Oleaje y grupos de olas

Transcripción

1

2

3 Oleaje y grupos de olas Generating force: wind Restoring force: gravity 3<T<30 T 30 (s) Generation and growing: momentum transfer at the air-water interface.

4 Distribución de la Presión Atmosférica FETCH longitud y anchura DURACION de los estados

5 Wind waves and group of waves Fetch Philips (1957)

6 Wind waves and group of waves u(z) Miles (1957) Interfase aire-agua

7 Wind waves and group of waves

8 Wind waves and group of waves Radial Dispersion Sea Angular dispersión Dispersio zone Swell Fetch

9 Time domain H H i H 2 H 3 H N H 1 (t) t T t T 2 T i T N T 3 T 1 t 30 (H,T) Longuet-Higgins H s s,, T z z,, T L Estado de mar 25 T (s) H H Rayleigh, H rms N H H rms H i p( H ) exp 2 N H n 1 rms H rms H (m)

10 H s sea state (t) ( ) Evolución de los estados de oleaje t 2 days time t Oleaje y estado de oleaje H t T

11 Jornada

12 Principles Waves Beach states Bar dynamics Shoaling (K s ) and Refraction (K r ) coefficients Komar, 1998 Principles Waves Beach states Bar dynamics Wave breaking

13 Transformación del oleaje en la plataforma continental Gradientes transversales y longitudinales de la altura de ola

14

15 Rotura del oleaje y partición de la energía I R tan H L S R tan kh C R

16 Grupos de olas k ( x, t) 2 A cos x t cos( kx t) 2 2 Α( x, t) VIII Universitat it t d Estiu d Eivissa i i Formentera 2007

17 Swell

18 Swell

19 Pr inciples Waves Beach states Bar dynamics Ondas largas asociadas a los grupos de olas Masselink and Hughes, 2003 Processes at the beach face Pr inciples Waves Beach states Bar dynamics Playas disipativas e intermedias Huntley and Kim, 1984 Bounded and free long waves

20 Jornada

21 Forcing nearshore hydrodynamics Sea oscillations coastal geomorphology and sediment supply others tides wind waves nearshore transformation sediment dynamics nearbed hydro dynamics surf zone hydro dynamics estuaries and semi-enclosed sea dynamics nearshore morpho dynamics

22 Forzamiento de formas litorales Estrán y zona Dunas de swash Zona de reompientes Barras aereas Cusps Perfil de playa y barras Plataforma continental interior Barras sumergidas Dunes Swash zone Surf zone Inner shelf

23 Procesos multiescala: retro alimentación positiva y negativa Playa de Carchuna 840 m Cabo de Sacratif P1 Planta 650 m P2 850 m P3 475 m P4 P m Punta del Llano P6

24 RESULTADOS EXPERIMENTALES Análisis de las imágenes

25 Procesos multiescala: retro alimentación positiva y negativa Posibles mecanismos de generación de las puntas de Carchuna Refracción del oleaje en los valles fluviales sumergidos Ortega-Sánchez et al. (2004) Ondas de borde atrapadas Ortega-Sánchez et al. (2004) Oscilaciones i de presión debidas a la presencia del acantilado de Jolúcar Quevedo et al. (2007) Inestabilidad de la corriente longitudinal Radiación de ondas largas por el cañón de Jolúcar Ondas de plataforma y ondas de Kelvin Interacción entre diferentes mecanismos

26 Cascadas múltiple y retroalimentación Sea oscillations coastal geomorphology and sediment supply others tides wind waves aquatic ecosystem nearshore transformation sediment dynamics multiple cascades of external and internal interacting forcings nearbed hydro dynamics surf zone hydro dynamics multiple feedback mechanisms feedback mechanisms estuaries and semi-enclosed sea dynamics nearshore morpho dynamics feedback mechanisms lagoons, saltmarshes barriers, deltas, spits inner shelf bars barrier beaches nearshore bars and cliffs coastal zone morpho dynamics

27 Ecosistemas y Procesos Litorales Seminario III: El litoral español y sus ecosistemas Procesos y evolución de costas: escalas Las formas litorales l Morfodinámica de playas Evolución de la línea de costa Discusión

