Bevezetés az oceanográfiába

Az előző részben tárgyalt hullámok többsége a nyílt óceán mélyvízi hullámaira vonatkozott. De mi történik, amikor ezek a hullámok a part felé haladnak, és sekély vízzel találkoznak? Ne feledjük, hogy a mély vízben a hullám sebessége a hullámhosszától függ, a sekély vízben viszont a hullám sebessége a mélységtől függ (10.1. szakasz). Amikor a hullámok a parthoz közelednek, a hullámhosszuk felének megfelelő mélységben “érnek a fenékhez”; más szóval, amikor a vízmélység megegyezik a hullámalap mélységével (10.3.1. ábra). Ezen a ponton kezd viselkedésüket a fenék befolyásolni.

Amikor a hullám a fenékhez ér, a súrlódás hatására a hullám lelassul. Ahogy az egyik hullám lelassul, a mögötte lévő felzárkózik hozzá, így csökken a hullámhossz. A hullám azonban továbbra is ugyanannyi energiát tartalmaz, így miközben a hullámhossz csökken, a hullámmagasság nő. Végül a hullámmagasság meghaladja a hullámhossz 1/7-ét, és a hullám instabillá válik, és hullámtörőt képez. Gyakran előfordul, hogy a hullámtörők törés közben elkezdenek előrefelé görbülni. Ennek az az oka, hogy a hullám alja előbb kezd lassulni, mint a hullám teteje, mivel ez az első rész, amelyik a tengerfenékkel találkozik. Így a hullám csúcsa “megelőzi” a hullám többi részét, de nincs alatta víz, ami megtámasztaná (10.3.1. ábra).

A hullámtöréseknek három fő típusa van: a kiömlő, a merülő és a hullámtörés. Ezek a fenék meredekségével függnek össze, és azzal, hogy milyen gyorsan lassul le a hullám, és milyen gyorsan oszlik el az energiája.

• A kiömlő hullámtörők az enyhén lejtős vagy laposabb partokon alakulnak ki, ahol a hullám energiája fokozatosan oszlik el. A hullám lassan növekszik a magasságában, majd lassan magába omlik (10.3.2. ábra). A szörfösök számára ezek a hullámok hosszabb utazást biztosítanak, de kevésbé izgalmasak.

• A meredekebb lejtésű partokon meredek hullámtörők alakulnak ki, ahol a hullám hirtelen lelassul, és a hullám nagyon gyorsan magasabb lesz. A csúcs túlszárnyalja a hullám többi részét, előre görbül és hirtelen energiaveszteséggel törik meg (10.3.3. ábra). Ezek azok a “csővezetékes” hullámok, amelyeket a szörfösök keresnek.

• A legmeredekebb partvonalakon hullámtörők alakulnak ki. A hullámenergia közvetlenül a partvonalnál nagyon hirtelen tömörül, és a hullám közvetlenül a partra törik (10.3.4. ábra). Ezek a hullámok túl rövid (és potenciálisan fájdalmas) utazást biztosítanak ahhoz, hogy a szörfösök élvezhessék őket.

Hullámtörés

A hullámok bárhol keletkezhetnek az óceánban, ezért szinte bármilyen irányból érkezhetnek a partra. De ha valaha is álltál már a parton, valószínűleg észrevetted, hogy a hullámok általában a parttal kissé párhuzamosan közelítik meg a partot. Ez a hullámtörésnek köszönhető. Ha egy hullámfront ferdén közelíti meg a partot, a hullámfrontnak a parthoz legközelebbi vége előbb ér a fenékhez, mint a hullám többi része. Ez azt eredményezi, hogy a hullámnak ez a sekélyebb része lassul le először, míg a hullám többi része, amely még a mélyebb vízben van, a szokásos sebességgel halad tovább. Ahogy a hullámfront egyre nagyobb része sekélyebb vízzel találkozik és lelassul, a hullámfont megtörik, és a hullámok hajlamosak arra, hogy a partvonallal közel párhuzamosan igazodjanak (a lassabb sebességű régió felé törnek meg). Amint azt a 13.2. szakaszban látni fogjuk, az a tény, hogy a hullámok nem tökéletesen párhuzamosan érkeznek a parttal, a parttal párhuzamosan futó hosszanti áramlásokat és hosszanti szállítást okoz.

A fénytörés azt is megmagyarázza, hogy a hullámok miért hajlamosak nagyobbak lenni a pontok és hegyfokok mellett, és kisebbek az öblökben. A part felé közeledő hullámfront előbb érinti a feneket a ponton, mint az öbölben. Ismétlem, a hullámfront sekélyebb része lelassul, és a hullámfront többi része a lassabb régió (a pont) felé törik meg. Most az összes kezdeti hullámenergia egy viszonylag kis területen koncentrálódik a ponttól távolabb, nagy, nagy energiájú hullámokat létrehozva (10.3.6. ábra). Az öbölben a hullámfrontok a fénytörés hatására egymástól távolabb törtek meg, eloszlatva a hullámenergiát, ami nyugodtabb vizet és kisebb hullámokat eredményez. Ezáltal a “point break” nagy hullámai ideálisak a szörfözéshez, míg az öbölben, ahol az emberek csónakot indítanának, a víz nyugodtabb. A hullámenergia e különbsége azt is megmagyarázza, hogy miért van nettó erózió a pontokon, míg az öblökben homok és üledék rakódik le (lásd a 13.3. szakaszt).