Ona
En fluidodinámica, les ones són ones que es desplacen a través de la superfície de mars, oceàs, rius, llacs, canals i uns atres cossos d'aigua. Són generades pel vent, que en bufar crea forces de pressió i fricció que pertorben l'equilibri de la superfície dels oceans. El vent transferix part de la seua energia a les ones, eixercint una força sobre la superfície de l'aigua resultant de les diferències de pressió causades per les fluctuacions de la velocitat del vent prop de la interfase entre aire i mar. La superfície alterada es restablix per acció de la gravetat. L'interacció cíclica entre la força de pressió eixercida pel vent i la força de gravetat fa que les ones es propaguen, i s'allunten progressivament de la seua zona de generació.[1]
Explicació física
[editar | editar còdic]Les ones de la mar són ones que es propaguen per la superfície entre dos mijos materials. En este cas, es tracta del llímit entre l'atmòsfera i l'oceà. Quan una ona es propaga en aigües profundes (a una profunditat major a 1/20 de la seua llongitut d'ona), les molècules d'aigua retornen casi al mateix lloc a on es trobaven inicialment. Es tracta d'un balanceig en una component vertical, de dalt avall, i una atra llongitudinal, igual a la direcció de propagació de l'ona.
Cal distinguir dos moviments. El primer és l'oscilació del mig mogut per l'ona, que en este cas, com hem vist, és un moviment circular. El segon és la propagació de l'ona, que es produïx perque l'energia es transmet en ella, i trasllada el fenomen en una direcció i en una velocitat, cridada velocitat d'ona.
En realitat, es produïx un menut desplaçament net de l'aigua en la direcció de propagació, ya que en cada oscilació una molècula o partícula no retorna exactament al mateix punt, sino a un atre llaugerament més alvançat (respecte al sentit de propagació de l'ona). És per esta raó per la que el vent no provoca solament ones, sino també corrents superficials.
Causa
[editar | editar còdic]
El fenomen és provocat pel vent, la fricció del qual en la superfície de l'aigua produïx un cert arrastre, donant lloc primer a la formació de rizaduras (arrugues) en la superfície de l'aigua, cridades ones o ones capilars, de solament uns milímetros d'altura i fins a 1,7 cm de llongitut d'ona. Quan la superfície pert la seua lisura, l'efecte de fricció s'intensifica i les menudes rizaduras inicials deixen pas a ones de gravetat. Les forces que tendixen a restaurar la forma plana de la superfície de l'aigua, i que en això provoquen l'alvanç de la deformació, són la tensió superficial i la gravetat. Les ones capilars es mantenen essencialment solament per la tensió superficial, mentres que la gravetat és la força que tensa i mou les ones més grans.
Quant major és l'altura de les ones, major és la cantitat d'energia que poden extraure del vent, de manera que es produïx una realimentación positiva. L'altura de les ones ve a dependre de tres paràmetros del vent, que són la seua velocitat, la seua persistència en el temps i, per últim, l'estabilitat de la seua direcció. Aixina, els majors onages es produïxen en circumstàncies meteorològiques en que es complixen àmpliament estes condicions.
Una volta posades en marcha, les ones que es desplacen sobre aigües profundes dissipen la seua energia molt llentament, de manera que alcancen regions molt separades del seu lloc de formació. Aixina, poden observar-se onages de gran altura en absència de vent.
Les ones dissipen la seua energia de vàries maneres. Una part pot convertir-se en una corrent superficial, un desplaçament en massa d'un gran volum d'aigua fins a una profunditat considerable. Una atra part es dissipa per fricció en l'aire, en una inversió del fenomen que va posar en marcha les ones. Part de l'energia pot dissipar-se si una velocitat excessiva del vent provoca la ruptura de les crestes. Per últim, l'energia termina per dissipar-se per interacció en la corfa sòlida, quan el fondo és poc profunt o quan finalment les ones s'estrelen en la costa.
En aplegar a la costa, les ones sofrixen unes últimes transformacions abans de dissipar-se:
- encrespant-se si troben un obstàcul marcat en la franja costera, com un banc d'arena o taro, una roca o formació rocosa o un sec. Depenent de l'obstàcul, la seua forma i tamany, i la força i velocitat de l'ona, aixina com el punt de marea, les ones costeres poden adquirir diferents expressions de tamany, velocitat, forma o moviment.
- la corrent de ressaca o corrent de tornada és un efecte destacat de l'aigua que, duta per les ones fins a la vora de terra ferma o l'orografia costera, rebota o s'esgola de nou cap a la mar, creant una ona en direcció oposta al colp de mar; és dir, una ona que partix de la costa. Generalment es dissipen o estrelen en les atres ones alguns metros alvance.
Paràmetros
[editar | editar còdic]
La part més alta d'una ona és la seua cresta, i la part més profunda de la depressió entre dos ones consecutives es diu vall. A la distància entre dos crestes se li denomina llongitut d'ona (λ) i a la diferència d'altura entre una cresta i una vall se li crida altura (H) de l'ona. L'amplitut és la distància que la partícula s'aparta de la seua posició mija en una direcció perpendicular a la de la propagació. L'amplitut (A) val la mitat de l'altura. La pendent (δ) és l'inversa de la tangente entre l'altura i la llongitut d'ona.
- δ = arc tg ( H / λ )
Es diu periodo (τ) a l'hora que transcorre entre el pas de dos crestes consecutives pel mateix punt. La velocitat d'ona (també cridada velocitat de fase o celeritat), és dir la velocitat de propagació, es calcula dividint la llongitut d'ona pel periodo:
- c = λ / τ
En aigües profundes (>λ/2) la velocitat d'ona és proporcional a la llongitut d'ona, en aigües molt superficials (<λ/20) pel contrari depén solament de la profunditat.
Front d'ones
[editar | editar còdic]L'onage no és un procés homogéneu ni estacionario; és dir, no totes les ones tenen el mateix periodo, altura, llongitut d'ona o direcció en cada instant i lloc, sino que cada una té les seues característiques pròpies, que ademés varien en l'espai i en el temps.
D'esta forma, per a definir l'onage, a efectes de la dinàmica llitoral interessa considerar lo que es denomina front d'ones, que incidix en un tram de costa donada i per al que s'utilisen una série de paràmetros estadístics calculats a partir d'un conjunt, més o menys gran, d'ones individuals, obtinguts en un lloc i determini suficientment concret i curt per a poder considerar el procés estacionario i homogéneu durant el temps de mostreig.
A continuació definim breument els paràmetros més usats. Altura d'ona significativa (Hs o també cridada H1/3). Este paràmetro estadístic s'obté en calcular la mija d'altures d'ona del terç d'ones més altes dins del grup d'ones considerat. Es considera que l'altura d'ona significativa és equivalent a l'altura d'ona del moment d'orde zero, ___MATH_0___, que és el paràmetro calculat pels models numèrics espectrals. Altura d'ona màxima (Hmax, N). Altura d'ona màxima dins del grup de N ones considerat. Periodo significatiu (Ts). Mija dels periodos del terç d'ones més altes dins grup d'ones considerat. Periodo mig (Tm). Mija dels periodos del grup d'ones considerat. Direcció mija (Dm), Mija de les direccions de propagació del grup d'ones considerat.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ «¿Cóm es formen les ones?». Molt Interessant. Consultat el 27 d'agost de 2021.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Ola» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.