Onda (mar)

Para outras páxinas con títulos homónimos véxase: Onda.

As ondas do mar son ondas que se desprazan a través da superficie de mares, océanos, ríos, lagos, canles etc.

Explicación física

Cómpre distinguir dous movementos. O primeiro é a oscilación do medio movido pola onda, que neste caso, como temos visto, é un movemento circular. O segundo é a propagación da onda, que se produce porque a enerxía se transmite con ela, trasladando o fenómeno cunha dirección e velocidad, chamada neste caso velocidade de onda.

En realidade, prodúcese un pequeno desprazamento neto da auga na dirección de propagación, dado que en cada oscilación unha molécula ou partícula non retorna exactamente ao mesmo punto, senón a outro lixeiramente máis adiantado (respecto ao sentido de propagación da onda). É por esta razón pola que o vento non provoca soamente ondas, senón tamén correntes superficiais.

Causa

O fenómeno é provocado polo vento, cuxa fricción coa superficie da auga produce un certo arrastre, dando lugar primeiro á formación de engurras na superficie da auga, chamadas ondas ou ondas capilares, de só uns milímetros de altura e ata 1,7 cm de lonxitude de onda. Cando a superficie perde a súa lisura, o efecto de fricción intensifícase e as pequenas engurras iniciais deixan paso a ondas de gravidade. As forzas que tenden a restaurar a forma lisa da superficie da auga, e que con isto provocan o avance da deformación, son a tensión superficial e a gravidade. As ondas capilares mantéñense esencialmente só pola tensión superficial, mentres que a gravidade é a forza que tensa e move as ondas máis grandes.

Canto maior é a altura das ondas, maior é a cantidade de enerxía que poden extraer do vento, de forma que se produce unha realimentación positiva. A altura das ondas vén a depender de tres parámetros do vento, que son a súa velocidade, a súa persistencia no tempo e, por último, a estabilidade da súa dirección. Así, os maiores ondaxes prodúcense en circunstancias meteorolóxicas nas que se cumpren amplamente estas condicións.

Unha vez postas en marcha, as ondas que se desprazan sobre augas profundas disipan a súa enerxía moi lentamente, de xeito que alcanzan rexións moi separadas do seu lugar de formación. Así, poden observarse ondaxes de grande altura en ausencia de vento.

As ondas disipan a súa enerxía de varias maneiras. Unha parte pode converterse nunha corrente superficial, un desprazamento en masa dun gran volume de auga até unha profundidade considerable. Outra parte disípase por fricción co aire, nunha inversión do fenómeno que puxo en marcha as ondas. Parte da enerxía pode disiparse se unha velocidade excesiva do vento provoca a ruptura das cristas. Por último, a enerxía remata por disiparse por interacción coa codia sólida, cando o fondo é pouco profundo ou cando finalmente as ondas se estrelan coa costa.

Ao chegar á costa, as ondas sofren unhas últimas transofrmacións antes de se disipar:

encrespándose se atopan un obstáculo marcado na franxa costeira, como un banco de area, unha rocha ou formación rochosa ou un arrecife. Dependendo do obstáculo, a súa forma e tamaño, e a forza e velocidade da onda, así como o punto de marea, as ondas costeiras poden adquirir diferentes expresións de tamaño, velocidade, forma ou movemento.
a contraonda é un efecto destacado chamado resaca da auga que, levada polas ondas até o límite de costa de terra firme ou a orografía costeira, rebota ou se desliza de novo cara ao mar, creando unha onda en dirección oposta ao golpe de mar; é dicir, unha onda que parte da costa. Xeralmente se disipan ou estrelan coas outras ondas nalgúns metros adiante.

Parámetros

A parte máis alta dunha onda é a súa crista, e a parte máis profunda da depresión entre dúas ondas consecutivas chámase val. Á distancia entre dúas cristas denomínaselle lonxitude de onda (λ) e á diferenza de altura entre unha crista e un val chámaselle altura (H) da onda. A amplitude é a distancia que a partícula se aparta da súa posición media nunha dirección perpendicular á da propagación. A amplitude (A) vale a metade da altura. A pendente (δ) é a inversa da tanxente entre a altura e a lonxitude de onda.

δ = arc tg ( H / λ )

Chámase período (τ) ao tempo que transcorre entre o paso de dúas cristas consecutivas polo mesmo punto. A velocidade de onda (tamén chamada velocidade de fase ou celeridade), é dicir a velocidade de propagación, calcúlase dividindo a lonxitude de onda polo período:

c = λ / τ

En augas profundas (>λ/2) a velocidade de onda é proporcional á lonxitude de onda, en augas moi superficiais (<λ/20), pola contra, depende só da profundidade.

