Banco de arena : banco de arena natural sumergido que se eleva desde un cuerpo de agua hasta cerca de la superficie.
Altura de las olas : diferencia entre las elevaciones de una cresta y una vaguada vecina.
Número de Ursell : número adimensional que indica la no linealidad de ondas de gravedad superficiales largas en una capa de fluido.
Notas
^ Wiegel, RL (2013). Ingeniería Oceanográfica . Publicaciones de Dover. pag. 17, Figura 2.4. ISBN 978-0-486-16019-1.
^ Longuet-Higgins, MS; Stewart, RW (1964). "Estreses radiológicos en las ondas del agua; una discusión física, con aplicaciones" (PDF) . Investigación de aguas profundas y resúmenes oceanográficos . 11 (4): 529–562. Código bibliográfico : 1964DSRA...11..529L. doi :10.1016/0011-7471(64)90001-4. Archivado desde el original (PDF) el 12 de junio de 2010 . Consultado el 25 de marzo de 2010 .
^ OMM (1998). Guía para el análisis y pronóstico de olas (PDF) . vol. 702 (2 ed.). Organización Meteorológica Mundial. ISBN92-63-12702-6.
^ ab Goda, Y. (2010). Mares Aleatorios y Diseño de Estructuras Marítimas. Serie avanzada sobre ingeniería oceánica. vol. 33 (3 ed.). Singapur: World Scientific. págs. 10-13 y 99-102. ISBN978-981-4282-39-0.
^ abcdDecano , RG; Dalrymple, RA (1991). Mecánica de ondas de agua para ingenieros y científicos. Serie avanzada sobre ingeniería oceánica. vol. 2. Singapur: Científico mundial. ISBN978-981-02-0420-4.
^ Burnside, W. (1915). "Sobre la modificación de un tren de olas a medida que avanza hacia aguas poco profundas". Actas de la Sociedad Matemática de Londres . Serie 2. 14 : 131–133. doi :10.1112/plms/s2_14.1.131.
^ Phillips, Owen M. (1977). La dinámica de la capa superior del océano (2ª ed.). Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN0-521-29801-6.
^ Mei, Chiang C. (1989). La dinámica aplicada de las olas de la superficie del océano. Singapur: World Scientific. ISBN9971-5-0773-0.
enlaces externos
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