Onda marinha
De Dicionário Livre de Geociências
Ondas marinhas são ondas de superfície provocadas pelas forças de pressão e fricção do vento sobre a superfície d'água. Nesta ação o vento transfere parte de sua energia para a água, fazendo que suas partículas adquiram um movimento orbital, que é uma combinação de movimento de ondas longitudinais (para a frente e para trás) e transversais (para cima e para baixo). Uma onda marinha não é pois simplesmente uma onda transversal, mas uma combinação de ondas transversais com ondas longitudinais.
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Ondas marinhas
A=Movimento orbital em águas profundas
B=Em águas rasas o movimento circular torna-se elíptico
1= Direção de propagação da onda.
2= Crista da onda
3= Vale da onda
Um corpo flutuando na água do mar move-se um pouco para a frente na crista de cada onda e depois um pouco para trás quando o vale entre as ondas passa. Ou seja, a frente de onda vai-se aproximando da praia mas cada porção de água só se move um pouco para a frente e para trás. As moléculas de água e os corpos em suspensão movem no interior da água em órbitas aproximadamente circulares. As órbitas têm o seu maior raio na superfície. À medida que a profundidade aumenta estes raios vão ficando cada vez menores, até que deixam de existir a uma profundidade aproximadamente igual à metade da distância entre as cristas das ondas (esta distância é conheciada como λ= Comprimento de onda, ver figura abaixo).
Quando o fundo do mar é mais raso do que a metade do comprimento de onda, os movimentos orbitais dos níveis mais profundos começam a ser restringidos porque a água já não se pode mover verticalmente; apenas se pode mover para a frente e para trás, na horizontal. Isto provoca uma perda de energia em profundidade e as óbitas passam a de circulares a elípticas. À superfície, as órbitas podem ainda ser circulares.
Esta perda de energia e de distorção das órbitas faz com que a parte inferior da onda perca velocidade e seja retardada, diminuindo seu comprimento e provocando uma desestabilização da onda, na medida que sua parte superior mantém uma velocidade maior do que sua base. Como resultado, a água que chega acumula-se e faz com que a crista da onda cresça e se torne mais angulosa.
A inclinação da onda (a razão entre a sua altura e o comprimento de onda) aumenta até que, ao chegar a um valor de cerca de 1/7, a água já não se consegue suportar a si própria e a onda se arrrebenta, transformando-se numa corrente d'água em direção à proaia.
A profundidade do mar quando ocorre a arrebentação é cerca de 1,3 vezes a altura da onda (a distância vertical entre um vale e a crista que se lhe segue).
A distância à costa em que este fenómeno ocorre depende da inclinação do fundo. Se o fundo da costa for muito inclinado, muitas ondas pequenas rebentarão na costa. Se o fundo é mais suavemente inclinado, as ondas rebentarão mais longe. Por isso, o local da arrebentação é um bom indício sobre profundidade do mar no local.
Zona de surfe
Toda a região entre a zona de arrebentação e a praia e conhecida como zona de surfe, pois é aí ocorre o fenômeno de arrasto, isto é, forma-se uma corrente de água em direção à praia, capaz de transportar matéria. É este fenômeno que permite a um surfista usar a onda para se locomover, pois antes da arrebentação um surfista sobre sua prancha realiza somente um movimento de sobe e desce indo um pouco para frente e um pouco para trás, da mesma forma que todas as moléculas de água.
Elementos descritivos de uma onda transversal
Na figura ao lado temos os componentes de uma onda transversal:
*2=Distância percorrida pela frente de onda
*3=Deslocamento das moléuculas de água
λ= Comprimento de onda
γ= Amplitude da onda
Periodo da onda'=É o tempo que duas cristas ou vales sucessivos passam por um ponto fixo.
Velocidade da onda=Velocidade com a qual a crista ou o vale de uma onda avançam sobre a superfície do mar. A velocidade é proporcionan ao comprimento de onda
Altura da onda=Distãncia entre a crista e o vale da onda. É igual ao dobro de sua amplitude.
Agudez da onda=É a relação entre a altura de uma onda e seu comprimento.
As ondas e as tempestades
O intervalo entre ondas numa costa (o seu período) pode ser muito variável. Se observarmos com atenção veremos que em cada dia ou em cada parte de um dia existe uma certa regularidade no intervalo entre as ondas. Só que essa regularidade é complexa; como por exemplo uma série de ondas pequenas com um período curto alternando com ondas maiores com períodos mais longos. Essa regularidade dá-nos uma idéia, ainda que aprximada, das muitas tempestades perto e longe que as geraram. As várias ondas de diferentes alturas e períodos que arrebentam numa costa são fundamentalmente o resultado da interferência das ondas provocadas por diferentes tempestades a diferentes distâncias.
Durante tempestades, em águas mais profundas, a força do vento vai formando ondas pequenas que aos poucos vão crescendo. O tamanho das ondas depende da força do vento, do tempo que o vento sopra numa só direcção e da área de mar aberto em que o vento sopra sobre a água. Mas, segundo os marinheiros, a altura das ondas não deverá ser nunca muito maior do que cerca de 1/10 da velocidade do vento em km/h. Ou seja, um furacão com ventos de 120 km/h pode produzir ondas de cerca de 12 metros de altura. Ondas de 13,5 metros de altura são bastante comuns em tempestades mas já foram observadas ondas de 33 metros.
Quando as ondas se afastam da zona de tempestade vão-se tornando mais regulares e de menor altura e são chamadas ondas de superfície (ondas que viajam em águas mais profundas do que metade do comprimento de onda). Podem viajar centenas de quilómetros e mesmo atravessar todo um oceano.
A velocidade de uma onda é calculada divindo-se seu comprimento pelo seu período. Assim uma onda com 153 metros de comprimento e um período de 10 segundos terá uma velocidade de 15,3 m/s ou 55,09 km/h.
As várias tempestades que ocorrem num oceano vão produzir ondas de diferentes alturas e períodos que interferem umas com as outras, como as ondas que se formam quando atiramos várias pedras para a superfície de um lago, até acabarem por se aproximar de uma costa.
Quando uma onda de superfície se aproxima da costa e encontra águas menos profundas do que metade do seu comprimento de onda, só o seu período continua o mesmo. A sua velocidade e comprimento diminuem e a altura aumenta. Para uma onda de superfície com 10 segundos de período isso começará a acontecer quando a profundidade das águas for cerca de 76 metros (153/2).
Refração das ondas
Olhando-se um oceano de cima pode-se constatar que as cristas de onda que se aproximam dela, são aproximadamente paralela à costa. Constata-se então que, seja lá de que direção as ondas venham, elas acabam por se ir encurvando ao chegar mais perto da costa de modo a chegarem à praia numa direcção quase perpendicular a ela.
O que se passa é que, quando uma onda se aproxima obliquamente à costa, as partes mais próximas da costa encontram o fundo mais cedo e a velocidade de propagação desta parte da onda diminui. Deste modo e de uma forma contínua a frente de onda vai sendo encurvada: um fenómeno a que se chama refração das ondas, por ser similar ao que se passa com os raios de luz na refração ótica. E é isto que faz com que as ondas acabem por chegar à praia numa direção quase perpendicular a ela e se arrebentem de um modo quase paralelo à costa.
Ondas provocadas pelos ventos das tempestades de alto mar podem ser extremamente destrutivas. Chegam por vezes a conseguir levantar estruturas de mais de 2000 toneladas. Mas as ondas mais destrutivas são as tsunami, que são ondas originadas de maremotos.