28 Respuestas a diversas escalas espacio-temporales

29 Principles Waves Beach states Bar dynamics Procesos, evolución y escalas espacio temporales Rizaduras Barras Perfil de playa Forma en planta Time-scale relationship (selection) Morfodinámica Evolución de costas Space Principles Waves Beach states Bar dynamics Time Time-scale relationship (selection)

30 Unidad fisiográfica Balance neto de sedimentos Volumen de control Agentes movilizadores y transportadores Entradas y salidas de sedimentos Balance según las escalas de los agentes

31 Jornada Morfodinámica Topics Beach and nearshore morphodynamics Principles of morphodynamics Procesos gobernados por el oleaje y su rotura Wave driven processes Beach states and morphologies Bar dynamics Estado morfodinámico: formas rotura de ola corrientes Principles Waves Beach states Bar dynamics Natural System: Geomorphology

32 Corrientes litorales: costas de arena e indefinidas (1) Zona de rompientes saturada y olasrompiendo con oblicuidad Promedio en el periodo ola Valores de de estado (2) Variación del nivel medio en la zona de rompientes

33 Corrientes longitudinales

34 Playas elípticas y corrientes de retorno

35 Fondo plano y zona de rompiente en pendiente m/s h = 1 (m)

36 h = 1 (m)

37 h = 1 (m) Bay with shoals Plane bay

38 Complejidad Sequence of random events long term, secular, millenary,... Sea oscillations coastal geomorphology and sediment supply others tides wind waves aquatic ecosystem nearshore transformation sediment dynamics multiple cascades of external and internal interacting forcings nearbed hydro dynamics surf zone hydro dynamics multiple feedback mechanisms feedback mechanisms estuaries and semi-enclosed sea dynamics nearshore morpho dynamics feedback mechanisms lagoons, saltmarshes barriers, deltas, spits inner shelf bars barrier beaches nearshore bars and cliffs coastal zone morpho dynamics

39 Clasificación morfodinámica Clasificación morfodinámica de playas de arena: seis estados modales

40 Principles Waves Beach states Bar dynamics Clasificación morfodinámica de playas de arena: seis estados modales Beach classification & Energy levels Wright & Short, 1984 Tránsito entre ellos en función de la energía del oleaje Principles Waves Beach states Bar dynamics ARGUS video imaging Gold Coast Queensland, Australia Nov&Dec-2005

41 Principles Waves Beach states Bar dynamics Formas rítmicas en el fondo y en el estrán Bars and rip channels Beach cusps Wave ripples Principles Waves Beach states Bar dynamics Barras oblicuas Nearshore bars

42 Principles Waves Beach states Bar dynamics Playas con barras Morphology of a barred beach Principles Waves Beach states Bar dynamics Morphology of a barred beach 15

43 Nearshore bar dynamics Principles Waves Beach states Bar dynam ics Evolución con la marea Main processes: undertow and wave asymmetry I nitiation near low- water line Net seaward migration Flattening on offshore position Period of one cycle: Total life span & return period: years Intertidal bar dynamics Principles Waves Beach states Bar dynam ics

44 Principles Waves Beach states Bar dynam ics Dinámica del sistema de barras 16/3/99 18/3/99 19/3/99 20/3/99 Egmond Beach Intertidal bar dynamics Principles Waves Beach states Bar dynam ics Egmond Beach

45 Nearshore bar dynamics Principles Waves Beach states Bar dynam ics Influencia de la desembocadura Aagaard et al., 2004 Nearshore bar dynamics Principles Waves Beach states Bar dynam ics Egmond beach, NL

46 Multiple cascades and feedbacks Sea oscillations coastal geomorphology and sediment supply others tides wind waves aquatic ecosystem nearshore transformation sediment dynamics multiple cascades of external and internal interacting forcings nearbed hydro dynamics surf zone hydro dynamics multiple feedback mechanisms feedback mechanisms estuaries and semi-enclosed sea dynamics nearshore morpho dynamics feedback mechanisms lagoons, saltmarshes barriers, deltas, spits inner shelf bars barrier beaches nearshore bars and cliffs coastal zone morpho dynamics

