Στάσιμα κύματα είναι αδρανή κύματα σε κλειστά ή μερικώς κλειστά σώματα νερού. Πρόκειται για κύματα που δεν φαίνονται και στα οποία το νερό κινείται πάνω -κάτω. Στην διεθνή βιβλιογραφία αναφέρονται ως Seiches ή Seiche και τα οποία σχετίζονται με φαινόμενα που έχουν παρατηρηθεί σε λίμνες, ταμιευτήρες, πισίνες, παραλίες, λιμάνια και θάλασσες. Βασική απαίτηση για τον σχηματισμό ενός Seiche είναι το σώμα του νερού να είναι τουλάχιστον εν μέρει οριοθετημένο.Στα στάσιμα κύματα η μετατόπιση των σωματιδίων μέσα σε ένα μήκος κύματος είναι διαφορετική σε μέγεθος.
Ο όρος χρησιμοποιήθηκε από τον Ελβετό υδρολόγο François-Alphonse Forel το 1890, ο οποίος ήταν ο πρώτος που έκανε επιστημονικές παρατηρήσεις για τις επιπτώσεις στην λίμνη της Γενεύης[Ελβετία].Η λέξη εδώ και πολύ καιρό χρησιμοποιείται στην περιοχή για να περιγράψει ταλαντώσεις σε αλπικές λίμνες.
Τα Seiches συχνά δεν γίνονται αντιληπτά με γυμνό μάτι, και παρατηρητές σε σκάφη δεν μπορούν να παρατηρήσουν στην επιφάνεια ότι ένα Seiche συμβαίνει λόγω των εξαιρετικά μεγάλων μηκών κύματος. Το αποτέλεσμα προκαλείται από συντονισμούς σε ένα σώμα του νερού που έχει διαταραχθεί από ένα ή περισσότερους παράγοντες, τις περισσότερες φορές μετεωρολογικές επιδράσεις (αιολικές και ατμοσφαιρικές διακυμάνσεις πίεσης),σεισμική δραστηριότητα ή με τσουνάμι .
Η βαρύτητα επιδιώκει πάντα να επαναφέρει την οριζόντια επιφάνεια ενός σώματος υγρού , καθώς αυτό αντιπροσωπεύει την διαμόρφωση στην οποία το νερό είναι σε υδροστατική ισορροπία. Κατακόρυφες αρμονικές κινήσεις, παράγουν μια ώθηση που ταξιδεύει κατά το μήκος μιας λεκάνης με ταχύτητα η οποία εξαρτάται από το βάθος του νερού. Η ώθηση ανακλάται πίσω από το άκρο της λεκάνης, δημιουργώντας παρεμβολές. Επαναλαμβανόμενες αντανακλάσεις παράγουν στάσιμα κύματα με έναν ή περισσότερους κόμβους ή σημεία, χωρίς καμία κάθετη κίνηση. Η συχνότητα της ταλάντωσης προσδιορίζεται από το μέγεθος της λεκάνης, το βάθος ,το περίγραμμα της και τη θερμοκρασία του νερού.
Τα Seiches έχουν παρατηρηθεί σε λίμνες και θάλασσες. Βασική απαίτηση είναι το σώμα του νερού να περιορίζεται μερικώς για να επιτραπεί ο σχηματισμός των στάσιμων κυμάτων. Δεν έχουν κάποια ιδιαίτερη γεωμετρία.
Μικρά seiches παρουσιάζονται σχεδόν πάντα στις μεγαλύτερες λίμνες. Παρατηρείται συχνά στις Μεγάλες Λίμνες της Βόρειας Αμερικής. Λιμάνια, όρμοι, και εκβολές ποταμών είναι συχνά επιρρεπείς σε μικρά seiches με εύρη από λίγα εκατοστά και περιόδους λίγων λεπτών. Μπορεί επίσης να παρουσιαστούν σε ημίκλειστες θάλασσες. Η Βόρεια Θάλασσα παρουσιάζει συχνά τέτοια φαινόμενα με μια περίοδο περίπου 36 ωρών.
