Indledning til oceanografi

De fleste af de bølger, der blev diskuteret i det foregående afsnit, vedrørte dybhavsbølger i det åbne hav. Men hvad sker der, når disse bølger bevæger sig mod kysten og støder på lavt vand? Husk, at i dybt vand afhænger en bølges hastighed af dens bølgelængde, men i lavt vand afhænger bølgens hastighed af dybden (afsnit 10.1). Når bølger nærmer sig kysten, vil de “røre bunden” på en dybde, der er lig med halvdelen af deres bølgelængde; med andre ord, når vanddybden er lig med dybden af bølgebunden (figur 10.3.1). På dette tidspunkt vil deres adfærd begynde at blive påvirket af bunden.

Når bølgen berører bunden, får friktion bølgen til at blive langsommere. Når en bølge bliver langsommere, indhenter den bølge, der er bagved den, den indhenter den, hvorved bølgelængden mindskes. Bølgen indeholder dog stadig den samme mængde energi, så mens bølgelængden mindskes, øges bølgehøjden. Til sidst overstiger bølgehøjden 1/7 af bølgelængden, og bølgen bliver ustabil og danner en bølgebryder. Ofte vil bølgebrydere begynde at krølle sig fremad, når de bryder. Det skyldes, at bunden af bølgen begynder at blive langsommere før toppen af bølgen, da det er den første del af bølgen, der møder havbunden. Så bølgetoppen kommer “foran” resten af bølgen, men har ikke noget vand under sig til at støtte den (figur 10.3.1).

Der findes tre hovedtyper af bølgebrydere: udløbende, nedstyrtende og bølgebrydende. Disse er relateret til stejlheden af bunden, og hvor hurtigt bølgen vil bremse ned og dens energi vil blive spredt.

• Spillende bølgebrydere dannes på svagt skrånende eller fladere strande, hvor bølgens energi spredes gradvist. Bølgen stiger langsomt i højde og falder derefter langsomt sammen på sig selv (figur 10.3.2). For surfere giver disse bølger en længere tur, men de er mindre spændende.

• Stjælende bølgebrydere dannes på mere stejlt skrånende kyster, hvor der sker en pludselig opbremsning af bølgen, og hvor bølgen meget hurtigt bliver højere. Toppunktet løber ud over resten af bølgen, krøller sig fremad og brydes med et pludseligt energitab (figur 10.3.3). Det er de “pipeline”-bølger, som surfere opsøger.

• Surging breakers dannes på de stejleste kyststrækninger. Bølgeenergien komprimeres meget pludseligt lige ved kystlinjen, og bølgen brydes lige ud på stranden (figur 10.3.4). Disse bølger giver en alt for kort (og potentielt smertefuld) tur til, at surferne kan nyde den.

Bølgebrydning

Bølger kan opstå hvor som helst i havet og kan derfor ankomme til en strand fra næsten alle retninger. Men hvis du nogensinde har stået ved kysten, har du sikkert bemærket, at bølgerne normalt nærmer sig kysten nogenlunde parallelt med kysten. Det skyldes bølgernes refraktion. Hvis en bølgefront nærmer sig kysten i en vinkel, vil den ende af bølgefronten, der er tættest på kysten, berøre bunden før resten af bølgen. Dette vil få den lavvandede del af bølgen til at bremse først, mens resten af bølgen, der stadig befinder sig på dybere vand, vil fortsætte med sin normale hastighed. Efterhånden som en større og større del af bølgefronten støder på lavere vand og bremses, brydes bølgeskriften, og bølgerne har tendens til at rette sig næsten parallelt med kystlinjen (de brydes mod det område, hvor hastigheden er lavere). Som vi vil se i afsnit 13.2, forårsager det faktum, at bølgerne ikke ankommer perfekt parallelt med stranden, langskibsstrømme og langskibstransport, der løber parallelt med kysten.

Refraktion kan også forklare, hvorfor bølger har en tendens til at være større ud for spidser og foragre, og mindre i bugter. En bølgefront, der nærmer sig kysten, vil berøre bunden ud for et punkt, før den berører bunden i en bugt. Igen vil den lavvandede del af bølgefronten blive langsommere og få resten af bølgefronten til at brydes mod det langsommere område (punktet). Nu er al den oprindelige bølgeenergi koncentreret i et relativt lille område ud for punktet, hvilket skaber store bølger med høj energi (figur 10.3.6). I bugten har brydningen fået bølgefronterne til at brydes væk fra hinanden, hvilket har spredt bølgeenergien og ført til roligere vand og mindre bølger. Dette gør de store bølger i et “point break” ideelle til surfing, mens vandet er mere roligt i en bugt, som er det sted, hvor folk ville søsætte en båd. Denne forskel i bølgeenergi forklarer også, hvorfor der er nettoerosion på spidser, mens sand og sedimenter aflejres i bugter (se afsnit 13.3).