L’energia del mare, le onde by NAVIMETEO

16 settembre 2014
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Chi di noi non è mai ammaliato osservando da terra il continuo frangersi delle onde, magari durante una violenta mareggiata invernale, chiedendosi da quale mare lontano venissero o cosa le avesse generate.onde 3

Le onde possono essere di tre tipi: di marea, di origine sismica e da vento.
Queste ultime sono quelle che prenderemo in considerazione poiché quelle che interessano maggiormente il Mediterraneo.
Il vento agisce sul mare creando inizialmente quelle che vengono chiamate onde capillari, piccole increspature che conferiscono una certa “rugosità” alla superficie dell’acqua permettendogli quindi di avere presa per poter generare le onde vere e proprie.
L’altezza dipende principalmente da tre parametri: l’intensità e la durata nel tempo del vento e il fetch, ovvero il tratto di mare su cui soffia un determinato vento di direzione e intensità costante in grado di generare un moto ondoso.
Il mare cresce proporzionalmente a questi fattori, per questo motivo in oceano troveremo onde molto alte, perché è presente un ampio tratto di mare su cui il vento può compiere la sua azione.
onde 4Può essere quindi che questa “fabbrica” sia lontana dal punto in cui ci troviamo, in questo caso si parlerà di mare morto e, al contrario del mare vivo, noteremo una maggiore lunghezza (distanza tra cresta e cavo) e quindi maggiore energia.
La lunghezza, spesso trascurata dal diportista, è invece un parametro che deve interessare quanto l’altezza poiché solo con l’accoppiata di queste informazioni possiamo avere un’idea valida di quello che troveremo una volta in navigazione.
Ma cos’è un’onda? Molti pensano che sia uno spostamento d’acqua, niente di più sbagliato!
Se così fosse le coste sarebbero continuamente invase dal mare (come nel caso degli tsunami).

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In realtà esse non sono altro che uno spostamento di energia proprio come i movimenti sinusoidali di una corda tenuta alle due estremità e fatta oscillare. Le particelle d’acqua compiono delle orbite circolari il cui raggio decresce man mano che aumenta la profondità fino a scomparire.
Ciò è vero finché la profondità è superiore a metà della lunghezza (L), si parla cioè di onde di mare aperto ed esse non subiscono in alcun modo l’influenza del fondale.
Quando invece la profondità raggiunge L/2 il moto circolare delle particelle più in profondità risente del fondale che modifica la traiettoria anche delle orbite sovrastanti.
In termini generali a questo punto aumenta l’altezza (H) e diminuiscono lunghezza e velocità.
Quando il rapporto altezza lunghezza supera un settimo o circa 120° l’onda frange.
Da ciò si evince che bisogna trovarsi in prossimità della costa per vedere un frangente, ciò però non è vero. La forza del vento sospinge la parte alta delle creste e provoca frangenza in mare aperto, inoltre onde eccezionalmente alte (dette volgarmente anomale) all’interno di un dato treno di onde avente una certa lunghezza costante possono rompersi poiché superano il rapporto di ripidità critico.
Allo stesso tempo una corrente (spostamento di una massa d’acqua) di direzione opposta al moto ondoso ne provoca un innalzamento e diminuzione della lunghezza, questo può causare frangenza.
Per contro una corrente che va nella stessa direzione aumenta L e diminuisce H.
Questi aspetti sono da tenere in forte considerazione durante la navigazione perché quelle che possono essere le condizioni previste cambiano notevolmente in presenza di tali fattori.
Troveremo condizioni diverse per la navigazione se vi è mare morto (in assenza di vento, elevata L) o mare vivo (in presenza di vento nella stessa direzione di propagazione dell’onda, L bassa in rapporto a H), a parità di altezza dell’onda.
Un altro aspetto importante da tenere in considerazione quando si pianifica una navigazione meteorologica è il dato che ci viene fornito in termini di altezza (H).
Solitamente i bollettini e i modelli la esprimono in termini di altezza significativa (Hs) che corrisponde all’altezza media del terzo delle onde di altezza più elevata tra quelle osservate in un dato periodo.
E’ possibile perciò trovare onde più alte e più basse di quelle previste; la statistica dice infatti che ogni 100.000.000 di creste una sia tre volte più alta di quella significativa. Se il meteo ci da 2 metri d’onda teniamo in considerazione che è possibile, con una certa probabilità, incontrare almeno un’onda di 4 metri e raro ma non impossibile trovarne una di 6 metri!
Allo stesso tempo è fondamentale fare una distinzione tra i vari tipi di imbarcazioni.
Scafi dislocanti, solitamente più marini, risentono meno delle condizioni avverse e riescono ad affrontare onde e vento con più sicurezza poiché lo scafo è costruito in maniera tale da assicurare maggiore stabilità. Per contro gli scafi plananti, seppur spesso in grado di “fuggire” il cattivo tempo grazie alla loro elevata velocità, subiscono molto, per esempio, l’onda al traverso o di prua e la navigazione in tali casi è compromessa in termini di confort e sicurezza.
L’esposizione di una baia o un porto in relazione a quelle che sono le condizioni meteo marine è di fondamentale importanza. Se devo effettuare un atterraggio, per esempio a Livorno (esposto al SW) e sarà presente un forte grecale con previsioni di burrasca avrò molti meno problemi rispetto alla situaizione analoga ma ruotata a libeccio.
Di grande interesse nella nautica è l’effetto che ha la costa sulle onde.
Come citato in precedenza il fondale, in funzione della sua profondità, modifica il moto circolare delle particelle d’acqua, trasformandolo da orbite circolari a ellissi inclinate, con conseguenze su L, H e C. Ciò è valido da un punto di vista quantitativo, ma è possibile fare alcune considerazioni molto utili di tipo qualitativo.
Una spiaggia con pendio dolce farà si che l’energia si disperda gradualmente, mentre una costa a picco “rimbalza” la onde verso il largo disperdendo poca energia per via di un fenomeno chiamato riflessione.
In tal caso sarà molto conveniente optare per una rotta al largo, evitando i suddetti fenomeni di turbolenza.
La diffrazione invece è il fenomeno a causa del quale vi è risacca nei porti. I treni “seguono” gli ostacoli modificando la loro traiettoria. Secondo il principio della rifrazione, analogamente, le creste seguono la batimetria del fondale, tendendo quindi a concentrarsi nei capi e disperdersi nella baie.
Alcuni porti subiscono molto questi fenomeni e l’ingresso può diventare difficoltoso.
Nel porto di Chiavari, per esempio, se l’onda è di libeccio, ha luogo un fenomeno di diffrazione e l’onda si dispone, sebbene con minore energia, nella stessa direzione dell’imboccatura.
Per lo stesso motivo Portofino, ridosso naturale protetto da SW, ne risente comunque l’effetto e subisce una notevole risacca in condizioni di mare mosso.
Nei porti dell’Adriatico è spesso pericolosa l’entrata in porto con mare mosso per via dei bassi fondali che generano frangenti nella zona d’ingresso, per cui le stesse condizioni meteo marine possono essere difficili in una zona e maneggevoli in un’altra con caratteristiche geografiche diverse.
Tener conto di questi fenomeni, conoscerli e saperli sfruttare può migliorare il confort e soprattutto la sicurezza della nostra navigazione.

Luca Tixi per NAVIMETEO

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