Η λίμνη Lake Erie είναι ιδιαίτερα επιρρεπής για την δημιουργία seiches έως 5 μέτρων στις άκρες της λίμνης. Το αποτέλεσμα είναι παρόμοιο με ένα κύμα καταιγίδας , που προκαλείται από τους τυφώνες κατά μήκος των ακτών των ωκεανών, αλλά το Seiche μπορεί να προκαλέσει ταλάντωση εμπρός και πίσω σε όλη τη λίμνη για κάποιο χρονικό διάστημα. Το 1954, ο τυφώνας Hazel είχε συσσωρεύσει νερό κατά μήκος της βορειοδυτικής ακτής της Λίμνης Οντάριο , κοντά στο Τορόντο ,προκαλώντας εκτεταμένες πλημμύρες, ενώ έδωσε ένα κύμα Seiche που στη συνέχεια δημιούργησε πλημμύρες κατά μήκος της νότιας ακτής.
Στις λίμνες μπορεί να συμβούν πολύ γρήγορα: στις 13 Ιουλίου 1995, ένα μεγάλο Seiche στην Lake Superior προκάλεσε την στάθμη του νερού να πέσει και στη συνέχεια να αυξηθεί και πάλι κατά ένα μέτρο, μέσα σε 15 λεπτά, αφήνοντας μερικές βάρκες να κρέμονται στις αποβάθρες , όταν το νερό υποχώρησε. Στη λίμνη Μίτσιγκαν, 8 ψαράδες παρασύρθηκαν και πνίγηκαν όταν ένα Seiche 3 μέτρων χτύπησε την προκυμαία στις 26 Ιουνίου 1954.
Λίμνες σε σεισμικά ενεργές περιοχές, όπως Lake Tahoe στην Καλιφόρνια / Νεβάδα, παρουσιάζουν σημαντικό κίνδυνο από τα seiches. Γεωλογικά στοιχεία δείχνουν ότι οι όχθες της λίμνης Tahoe μπορεί να έχουν πληγεί από seiches και τσουνάμι όσο 10 μέτρα ψηλά σε προϊστορικούς χρόνους, και οι ντόπιοι ερευνητές τα έχουν ενσωματώσει στα σχέδια έκτακτης ανάγκης για την περιοχή.
Αρκετές φορές οι σεισμοί δημιουργούν seiches που μπορεί να παρατηρηθούν χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά από το επίκεντρο του σεισμού. Οι πισίνες είναι ιδιαίτερα επιρρεπείς σε seiches που προκαλούνται από σεισμούς, καθώς οι δονήσεις του εδάφους συχνά συντονίζονται με τις συχνότητες των μικρών σωμάτων νερού. Το 1994 ο σεισμός Northridge προκάλεσε υπερχείλιση σε πισίνες ,σε όλη την νότια Καλιφόρνια.
O Μεγάλος Σεισμός που έπληξε την Αλάσκα το 1964 προκάλεσε seiches σε πισίνες που βρίσκονταν στο Πουέρτο Ρίκο . Ο σεισμός που έπληξε την Λισαβόνα, Πορτογαλία το 1755 προκάλεσε seiches 3.000 χλμ. μακριά στο Loch Lomond, Loch Long, Loch Katrine και Λοχ Νες στη Σκοτία και σε κανάλια στη Σουηδία.
Το 2004 ο σεισμός του Ινδικού Ωκεανού προκάλεσε seiches σε στάσιμα σώματα νερού σε πολλές πολιτείες της Ινδίας, καθώς και στο Μπαγκλαντές,το Νεπάλ και τη βόρεια Ταϊλάνδη .
Την 27η Φεβρουαρίου, 2010 ο σεισμός στη Χιλή προκάλεσε Seiche στην λίμνη Pontchartrain , της Λουιζιάνα με ύψος περίπου 0,5 μέτρα. Seiches μέχρι τουλάχιστον 1,8 μέτρα παρατηρήθηκαν στα φιόρδ Sognefjorden, της Νορβηγίας κατά τη διάρκεια του σεισμού της Ιαπωνίας του Tοhoku , το 2011.
Τα στάσιμα κύματα τύπου Seiches έχουν παρατηρηθεί σε θάλασσες, όπως την Αδριατική και τη Βαλτική Θάλασσα, με αποτέλεσμα να παρουσιαστούν πλημμύρες στην Βενετία και την Αγία Πετρούπολη αντίστοιχα. Έχουν παρατηρηθεί σε ελώδεις περιοχές στις εκβολές του ποταμού Νέβα που προκαλείται από πλημμύρες , ιδίως το φθινόπωρο. Παρατηρούνται σε περιοχές χαμηλής πίεσης στον Βόρειο Ατλαντικό όπου η χαμηλή πίεση του κυκλώνα αντλεί μεγαλύτερες ποσότητες ύδατος από τις κανονικές .Όπως, ο κυκλώνας συνεχίζει στην ενδοχώρα, χαμηλής συχνότητας κύματα Seiche με μήκη κύματος έως και αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα παρουσιάζονται στη Βαλτική. Παρόμοια φαινόμενα παρατηρήθηκαν στη Βενετία, στο έργο Mose , ένα σύστημα από 79 κινητά φράγματα που έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει τις 3 εισόδους στην λιμνοθάλασσα της Βενετίας .
