Wellenaufbau - Wave setup

In der Fluiddynamik ist der Wellenaufbau der Anstieg des mittleren Wasserspiegels aufgrund des Vorhandenseins brechender Wellen . In ähnlicher Weise ist das Absetzen von Wellen eine welleninduzierte Abnahme des mittleren Wasserspiegels, bevor die Wellen brechen (während des Schwarmprozesses). Kurz gesagt, das gesamte Phänomen wird oft als Wellenaufbau bezeichnet, einschließlich der Zunahme und Abnahme der mittleren Höhe. Dieser Aufbau ist hauptsächlich in und in der Nähe der Surfzone an der Küste vorhanden . Neben einer räumlichen Schwankung in dem (mittleren) Wellenaufbau auch eine Variation in der Zeit vorhanden sein kann - wie bekannt Surf Beat - verursacht infragravity Wellenstrahlung .

Der Wellenaufbau kann unter Berücksichtigung der Variation der Strahlungsbelastung mathematisch modelliert werden ( Longuet-Higgins & Stewart 1962 ). Strahlenbelastung ist die Tensor von überschüssigen Horizontal- Impulsflüssen aufgrund des Vorhandenseins der Wellen.

In und in der Nähe der Surfzone an der Küste

Wenn sich eine progressive Welle dem Ufer nähert und die Wassertiefe abnimmt, nimmt die Wellenhöhe aufgrund von Wellenschwärmen zu . Infolgedessen gibt es einen zusätzlichen welleninduzierten Fluss des horizontalen Impulses. Die horizontalen Impulsgleichungen des mittleren Flusses erfordern, dass dieser zusätzliche welleninduzierte Fluss ausgeglichen wird: Dies bewirkt eine Abnahme des mittleren Wasserspiegels, bevor die Wellen brechen, was als "Absenkung" bezeichnet wird.

Nach dem Brechen der Wellen ist der Wellenenergiefluss nicht mehr konstant, sondern nimmt aufgrund der Energiedissipation ab. Die Strahlungsspannung nimmt daher nach dem Bruchpunkt ab, wodurch ein Anstieg des freien Oberflächenniveaus ausgeglichen wird: Wellenaufbau. Beide obigen Beschreibungen gelten speziell für Strände mit leichter Bettneigung.

Der Wellenaufbau ist besonders bei Sturmereignissen von Bedeutung, wenn die Auswirkungen großer Wellen, die durch den Wind des Sturms erzeugt werden, den mittleren Meeresspiegel (durch Wellenaufbau) erhöhen und das Risiko einer Beschädigung der Küsteninfrastruktur erhöhen können.

Siehe auch

Verweise

  • Longuet-Higgins, MS ; Stewart, RW (1962), "Strahlungsbeanspruchung und Massentransport in Gravitationswellen mit Anwendung auf 'Surf Beats ' ", Journal of Fluid Mechanics , 13 (4): 481–504, Bibcode : 1962JFM .... 13 .. 481L , doi : 10.1017 / S0022112062000877
  • Bowen, AJ; Inman, DL; Simmons, VP (1968), "Wave 'Set-Down' and Set-Up", Journal of Geophysical Research , 73 (8): 2569–2577, Bibcode : 1968JGR .... 73.2569B , doi : 10.1029 / JB073i008p02569
  • Dean, Robert G.; Walton, Todd L. (2009), "Wave Setup", in Kim, Young C. (Hrsg.), Handbuch für Küsten- und Meerestechnik , World Scientific, S. 1–23, ISBN 978-981-281-929-1