Resaca (olas de agua)

Una «resaca» es un flujo de compensación constante, dirigido hacia la costa, que se produce por debajo de las olas cerca de la orilla. Físicamente, cerca de la costa, el flujo de masa inducido por las olas entre la cresta y la depresión de las olas está dirigido hacia la costa. Este transporte de masa se localiza en la parte superior de la columna de agua, es decir, por encima de las artesas de las olas. Para compensar la cantidad de agua que se transporta hacia la costa, en la parte inferior de la columna de agua se produce una corriente media de segundo orden (es decir, proporcional a la altura de la ola al cuadrado) dirigida hacia la costa. Este flujo -la resaca- afecta a las olas cercanas a la costa en todas partes, a diferencia de las corrientes de resaca localizadas en ciertas posiciones a lo largo de la costa.

El término resaca se utiliza en documentos científicos de oceanografía costera. La distribución de las velocidades de flujo en la resaca sobre la columna de agua es importante, ya que influye en gran medida en el transporte de sedimentos en la costa o en el mar. Fuera de la zona de oleaje hay un transporte de sedimentos dirigido a la costa cerca del lecho, inducido por la deriva de Stokes y el transporte de olas asimétricas. En la zona de oleaje, la fuerte resaca genera un transporte de sedimentos cerca de la costa. Estos flujos antagónicos pueden conducir a la formación de barras de arena donde los flujos convergen cerca del punto de rotura de las olas, o en la zona de rotura de las olas.

Vectores de velocidad media del flujo en la resaca bajo olas en picado, medidos en un canal de olas de laboratorio – por Okayasu, Shibayama & Mimura (1986). Por debajo de la depresión de las olas, las velocidades medias se dirigen hacia la costa. La pendiente de la playa es de 1:20; nótese que la escala vertical está distorsionada con respecto a la escala horizontal.

Flujo de masa hacia el marEditar

Una relación exacta para el flujo de masa de una onda periódica no lineal sobre una capa de fluido no rígida fue establecida por Levi-Civita en 1924. En un marco de referencia según la primera definición de Stokes de la celeridad de la onda, el flujo de masa M w {{displaystyle M_{w}}

M_{w}

de la onda se relaciona con la densidad de energía cinética de la onda E k {{displaystyle E_{k}}

E_{k}

(integrada en la profundidad y luego promediada en la longitud de onda) y la velocidad de fase c {\displaystyle c}

c

mediante M w = 2 E k c . {\displaystyle M_{w}={frac {2E_{k}}.}

{\displaystyle M_{w}={\frac {2E_{k}}.}

De forma similar, Longuet Higgins demostró en 1975 que -para la situación común de flujo de masa nulo hacia la costa (es decir la segunda definición de Stokes de la celeridad de las olas) – las olas periódicas normales-incidentes producen una velocidad de resaca promediada en profundidad y tiempo:

u ¯ = – 2 E k ρ c h , {\displaystyle {\bar {u}}=-{\frac {2E_{k}}{\rho ch}},}

{\displaystyle {\bar {u}}=-{\frac {2E_{k}}{\rho ch}},}

con h {\displaystyle h}

h

la profundidad media del agua y ρ {\displaystyle \rho }

\rho

la densidad del fluido. La dirección positiva del flujo de u ¯ {\displaystyle {\bar {u}}

{\bar {u}}

está en la dirección de propagación de la onda.

Para las ondas de pequeña amplitud, hay equiparación de la energía cinética ( E k {\displaystyle E_{k}}

E_{k}

) y potencial ( E p {\displaystyle E_{p}}

E_{p}

): E w = E k + E p ≈ 2 E k ≈ 2 E p , {\displaystyle E_{w}=E_{k}+E_{p}\approx 2E_{k}\approx 2E_{p},

{{pantalla E_{w}=E_{k}+E_{p}aproximadamente 2E_{k}aproximadamente 2E_{p},}

con E w {{pantalla E_{w}}

{{displaystyle E_{w}}

la densidad de energía total de la onda, integrada sobre la profundidad y promediada sobre el espacio horizontal. Como en general la energía potencial E p {\displaystyle E_{p}}

E_{p}

es mucho más fácil de medir que la energía cinética, la energía de la ola es aproximadamente E w ≈ 1 8 ρ g H 2 {\displaystyle {E_{w}{approx {\tfrac {1}{8}}\rho gH^{2}}

 {{displaystyle {E_{w}approx {\tfrac {1}{8}\rho gH^{2}}

(con H {{displaystyle H}

H

la altura de la onda). Entonces u ¯ ≈ – 1 8 g H 2 c h . {\displaystyle {\bar {u}{approx -{frac {1}{8}}{\frac {gH^{2}}{ch}}.

{{displaystyle {\bar {u}}approx -{\frac {1}{8}}{\frac {gH^{2}}{ch}.Para las ondas irregulares, la altura de onda requerida es la altura de onda media cuadrática H rms ≈ 8 σ , {{displaystyle H_{text{rms}}approx {{sqrt {8}};

 <strong>H_{text{rms}}aprox{{8}};</sigma }

con σ {{sigma}.

\sigma

la desviación estándar de la elevación de la superficie libre.La energía potencial es E p = 1 2 ρ g σ 2 {\displaystyle E_{p}={tfrac {1}{2}\rho g\sigma ^{2}}

 {\displaystyle E_{p}={tfrac {1}{2}\rho g\{2}}

y E w ≈ ρ g σ 2 . {\displaystyle E_{w}\aapprox \rho g\sigma ^{2}.}

 {\displaystyle E_{w}{approx \rho g\sigma ^{2}}.}

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