Τα Seiches μπορεί επίσης να προκληθούν από τσουνάμι , όταν μία σειρά από κύματα παράγεται σε ένα σώμα ύδατος από μια παλλόμενη ή απότομη διαταραχή που μετατοπίζει κάθετα την στήλη του νερού. Σε μερικές περιπτώσεις, μπορεί να προκαλέσει τσουνάμι /seiches ως αποτέλεσμα των τοπικών γεωγραφικών ιδιαιτεροτήτων. Για παράδειγμα, το τσουνάμι που έπληξε τη Χαβάη το 1946 είχε διάστημα 15 λεπτών μεταξύ των κυμάτων. Η φυσική περίοδος συντονισμού του Hilo Bay είναι περίπου 30 λεπτά. Αυτό σήμαινε ότι κάθε δεύτερο κύμα ήταν σε φάση με την κίνηση του Hilo Bay, δημιουργώντας ένα Seiche στον κόλπο. Ως εκ τούτου, το Χίλο υπέστη ζημιά χειρότερη από ότι οποιοδήποτε άλλο μέρος στη Χαβάη, με το τσουνάμι / Seiche φθάνοντας σε ύψος 8 μέτρα κατά μήκος της Bayfront Hilo, σκοτώνοντας 96 άτομα μόνο στην πόλη .
Τα Seiche κύματα μπορεί να συνεχίσουν να υφίστανται για αρκετές ημέρες μετά από ένα τσουνάμι.
Μολονότι το μεγαλύτερο μέρος της βιβλιογραφίας ασχολείται με τα επιφανειακά seiches , τα οποία μπορούν εύκολα να παρατηρηθούν, seiches παρατηρούνται επίσης κάτω από την επιφάνεια μιας λίμνης σε περιορισμένα σώματα νερού που ενεργούν κατά μήκος του θερμοκλινούς δηλαδή ενός λεπτού στρώματος, αλλά διακριτού σε ένα μεγάλο σώμα υγρού (π.χ. ωκεανός ή λίμνη, ή αέρα) στο οποίο η θερμοκρασία αλλάζει πιο γρήγορα με το βάθος .
Γεωδίφης
Πηγή- Βικιπαίδεια
Ο όρος χρησιμοποιήθηκε από τον Ελβετό υδρολόγο François-Alphonse Forel το 1890, ο οποίος ήταν ο πρώτος που έκανε επιστημονικές παρατηρήσεις για τις επιπτώσεις στην λίμνη της Γενεύης[Ελβετία].Η λέξη εδώ και πολύ καιρό χρησιμοποιείται στην περιοχή για να περιγράψει ταλαντώσεις σε αλπικές λίμνες.
Τα Seiches συχνά δεν γίνονται αντιληπτά με γυμνό μάτι, και παρατηρητές σε σκάφη δεν μπορούν να παρατηρήσουν στην επιφάνεια ότι ένα Seiche συμβαίνει λόγω των εξαιρετικά μεγάλων μηκών κύματος. Το αποτέλεσμα προκαλείται από συντονισμούς σε ένα σώμα του νερού που έχει διαταραχθεί από ένα ή περισσότερους παράγοντες, τις περισσότερες φορές μετεωρολογικές επιδράσεις (αιολικές και ατμοσφαιρικές διακυμάνσεις πίεσης),σεισμική δραστηριότητα ή με τσουνάμι .
Η βαρύτητα επιδιώκει πάντα να επαναφέρει την οριζόντια επιφάνεια ενός σώματος υγρού , καθώς αυτό αντιπροσωπεύει την διαμόρφωση στην οποία το νερό είναι σε υδροστατική ισορροπία. Κατακόρυφες αρμονικές κινήσεις, παράγουν μια ώθηση που ταξιδεύει κατά το μήκος μιας λεκάνης με ταχύτητα η οποία εξαρτάται από το βάθος του νερού. Η ώθηση ανακλάται πίσω από το άκρο της λεκάνης, δημιουργώντας παρεμβολές. Επαναλαμβανόμενες αντανακλάσεις παράγουν στάσιμα κύματα με έναν ή περισσότερους κόμβους ή σημεία, χωρίς καμία κάθετη κίνηση. Η συχνότητα της ταλάντωσης προσδιορίζεται από το μέγεθος της λεκάνης, το βάθος ,το περίγραμμα της και τη θερμοκρασία του νερού.
