Introduction to Oceanography

Viime jaksossa käsitellyistä aalloista suurin osa viittasi avomeren syvän veden aaltoihin. Mutta mitä tapahtuu, kun nämä aallot liikkuvat kohti rantaa ja kohtaavat matalaa vettä? Muista, että syvässä vedessä aallon nopeus riippuu aallonpituudesta, mutta matalassa vedessä aallon nopeus riippuu syvyydestä (luku 10.1). Kun aallot lähestyvät rantaa, ne ”koskettavat pohjaa” syvyydessä, joka on puolet niiden aallonpituudesta; toisin sanoen silloin, kun veden syvyys on yhtä suuri kuin aallon pohjan syvyys (kuva 10.3.1). Tässä vaiheessa pohja alkaa vaikuttaa niiden käyttäytymiseen.

Kun aalto koskettaa pohjaa, kitka saa aallon hidastumaan. Kun yksi aalto hidastuu, sen takana oleva aalto saavuttaa sen, jolloin aallonpituus pienenee. Aalto sisältää kuitenkin edelleen saman määrän energiaa, joten samalla kun aallonpituus pienenee, aallon korkeus kasvaa. Lopulta aallon korkeus ylittää 1/7 aallonpituudesta, jolloin aallosta tulee epävakaa ja se muodostaa aallonmurtajan. Usein aallonmurtajat alkavat murtuessaan kaartua eteenpäin. Tämä johtuu siitä, että aallon pohja alkaa hidastua ennen aallon yläosaa, koska se kohtaa merenpohjan ensimmäisenä. Aallon harja pääsee siis ”edellä” aallon muusta osasta, mutta sen alla ei ole vettä tukemassa sitä (kuva 10.3.1).

Murtumia on kolmea päätyyppiä: roiskuvat, syöksyvät ja vyöryvät. Nämä liittyvät pohjan jyrkkyyteen ja siihen, kuinka nopeasti aalto hidastuu ja sen energia haihtuu.

• Spilling-murtajat muodostuvat loiviin tai tasaisempiin rantoihin, joissa aallon energia haihtuu vähitellen. Aalto kasvaa hitaasti korkeammaksi ja romahtaa sitten hitaasti itseensä (kuva 10.3.2). Surffaajille nämä aallot tarjoavat pidemmän ajomatkan, mutta ne eivät ole yhtä jännittäviä.

• Plunging breakerit muodostuvat jyrkemmin kaltevilla rannoilla, joissa aalto hidastuu äkillisesti ja aalto nousee hyvin nopeasti korkeammalle. Aallon harja ohittaa aallon muun osan, kaartuu eteenpäin ja murtuu äkillisesti energiaa menettäen (kuva 10.3.3). Nämä ovat ”putkiaaltoja”, joita surffaajat etsivät.

• Jyrkimmille rantaviivoille muodostuu vyöryviä murtajia. Aaltoenergia puristuu hyvin äkillisesti aivan rantaviivan kohdalla, ja aalto murtuu suoraan rannalle (kuva 10.3.4). Nämä aallot antavat surffaajille liian lyhyen (ja mahdollisesti kivuliaan) kyydin nautittavaksi.

Aaltojen taittuminen

Aaltoa voi syntyä missä tahansa valtameressä, ja siksi se voi saapua rannalle lähes mistä tahansa suunnasta. Mutta jos olet joskus seisonut rannalla, olet luultavasti huomannut, että aallot lähestyvät rantaa yleensä jokseenkin rannan suuntaisesti. Tämä johtuu aaltojen taittumisesta. Jos aaltorintama lähestyy rantaa vinosti, aaltorintaman rantaa lähinnä oleva pää koskettaa pohjaa ennen aallon muuta osaa. Tämä aiheuttaa sen, että aallon matalampi osa hidastuu ensin, kun taas aallon loppuosa, joka on vielä syvemmässä vedessä, jatkaa aaltoa tavanomaista nopeuttaan. Kun yhä suurempi osa aaltorintamasta osuu matalampaan veteen ja hidastuu, aaltofontti taittuu, ja aallot suuntautuvat lähes rantaviivan suuntaisiksi (ne taittuvat kohti hitaamman nopeuden aluetta). Kuten kohdassa 13.2 nähdään, se, että aallot eivät saavu täysin rannan suuntaisesti, aiheuttaa rannan suuntaisia pitkittäisvirtauksia ja pitkittäiskuljetuksia.

Taittuminen voi myös selittää, miksi aallot ovat yleensä suurempia pisteiden ja kärkien edustalla ja pienempiä lahdissa. Rantaa lähestyvä aaltorintama koskettaa pohjaa pisteen edustalla ennen kuin se koskettaa pohjaa lahdessa. Jälleen kerran aaltorintaman matalampi osa hidastuu ja aiheuttaa aaltorintaman muun osan taittumisen kohti hitaampaa aluetta (pistettä). Nyt kaikki alkuperäinen aaltoenergia keskittyy suhteellisen pienelle alueelle pisteen edustalla, jolloin syntyy suuria, suurienergisiä aaltoja (kuva 10.3.6). Lahdessa taittuminen on saanut aaltorintamat taittumaan poispäin toisistaan, mikä hajauttaa aaltoenergiaa ja johtaa rauhallisempaan veteen ja pienempiin aaltoihin. Tämän vuoksi ”pisteen aallonmurtajan” suuret aallot ovat ihanteellisia surffaukseen, kun taas lahdessa vesi on rauhallisempaa, koska ihmiset laskisivat veneen vesille. Tämä aaltoenergian ero selittää myös sen, miksi pisteissä tapahtuu nettoeroosiota, kun taas lahdissa kerrostuu hiekkaa ja sedimenttejä (ks. kohta 13.3).