Introducere în oceanografie

Cei mai mulți dintre valurile discutate în secțiunea anterioară s-au referit la valurile de adâncime din largul oceanului. Dar ce se întâmplă atunci când aceste valuri se deplasează spre țărm și întâlnesc ape de mică adâncime? Amintiți-vă că, în apele adânci, viteza unui val depinde de lungimea sa de undă, dar în apele de mică adâncime viteza valurilor depinde de adâncime (secțiunea 10.1). Atunci când valurile se apropie de țărm, ele vor „atinge fundul” la o adâncime egală cu jumătate din lungimea lor de undă; cu alte cuvinte, atunci când adâncimea apei este egală cu adâncimea bazei valului (figura 10.3.1). În acest punct, comportamentul lor va începe să fie influențat de fund.

Când valul atinge fundul, frecarea face ca valul să încetinească. Pe măsură ce un val încetinește, cel din spatele lui îl ajunge din urmă, scăzând astfel lungimea de undă. Cu toate acestea, valul conține în continuare aceeași cantitate de energie, astfel încât, în timp ce lungimea de undă scade, înălțimea valului crește. În cele din urmă, înălțimea valului depășește 1/7 din lungimea de undă, iar valul devine instabil și formează un spărgător. De multe ori, valurile care se sparg încep să se curbeze în față pe măsură ce se sparg. Acest lucru se datorează faptului că partea inferioară a valului începe să încetinească înainte de partea superioară a valului, deoarece este prima parte care întâlnește fundul mării. Astfel, creasta valului ajunge „înaintea” restului valului, dar nu are apă sub ea pentru a o susține (figura 10.3.1).

Există trei tipuri principale de spargeri: deversare, plonjare și surpare. Acestea sunt legate de abruptul fundului și de rapiditatea cu care valul va încetini și energia sa va fi disipată.

• Spilling breakers se formează pe plajele ușor înclinate sau mai plate, unde energia valului este disipată treptat. Valul crește încet în înălțime, apoi se prăbușește încet pe el însuși (figura 10.3.2). Pentru surferi, aceste valuri oferă o plimbare mai lungă, dar sunt mai puțin incitante.

• Spărgătoarele plonjante se formează pe țărmurile cu pante mai abrupte, unde există o încetinire bruscă a valului și valul devine mai înalt foarte repede. Creasta depășește restul valului, se curbează în față și se sparge cu o pierdere bruscă de energie (figura 10.3.3). Acestea sunt valurile „conductă” pe care le caută surferii.

• Dezbaterile în valuri se formează pe cele mai abrupte țărmuri. Energia valurilor este comprimată foarte brusc chiar la linia țărmului, iar valul se sparge direct pe plajă (figura 10.3.4). Aceste valuri oferă o plimbare prea scurtă (și potențial dureroasă) pentru ca surferii să se bucure.

Refracția valurilor

Vremea poate fi generată oriunde în ocean și, prin urmare, poate ajunge pe o plajă din aproape orice direcție. Dar dacă ați stat vreodată la țărm, ați observat probabil că valurile se apropie de obicei de țărm oarecum paralel cu coasta. Acest lucru se datorează refracției valurilor. Dacă un front de val se apropie de țărm sub un unghi, capătul frontului de val cel mai apropiat de țărm va atinge fundul înainte de restul valului. Acest lucru va face ca acea parte mai puțin adâncă a valului să încetinească mai întâi, în timp ce restul valului care se află încă în apă mai adâncă își va continua drumul cu viteza obișnuită. Pe măsură ce o parte din ce în ce mai mare a frontului valului întâlnește apă mai puțin adâncă și încetinește, fontul valului se refractă, iar valurile tind să se alinieze aproape paralel cu linia țărmului (sunt refractate spre regiunea cu viteză mai mică). După cum vom vedea în secțiunea 13.2, faptul că valurile nu ajung perfect paralele cu plaja cauzează curenți și transport longshore care se desfășoară paralel cu țărmul.

Refracția poate explica, de asemenea, de ce valurile tind să fie mai mari în largul vârfurilor și promontoriilor și mai mici în golfuri. Un front de val care se apropie de țărm va atinge fundul dinspre vârf înainte de a atinge fundul într-un golf. Din nou, partea mai puțin adâncă a frontului de valuri va încetini și va face ca restul frontului de valuri să se refracteze spre regiunea mai lentă (punctul). Acum, toată energia inițială a valurilor este concentrată într-o zonă relativ mică în largul punctului, creând valuri mari, de mare energie (figura 10.3.6). În golf, refracția a făcut ca fronturile de valuri să se refracteze unul față de celălalt, dispersând energia valurilor și conducând la ape mai calme și valuri mai mici. Acest lucru face ca valurile mari ale unui „point break” să fie ideale pentru surfing, în timp ce apa este mai calmă într-un golf, care este locul unde oamenii ar lansa o barcă. Această diferență de energie a valurilor explică, de asemenea, de ce există o eroziune netă pe puncte, în timp ce nisipul și sedimentele se depun în golfuri (a se vedea secțiunea 13.3).

.