Τα Seiches έχουν παρατηρηθεί σε λίμνες και θάλασσες. Βασική απαίτηση είναι το σώμα του νερού να περιορίζεται μερικώς για να επιτραπεί ο σχηματισμός των στάσιμων κυμάτων. Δεν έχουν κάποια ιδιαίτερη γεωμετρία.
Μικρά seiches παρουσιάζονται σχεδόν πάντα στις μεγαλύτερες λίμνες. Παρατηρείται συχνά στις Μεγάλες Λίμνες της Βόρειας Αμερικής. Λιμάνια, όρμοι, και εκβολές ποταμών είναι συχνά επιρρεπείς σε μικρά seiches με εύρη από λίγα εκατοστά και περιόδους λίγων λεπτών. Μπορεί επίσης να παρουσιαστούν σε ημίκλειστες θάλασσες. Η Βόρεια Θάλασσα παρουσιάζει συχνά τέτοια φαινόμενα με μια περίοδο περίπου 36 ωρών.
Η λίμνη Lake Erie είναι ιδιαίτερα επιρρεπής για την δημιουργία seiches έως 5 μέτρων στις άκρες της λίμνης. Το αποτέλεσμα είναι παρόμοιο με ένα κύμα καταιγίδας , που προκαλείται από τους τυφώνες κατά μήκος των ακτών των ωκεανών, αλλά το Seiche μπορεί να προκαλέσει ταλάντωση εμπρός και πίσω σε όλη τη λίμνη για κάποιο χρονικό διάστημα. Το 1954, ο τυφώνας Hazel είχε συσσωρεύσει νερό κατά μήκος της βορειοδυτικής ακτής της Λίμνης Οντάριο , κοντά στο Τορόντο ,προκαλώντας εκτεταμένες πλημμύρες, ενώ έδωσε ένα κύμα Seiche που στη συνέχεια δημιούργησε πλημμύρες κατά μήκος της νότιας ακτής.
Στις λίμνες μπορεί να συμβούν πολύ γρήγορα: στις 13 Ιουλίου 1995, ένα μεγάλο Seiche στην Lake Superior προκάλεσε την στάθμη του νερού να πέσει και στη συνέχεια να αυξηθεί και πάλι κατά ένα μέτρο, μέσα σε 15 λεπτά, αφήνοντας μερικές βάρκες να κρέμονται στις αποβάθρες , όταν το νερό υποχώρησε. Στη λίμνη Μίτσιγκαν, 8 ψαράδες παρασύρθηκαν και πνίγηκαν όταν ένα Seiche 3 μέτρων χτύπησε την προκυμαία στις 26 Ιουνίου 1954.
Λίμνες σε σεισμικά ενεργές περιοχές, όπως Lake Tahoe στην Καλιφόρνια / Νεβάδα, παρουσιάζουν σημαντικό κίνδυνο από τα seiches. Γεωλογικά στοιχεία δείχνουν ότι οι όχθες της λίμνης Tahoe μπορεί να έχουν πληγεί από seiches και τσουνάμι όσο 10 μέτρα ψηλά σε προϊστορικούς χρόνους, και οι ντόπιοι ερευνητές τα έχουν ενσωματώσει στα σχέδια έκτακτης ανάγκης για την περιοχή.
Αρκετές φορές οι σεισμοί δημιουργούν seiches που μπορεί να παρατηρηθούν χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά από το επίκεντρο του σεισμού. Οι πισίνες είναι ιδιαίτερα επιρρεπείς σε seiches που προκαλούνται από σεισμούς, καθώς οι δονήσεις του εδάφους συχνά συντονίζονται με τις συχνότητες των μικρών σωμάτων νερού. Το 1994 ο σεισμός Northridge προκάλεσε υπερχείλιση σε πισίνες ,σε όλη την νότια Καλιφόρνια.
O Μεγάλος Σεισμός που έπληξε την Αλάσκα το 1964 προκάλεσε seiches σε πισίνες που βρίσκονταν στο Πουέρτο Ρίκο . Ο σεισμός που έπληξε την Λισαβόνα, Πορτογαλία το 1755 προκάλεσε seiches 3.000 χλμ. μακριά στο Loch Lomond, Loch Long, Loch Katrine και Λοχ Νες στη Σκοτία και σε κανάλια στη Σουηδία.
