Um “undertow” é um fluxo de compensação constante, fora da costa, que ocorre abaixo das ondas perto da costa. Fisicamente, perto da costa, o fluxo de massa induzido pela onda entre a crista da onda e a calha é dirigido para terra. Este transporte de massa está localizado na parte superior da coluna de água, ou seja, acima dos canais de ondas. Para compensar a quantidade de água sendo transportada em direção à costa, uma segunda ordem (i.e. proporcional à altura da onda ao quadrado), a corrente média offshore-directed tem lugar na parte inferior da coluna de água. Este fluxo – a corrente subterrânea – afecta as ondas próximas da costa em toda a parte, ao contrário das correntes de ruptura localizadas em certas posições ao longo da costa.
O termo corrente subterrânea é usado em trabalhos científicos de oceanografia costeira. A distribuição das velocidades de fluxo na sub-costa sobre a coluna de água é importante, uma vez que influencia fortemente o transporte de sedimentos no mar ou no mar. Fora da zona de surf, existe um transporte de sedimentos quase em terra induzido pela deriva de Stokes e pelo transporte de ondas assimétricas. Na zona de surf, uma forte sub-camada gera um transporte de sedimentos offshore próximo ao leito. Estes fluxos antagónicos podem levar à formação de barras de areia onde os fluxos convergem perto do ponto de quebra da onda, ou na zona de quebra da onda.
Fluxo de massa para o marEditar
Uma relação exata para o fluxo de massa de uma onda periódica não linear em uma camada de fluido invisível foi estabelecida por Levi-Civita em 1924. Num quadro de referência de acordo com a primeira definição de Stokes de celeridade de onda, o fluxo de massa M w {\\i1}displaystyle M_{\i}}
da onda está relacionado com a densidade de energia cinética da onda E k {\\i1}}displaystyle E_{k}}
(integrado sobre a profundidade e depois médio sobre o comprimento de onda) e velocidade de fase c {\\\i1}
through: M w = 2 E k c . M_{\a}={\frac {2E_{k}}{c}}.}
Similiarmente, Longuet Higgins mostrou em 1975 que – para a situação comum de fluxo de massa zero em direcção à costa (ou seja Stokes’ segunda definição de celeridade de onda) – ondas periódicas de ocorrência normal produzem uma velocidade de submersão de profundidade e tempo médios:
u ¯ = – 2 E k ρ c h , {\i}=-{\i1}frac {2E_{k}}{\i1},}
com h {\i}displaystyle h
a profundidade média da água e ρ {\i1}displaystyle {\i}rho
a densidade do fluido. A direcção positiva do fluxo de u ¯ ¯ ¯bar ¯
está na direcção da propagação da onda.
Para ondas de pequena amplitude, há equiparação de cinética ( E k {\\displaystyle E_{k}}
) e energia potencial ( E p {\displaystyle E_{p}}
): E w = E k + E p ≈ 2 E k ≈ 2 E p , {\displaystyle E_{w}=E_{k}+E_{p}\aprox 2E_{k}}approx 2E_{p}}approx 2E_{p},
com E w {\i}displaystyle E_{\i}}
a densidade total de energia da onda, integrada sobre a profundidade e com média sobre o espaço horizontal. Dado que em geral a energia potencial E p {\\i1}displaystyle E_{\i}}
é muito mais fácil de medir do que a energia cinética, a energia das ondas é aproximadamente E w ≈ 1 8 ρ g H 2 {\i1}displaystyle {E_w}{\i}approx {\i}{\i1}rho gH^{\i}{\i} Então u ¯ ≈ – 1 8 g H 2 c h . estilo de exposição barra Aprox -frac 1 – 8 g H 2 c h .
Para ondas irregulares a altura de onda requerida é a altura de onda raiz-mean-quadrada H rms ≈ 8 σ , {\i1}displaystyle H_text{rms}{\i1}approx {\i}sqrt {\i};\Sigma ,
com σ {\i1}displaystyle H_sigma
o desvio padrão da elevação da superfície livre. A energia potencial é E p = 1 2 ρ g σ 2 {\p}={\frac {\frac {1}{2}}}rho g\sigma ^{2}}
e E w ≈ ρ g σ 2 . estilo E_w Aprox. g^2.
