Παράκτια Ωκεανογραφία

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Διάλεξη 9 η : Παράκτια κυματογενή ρεύματα Θεοφάνης Β. Καραμπάς

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Κίνηση θάλασσας (θαλάσσιο ρεύμα) Αλατότητα Πυκνότητα 4

5 ΠΑΡΑΚΤΙΑ ΡΕΥΜΑΤΑ Ρεύμα παράλληλο στην ακτή (longshore current) Παράκτιο ρεύμα παράλληλο στην ακτή (longshore current) μέσα στη ζώνη θραύσης από λοξά θραυόμενους κυματισμούς. Η εγκάρσια προς την ακτή ορμή του κυματισμού απορροφάται από την θραύση ενώ η περίσσεια ορμής παράλληλα προς την ακτή διαμορφώνει το παράκτιο ρεύμα Ρεύμα παράλληλο στην ακτή (longshore current) ww/comet/marine/sww/print.htm 5

6 V * 5tan( ) 16 C f b gd sina cosa b b b Παραδοχή: ομογενής ακτή σταθερής βυθομετρίας (ισοβαθείς παράλληλες στην ακτογραμμή) και εφαρμόζεται η γραμμική θεωρία των κυματισμών: * tan( ) tan( ) 1 (3 /8) 2 b H / d b b b

7 ΠΑΡΑΚΤΙΑ ΡΕΥΜΑΤΑ Ρεύμα παράλληλο στην ακτή (longshore current) Παράκτιο ρεύμα παράλληλο στην ακτή (longshore current) μέσα στη ζώνη θραύσης από λοξά θραυόμενους κυματισμούς. Η εγκάρσια προς την ακτή ορμή του κυματισμού απορροφάται από την θραύση ενώ η περίσσεια ορμής παράλληλα προς την ακτή διαμορφώνει το παράκτιο ρεύμα Μέση τιμή ταχύτητας ρεύματος: V 20.7 m gh sin 2 b b Ρεύμα παράλληλο στην ακτή (longshore current) 7

8 Αριθμητικό παράδειγμα 8

9 ΘΡΑΥΣΗ ΤΩΝ ΚΥΜΑΤΙΣΜΩΝ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΚΤΙΑ ΖΩΝΗ Παράδειγμα (2) ΒΡΕΙΤΕ: Το ύψος θραύσης και το βάθος θραύσης των κυμάτων σε παραλία που έχει κλίση πυθμένα 1/100, όταν το ύψος των κυμάτων στα βαθιά νερά είναι H o = 2.5 m, η περίοδός τους Τ = 10 sec, και η γωνία διάδοσης φ ο = 60 ο. 1. Προεκτίμηση του βάθους θραύσης d b (1). Από σχέση d b =Η ο /0.78. Άρα d b (1) = 3.21m 2. Υπολογισμός του συντελεστή διάθλασης K r στο βάθος αυτό. 2 L gt A φa = arcsin sinφ όπου 0 Lo L0 2 k r cosφ cosφ Υπολογίζονται τελικά: 0 Α L m, L 54.80m, φ o A o A=17.7, Kr και και L gt 2 2 tanh(kd) Ho m

10 3. Από το διάγραμμα (ΣΧ. 3.16) με βάση την τιμή του H o /gt 2 υπολογισμός του H b /H o υπολογισμός του H b Ho 2 gt m 0.01 Hb 2 gt m 0.01 H b b H o d 1.4 H 2.53m 4. Από το διάγραμμα (ΣΧ. 3.17) με βάση την τιμή του H b /gt 2 υπολογισμός του d b /H b υπολογισμός d b (2) b (2) b H b 1.2 d 3.04m 5. Παρατηρούμε ότι d b (2) =3.04m και d b (1) =3.21m. Διαφορά 5%. Αποδεκτή. Ωστόσο αν κάνουμε ξανά τη διαδικασία με νέο d b (1) = 3.04m Υπολογίζονται τελικά: φ o LA 53.50m, A =17.26, Kr 0.724, H 1.81m, H 2.53m,d 3.04m o b b Μπορούμε να υπολογίσουμε την παράμετρο θραύσης ξ tan ξ= 0.08 H L o o Θραύση μορφής υπερχείλισης

11

12 Εξαγωγή εξισώσεων για μαθηματικά μοντέλα Κίνηση ρεύματος Κίνηση κυματισμού 12

13 u u u u 1 p +u +v +w = t x y z x v v v v 1 p +u +v +w = t x y z y w w w w 1 p +u +v +w = g t x y z z 13

14 d u= u c + u w + u v= v c + v w + v w= w c + w w +w <u w >=<v w >=<w w >0 u v w 0 14

15 Εξίσωση συνέχειας u c vc w c + + =0 x y z u w vw w w x y z u v w x y z U(d+ ) V(d+ ) t x y 0 15

16 16

17 Εξισώσεις ορμής uu uv uw uc uc uc 1 p +u c +v c = t x y x x y z 2 u u v u w w w w w w x y z uv vv vw vc vc vc 1 p +u c +v c = t x y y x y z 2 u v v v w w w w w w x y z Τάσεις Reynolds wwww 1 p = g z z 17

18 Ολοκλήρωση ως προς το βάθος d d z zd uu uv U U U 1 1 +U +V = g dz dz t x y x h x h y uw uw h h 1 2 u wu w w ww w 2 g < > u wvw dz 1 1 h x x h y d d z zd d d vv uv V V V 1 1 +U +V = g dz dz t x y y h y h x vw vw h h 1 2 vwvw w ww w 2 g < > u wvw dz 1 1 h y y h x d d dz dz 18

19 uw uw sx sy z vw vw z bx by z=-d z=-d Τριβή πυθμένα U U U 1 U 1 U +U +V = g νhh νhh t x y x h x x h x y sx bx h h d 1 2 uwuw w ww w 2 g < > uwvw dz 1 1 h x x h y d Τάσεις Reynolds dz V V V 1 V 1 V +U +V = g νhh νhh t x y y h x x h x y sy by h h d 1 2 vwvw w ww w 2 g < > uwvw dz 1 1 h y y h x d Τάσεις ακτινοβολίας dz 19

20 Τάσεις ακτινοβολίας 1 2 S u u w w dz g < > xx w w w w 2 d 1 2 S v v w w dz g < > yy w w w w 2 d S u v dz xy w w d 20

21 Σημείωμα Αναφοράς Copyright, Θεοφάνης Β. Καραμπάς. «. Παράκτια κυματογενή ρεύματα». Έκδοση: 1.0. Θεσσαλονίκη Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 21

22 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά - Παρόμοια Διανομή [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. [1] 22

23 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Τέλος ενότητας Επεξεργασία: <Μαυρίδου Σοφία> Θεσσαλονίκη, <Χειμερινό Εξάμηνο >

24 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Σημειώματα

25 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 25