Resaca (olas de agua)

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

Esquema de la resaca (debajo de los valles de las olas) y del transporte de masa inducido por las olas hacia la costa (encima de los valles) en una sección transversal vertical a lo largo de (una parte de) la zona de rompientes. Esquema 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 aproximan a la costa. La resaca es una característica natural y universal de casi cualquier gran masa de agua ; es un flujo de retorno que compensa el transporte promedio de agua dirigido hacia la costa por las olas en la zona por encima de los valles de las olas . Las velocidades de flujo de la resaca son generalmente más fuertes en la zona de rompientes , donde el agua es poco profunda y las olas son altas debido a la formación de bancos de arena . ^[1]

En el uso popular, la palabra resaca a menudo se aplica incorrectamente a las corrientes de resaca . ^[2] Una resaca ocurre en cualquier lugar debajo de las olas que se acercan a la costa, mientras que las corrientes de resaca son corrientes estrechas y localizadas en alta mar 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 se dirige hacia la tierra. 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, se produce una corriente media de segundo orden (es decir, proporcional al cuadrado de la altura de la ola ) dirigida hacia el mar en la sección inferior de la columna de agua. Este flujo, la resaca, afecta a las olas cercanas a la costa en todas partes, a diferencia de las corrientes de resaca localizadas en ciertas 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 en tierra o en alta mar . Fuera de la zona de rompientes hay un transporte de sedimentos dirigido hacia la costa cerca del lecho inducido por la deriva de Stokes y el transporte de olas asimétricas sesgadas. En la zona de rompientes, una fuerte resaca genera un transporte de sedimentos en alta mar cerca del lecho. 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 de velocidad de flujo promedio en la resaca bajo olas que se hunden , medidos en un canal de oleaje de laboratorio , por Okayasu, Shibayama y Mimura (1986). Por debajo del valle de las olas , las velocidades promedio 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 una relación exacta para el flujo de masa de una onda periódica no lineal en una capa de fluido no viscoso en 1924. ^[9] En un marco de referencia según la primera definición de celeridad de onda de Stokes , el flujo de masa de la onda está relacionado con la densidad de energía cinética de la onda (integrada sobre la profundidad y luego promediada sobre la 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 olas periódicas de incidencia normal 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 de es la dirección de propagación de las olas. ${\displaystyle h}$ ${\displaystyle \rho }$ ${\displaystyle {\bar {u}}}$

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

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

Para las 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 la resaca a lo largo de 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, esta comienza a arrastrarlo mar adentro. El nadador puede salir de la corriente de resaca nadando en ángulo recto con la corriente, paralelo a la orilla, o simplemente manteniéndose a flote o flotando hasta que la resaca lo libere. Sin embargo, el ahogamiento puede ocurrir cuando los nadadores se agotan al intentar sin éxito nadar directamente contra la corriente de una resaca.

En el sitio web de la Asociación de Salvamento de los Estados Unidos , se advierte 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 hacia el agua, sino que las alejan de la orilla. Las muertes por ahogamiento ocurren cuando las personas arrastradas a la costa no pueden mantenerse a flote y nadar hasta la orilla. Esto puede deberse a una combinación de miedo, pánico, agotamiento o falta de habilidades para nadar. En algunas regiones, las corrientes de resaca se denominan con otros términos incorrectos, como "mareas de resaca" y "resaca". Recomendamos el uso exclusivo del término correcto: corrientes de resaca. El uso de otros términos puede confundir a las personas y afectar negativamente a las iniciativas de educación pública. ^[2]

Véase también

• Portal de los océanos

• Corriente litoral  : corriente costera que corre paralela a la costa.

Referencias

Notas

1. Svendsen, IA (1984). "Flujo de masa y resaca en una zona de rompientes". Coastal Engineering Journal . 8 (4): 347–365. doi :10.1016/0378-3839(84)90030-9.
2. United States Lifesaving Association Rip Current Survival Guide, United States Lifesaving Association , 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 de corrientes de resaca". Coastal Engineering Journal . 53 (2): 191–208. doi :10.1016/j.coastaleng.2005.10.009. hdl : 10945/45734 . S2CID  14128900.
4. Lentz, SJ; Fewings, M.; Howd, P.; Fredericks, 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 transversales medias a lo largo de una zona de rompientes barrada", Journal of Geophysical Research , 99 (C7): 14, 223–14, 242, Bibcode :1994JGR....9914223H, doi :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), "Formación de olas, percolación y resaca en la zona de rompientes", 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 19.ª Conferencia Internacional sobre Ingeniería Costera, Houston: ASCE, págs. 2246-2262
• Okayasu, A.; Shibayama, T.; Mimura, N. (1986), "Campo de velocidad bajo olas en caída", en Edge, BL (ed.), Actas de la 20.ª Conferencia Internacional sobre Ingeniería Costera, vol. 1, Taipei: ASCE, págs. 660–674

Enlaces externos

• Tatiana Morales (2004-05-27), Cuidado con las mareas de resaca, CBS News , consultado el 2015-06-24