47 Assesment of uncertainty in long term shoreline evolution

48 MORPHOLOGICAL EVOLUTION OF COASTLINE H s n 1 temporales H s,máx H s,máx H s,máx H s,máx H s Año 1 D D D D n 2 n 2 temporales H s,máx H s,máx H s,máx H s,máx Año 2 D D D D H s 1 2 n V n V temporales H s,máx H s,máx H s,máx Año V D D D

49 Evolución del estado morfodinámico con la secuencia de ciclos de calma y borrascas Histéresis?

50 Título Subtítulo Párrafo

51

52

53 Jornada

54

55 Jornada Título Subtítulo Párrafo

58 La respuesta de la costa a la variación climática no es instantánea Forzamiento Respuesta Ajuste morfológico Cambio de Variación del nivel del mar T f, Escala temporal del forzamiento T s, Tiempo de relajación posición de la linea de costa

59 Regla de Bruun Un modelo simple de tipo relajación dr 1 dt T s R f() t R() t R Rt Elevated water level Equilibrium Response

60 Cambio climático y variación del nivel del mar La evolución de la costa years evel (m m) Relativ ve sea-l Roman empire Arab invasion Medieval 100 years optimum Cartaginians Little ice age time (years)

61 Un modelo simple de tipo-relajación La evolución de la costa RSL (m) 8 R(t)/R T s =10 yrs R(t)/R R(t)/R T s =100 yrs T s =500 yrs R(t)/R 8 Ts=1000 yrs ~200 yrs time (years)

62 Acantilados blandos La evolución de la costa

63 Acantilados de dureza media La evolución de la costa

64 Acantilados duros La evolución de la costa

65 Respuesta a la variación del nivel del mar La evolución de la costa Tiempo de relajación, T s Escala del forzamiento, T s Variaciones en las condiciones Playas de arena Estaciones/Años energéticas (estacional/anual) l) Acantilados blandos Décadas Variaciones en las condiciones energéticas (estacional/anual) Acantilados de dureza media Siglos Variación del nivel del mar Acantilados duros Milenios Variación del nivel del mar

66 Si el nivel del mar desciende, Regla de Bruun inversa. Costa plana de material suelto 1. Erosión del perfil sumergido 2. Acumulación en la zona emergida creando barreras litorales. Estuarios 1. Avance de la sedimentación en el estuario, 2. Desarrollo de un cordón o barrera 3. Colmatación de las marismas y tierras detrás del cordón Y si hay sedimento suficiente desarrollo de flechas y playas barrera

67 Lagunas y cordones litorales

68 En la evolución del clima se observan componentes de 1100, 90 y 13 años aproximadamente. La evolución del nivel del mar debe tenerse en cuenta en la gestión integral de la costa (ICZM): (1) La posición de la costa no sólo depende del forzamiento presente sino también de forzamientos pasados. (2) Las variaciones a largo plazo dan la tendencia general, mientras que las de medio y corto plazo proporcionan las oscilaciones. (3) El conocimiento de las escalas de los forzamientos, T f, y del tiempo de relajación, T s, es imprescindible para la determinación de la evolución de la costa y la determinación del DPMT

69 Unidad fisiográfica Balance neto de sedimentos Volumen de control Agentes movilizadores y transportadores Entradas y salidas de sedimentos Balance según las escalas de los agentes

70 Deltas y estuarios Lagunas y cordones litorales Acantilados Playas de arena (1) Evolucionan con la secuencia anual de los ciclos de calmas y borrascas (2) Respondiendo a los ciclos plurianuales (11 13 años) (3) Respondiendo d a la variabilidad d dl del nivel ldl del mar (1100 años) (4) Adaptándose al cambio climático tras la última glaciación (10000 años)

71 Multiple cascades and feedbacks Sea oscillations coastal geomorphology and sediment supply others tides wind waves aquatic ecosystem nearshore transformation sediment dynamics multiple cascades of external and internal interacting forcings nearbed hydro dynamics surf zone hydro dynamics multiple feedback mechanisms feedback mechanisms estuaries and semi-enclosed sea dynamics nearshore morpho dynamics feedback mechanisms lagoons, saltmarshes barriers, deltas, spits inner shelf bars barrier beaches nearshore bars and cliffs coastal zone morpho dynamics

72