Το 2004 ο σεισμός του Ινδικού Ωκεανού προκάλεσε seiches σε στάσιμα σώματα νερού σε πολλές πολιτείες της Ινδίας, καθώς και στο Μπαγκλαντές,το Νεπάλ και τη βόρεια Ταϊλάνδη .
Την 27η Φεβρουαρίου, 2010 ο σεισμός στη Χιλή προκάλεσε Seiche στην λίμνη Pontchartrain , της Λουιζιάνα με ύψος περίπου 0,5 μέτρα. Seiches μέχρι τουλάχιστον 1,8 μέτρα παρατηρήθηκαν στα φιόρδ Sognefjorden, της Νορβηγίας κατά τη διάρκεια του σεισμού της Ιαπωνίας του Tοhoku , το 2011.
Τα στάσιμα κύματα τύπου Seiches έχουν παρατηρηθεί σε θάλασσες, όπως την Αδριατική και τη Βαλτική Θάλασσα, με αποτέλεσμα να παρουσιαστούν πλημμύρες στην Βενετία και την Αγία Πετρούπολη αντίστοιχα. Έχουν παρατηρηθεί σε ελώδεις περιοχές στις εκβολές του ποταμού Νέβα που προκαλείται από πλημμύρες , ιδίως το φθινόπωρο. Παρατηρούνται σε περιοχές χαμηλής πίεσης στον Βόρειο Ατλαντικό όπου η χαμηλή πίεση του κυκλώνα αντλεί μεγαλύτερες ποσότητες ύδατος από τις κανονικές .Όπως, ο κυκλώνας συνεχίζει στην ενδοχώρα, χαμηλής συχνότητας κύματα Seiche με μήκη κύματος έως και αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα παρουσιάζονται στη Βαλτική. Παρόμοια φαινόμενα παρατηρήθηκαν στη Βενετία, στο έργο Mose , ένα σύστημα από 79 κινητά φράγματα που έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει τις 3 εισόδους στην λιμνοθάλασσα της Βενετίας .
Τα Seiches μπορεί επίσης να προκληθούν από τσουνάμι , όταν μία σειρά από κύματα παράγεται σε ένα σώμα ύδατος από μια παλλόμενη ή απότομη διαταραχή που μετατοπίζει κάθετα την στήλη του νερού. Σε μερικές περιπτώσεις, μπορεί να προκαλέσει τσουνάμι /seiches ως αποτέλεσμα των τοπικών γεωγραφικών ιδιαιτεροτήτων. Για παράδειγμα, το τσουνάμι που έπληξε τη Χαβάη το 1946 είχε διάστημα 15 λεπτών μεταξύ των κυμάτων. Η φυσική περίοδος συντονισμού του Hilo Bay είναι περίπου 30 λεπτά. Αυτό σήμαινε ότι κάθε δεύτερο κύμα ήταν σε φάση με την κίνηση του Hilo Bay, δημιουργώντας ένα Seiche στον κόλπο. Ως εκ τούτου, το Χίλο υπέστη ζημιά χειρότερη από ότι οποιοδήποτε άλλο μέρος στη Χαβάη, με το τσουνάμι / Seiche φθάνοντας σε ύψος 8 μέτρα κατά μήκος της Bayfront Hilo, σκοτώνοντας 96 άτομα μόνο στην πόλη .
Τα Seiche κύματα μπορεί να συνεχίσουν να υφίστανται για αρκετές ημέρες μετά από ένα τσουνάμι.
Μολονότι το μεγαλύτερο μέρος της βιβλιογραφίας ασχολείται με τα επιφανειακά seiches , τα οποία μπορούν εύκολα να παρατηρηθούν, seiches παρατηρούνται επίσης κάτω από την επιφάνεια μιας λίμνης σε περιορισμένα σώματα νερού που ενεργούν κατά μήκος του θερμοκλινούς δηλαδή ενός λεπτού στρώματος, αλλά διακριτού σε ένα μεγάλο σώμα υγρού (π.χ. ωκεανός ή λίμνη, ή αέρα) στο οποίο η θερμοκρασία αλλάζει πιο γρήγορα με το βάθος .
Γεωδίφης
Πηγή- Βικιπαίδεια
RSS Feed
