Download OLAS DE VIENTO

OLAS DE VIENTO
Porqué son importantes las olas?
Producen mezcla en el océano – transferencia de
energía desde la atmósfera hacia el mar
Afectan la navegación
Transportan sedimentos y modifican la costa
•
Erosión costera y de playas de arena
•
Efectos de estructuras costeras (espigones,
muelles, rompeolas)
•
Pérdidas de propiedad privada
Elementos de las
ondas
A: Amplitud
H: Altura
λ: Longitud de Onda también llamada L
C= λ/T celeridad
Inclinación: H/ λ o pendiente
T: Período (tiempo transcurrido entre dos crestas sucesivas)
d/ λ = profundidad relativa
Dirección de propagación
Z= 0
d
Z= - d
oLas olas en el mar son producto del viento que sopla sobre la
superficie y transfiere energía al agua por el impacto del aire sobre la
misma.
oPrimero se desarrollan olas pequeñas y la fricción (o el esfuerzo de
arrastre del viento) sobre su cara expuesta al viento (windward
side=barlovento) hace que crezcan o rompan y cedan parte de su
energía a las olas más grandes.
oConsecuentemente, las olas grandes capturan cantidades crecientes
de energía y continúan desarrollándose, mientras el viento se
mantenga lo suficientemente fuerte y mantenga su dirección constante.
oGeneralmente, vientos fuertes de larga duración producen olas
grandes con longitudes de onda largas y también de períodos largos.
Así cuanta más energía llega al agua, más altas y largas son las olas y
viajan con velocidades crecientes (celeridades).
El viento
U10 (m/seg)
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Frecuencia Direcciones Viento medidos por Scattometer
1991-1998 -Río de la Plata Exterior
Frecuencia
Direcciones …
N
25%
NW
W
20%
NE
15%
20,0
10%
18,0
5%
16,0
E
0%
I media (m/seg)
I max (m/seg)
I min (m/seg)
14,0
12,0
10,0
8,0
SW
SE
6,0
4,0
S
2,0
0,0
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
DIR
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
-22.5
22.5
67.5
112.5
157.5
-157.5
-112.5
-67.5
22.5
67.5
112.5
157.5
-157.5
-112.5
-67.5
-22.5
Nº
139
172
109
202
94
89
71
68
I
med
ia
6.4
7.2
6.8
4.6
8.2
8.7
7.5
6.9
I max
11.8
13.4
17
16.6
15.8
16.8
18.2
12.4
I min
3.20
3.20
2.60
1.00
3.20
3.20
3.00
3.40
14.72%
18.22%
11.55%
21.40%
9.96%
9.43%
7.52%
7.20%
100.00%
Los objetos flotantes en la superficie del mar
suben y bajan o se mueven con leve
movimiento rotatorio a medida que las olas
pasan por debajo de ellos.
Esto ocurre porque las partículas de H2O
responden al pasaje de la ola y se mueven en
órbitas circulares que decrecen en diámetro
con la profundidad
A una profundidad aproximadamente
igual a la mitad de la longitud de
onda, los diámetros orbitales de las
partículas de agua son solo 1/25 de
los de superficie y para todos los
propósitos prácticos podemos
considerar este nivel como la
profundidad máxima en el
movimiento de una ola.
En aguas más profundas que L/2
(L=longitud de onda), las partículas
que se mueven no hacen contacto con
el fondo, mientras que en aguas
menos profundas que L/2, las órbitas
se achatan por la resistencia (x
fricción), pierden energía y se dice
que la ola ‘siente el fondo’. Esta
profundidad es la máxima a la cual las
olas pueden mover las partículas y
erosionar el sedimento fino del fondo
del mar (se llama base de la ola)
(wave base).
Movimiento del agua cerca de la
costa
Las olas proveen la energía que cambia la forma y textura de los
depósitos de playa
•
A medida que las olas “sienten” el fondo en aguas someras, la
longitud de onda disminuye, la altura aumenta, las olas se hacen
menos estables y ocurre el fenómeno de refracción.
•
En aguas “muy” someras o muy poco profundas, se desestabilizan y
rompen
Las olas generan corrientes paralelas a la costa y corrientes de retorno
perpendiculares a la costa.
Cuanto mayor es el ángulo con que se aproximan, mayor es la
corriente paralela a la costa o deriva litoral para una misma onda.
•
http://en.wikipedia.org/wiki/Waves_and_shallow_water
Refracción de las olas cuando sienten el fondo
Rip currents
Movimiento del agua cerca de la
costa
•
Puede haber corrientes paralelas también como producto de un
apilamiento de agua contra la costa debido a las olas. Esto es
especialmente importante en regiones con costas irregulares con
refracción pronunciada.
Playas de arena (la parte de tierra que limita con el mar) Se puede
dividir en regiones
Área marítima offshore y Área costera: Zona de surf o resaca (incluye
la zona de rompiente) y Playa (incluye Anteplaya y Playa posterior)
•
DESARROLLO PLENO (fully developed )
El desarrollo de olas en aguas profundas es complejo, pero puede atribuirse a tres factores
principales:
1. 0 Velocidad del viento.
2. 2 Duración.
3. 3 Fetch o alcance
En una discusión sobre desarrollo de las olas, el término SEA se refiere a la ocurrencia en la
superficie del mar, dentro del área de Fetch de olas irregulares de muchos períodos que
ocurren en muchas direcciones. Un SEA, con desarrollo pleno se forma cuando la velocidad de
un viento dado dura lo suficiente y el viento tiene suficiente superficie de aguas abiertas para
ejercer su arrastre y producir la máxima altura de ola que pueda mantener ese viento.
La combinación necesaria de duración y Fetch suficiente, rara vez ocurre con vientos de fuerte
intensidad, pero es posible para la mayor parte de los vientos más débiles. La tabla 13-1
muestra el mínimo Fetch y duración requeridos para varias velocidades del viento para
desarrollar SEAS plenos
Veloc del viento (Ns)
10
30
50
Fetch (Millas náuticas)
10
280
1460
Duración (Hs)
2
23
69