Fronte de ondas

A ondaxe non é un proceso homoxéneo nin estacionario, é dicir, non todas as ondas teñen o mesmo período, altura, lonxitude de onda ou dirección en cada instante e lugar, senón que cada unha ten as súas características propias, que ademais varían no espazo e no tempo.

Deste xeito, para definir a ondaxe, a efectos da dinámica litoral interesa considerar o que se denomina fronte de ondas, que incide nun tramo de costa dada e para o que se utilizan unha serie de parámetros estatísticos calculados a partir dun conxunto, máis ou menos grande, de ondas individuais, obtenidos nun lugar e prazo suficientemente concreto e curto para poder considerar o proceso estacionario e homoxéneo durante o tempo de mostras.

A continuación defínense brevemente os parámetros máis usados:

Altura de onda significante (Hs ou tamén chamada H1/3). Este parámetro estatístico obtense ao calcular a media de alturas de onda do terzo de ondas máis altas dentro do grupo de ondas considerado. Considérase que a altura de onda significante é equivalente á altura de onda do momento de orde cero, $Hm0=4{\sqrt {m0}}$ , que é o parámetro calculado polos modelos numéricos espectrais.
Altura de onda máxima (H_max, N). Altura de onda máxima dentro do grupo de N ondas considerado.
Período significante (T_s). Media dos períodos do terzo de ondas máis altas dentro do grupo de ondas considerado.
Período medio (T_m). Media dos períodos do grupo de ondas considerado.
Dirección media (D_m), Media das direccións de propagación do grupo de ondas considerado.

Medidas

Na práctica úsanse 2 escalas para medir a intensidade das ondas:

A Escala Douglas é unha escala que clasifica os diferentes estados do mar en 10 graos tomando como referencia o tamaño das ondas.
A Escala de Beaufort é unha medida empírica para a intensidade do vento, baseada principalmente no estado do mar, das súas ondas e a forza do vento.

Alteracións

As ondas son procesos moi complexos, que sofren grandes transformación no seu movemento cara a costa, tanto na altura da onda, como na lonxitude de onda, como na velocidade de propagación, así como no movemento da auga ao paso dunha onda (círculos, elipses, segmentos, correntes) e tamén respecto á súa propia forma, chegando mesmo a romper, por efecto do fondo.

Cando a onda rompe, a auga desprázase, por encima do nivel medio do mar, cara a costa, e como evidentemente non se acumula na costa, volve, en forma de corrente, por debaixo do nivel da propia onda, formando o que comunmente se coñece como resaca (undertow).

As ondas, do mesmo xeito que outros procesos semellantes, están suxeitas a fenómenos de reflexión, refracción e difracción. A refracción depende de diferenzas na velocidade de propagación entre diferentes medios, e obsérvase cando as penetran en augas menos profundas, onde se ven frenadas.

Efectos

Animación 3D dunha onda con efecto construtivo

O efecto das ondas sobre as praias é distinto xa que poden ter efecto construtivo ou destrutivo:

Efecto construtivo: cando as ondas son pequenas e de pouco período (ondas de verán, xeralmente), as ondas tenden a mover pouco sedimento, sobre todo moi preto do límite de costa, tendendo a acumular a area na parte alta da praia, formando a "praia seca".
Efecto destrutivo: as ondas altas, de períodos longos, con gran lonxitude de onda, poden mover o sedimento máis profundo, e provocan unha importante corrente de fondo cara ao mar, que progresivamente vai erosionando a "praia seca".

Tipos

Un tipo particular de ondas son os tsunamis, que non se encontran relacionadas co vento senón co terremoto ou polas erupcións de volcáns submarinos. Os diferentes tipos de ondas son:

Ondas libres ou oscilatorias: represéntanse en toda a superficie do mar e débense ás variacións do nivel do mar. En elas a auga non avanza, só describe un xiro ao subir e baixar case no mesmo sitio no cal se orixinou o ascenso da onda, preséntanse nun tempo menor de 30 segundos.
Ondas forzadas: prodúcense polo vento e, en ocasións, poden ser altas como consecuencia dos furacáns na auga.
Ondas de traslación: son aquelas que se producen preto da costa e que, ao avanzar tocando o fondo, se estrelan contra o litoral formando abundante escuma. Ao regresar a auga cara ao mar oríxinase a resaca.
Tsunamis: son ondas producidas por un terremoto ou unha explosión volcánica. Poden pasar dúas situacións, unha é que no centro da perturbación se fundan as augas, ou ben que estas se levanten explosivamente. En ambos casos, o movemento provoca unha onda única de dimensións formibdables, que avanza a gran velocidade, poden ser miles de quilómetros por hora, e chega a ter unha altura superior aos 20 metros. Os tsunamis son moi frecuentes no océano Pacífico.

Véxase tamén

Outros artigos