Oleaje y marea

 ↝ ¿Que es el oleaje? ↜

Desde la antigua Grecia existía ya se hablaba de la interacción entre el mar y la atmósfera, Aristóteles mencionó la importancia del viento para la generación del oleaje.Las olas se pueden definir como ondas provocadas por la propagación de la energía mecánica en la superficie del agua, esta energía puede ser ocasionada por diferentes factores ambientales como viento, perturbaciones meteorológicas, sismos, atracción de cuerpos celeste, estos definirán el tipo de ola.

↝ Características de las olas ↜

Figura1. Caracterización de la ola (forma sinusoidal) 

En la figura 1 se puede ver una ola, en dónde la Amplitud (a) es la altura de la onda dos veces, la altura de la ola (H) es la distancia en la vertical o elevación entre la cresta y el valle de la ola, longitud de la ola (L) es la distancia horizontal entre dos crestas sucesivas, el peralte de la ola (H/L) no se refiere a la pendiente entre la cresta y su valle adyacente. 

↝ Tipos de olas ↜

• Olas estacionarias: Suma de dos olas progresivas con dimensiones iguales que viajan en sentido contrario.
• Olas internas: Ocurren en la interface entre dos capas de agua con diferente densidad.
• Olas superficiales: resultan del movimiento relativo entre dos capas de fluido o por una fuerza externa  (lluvia en superficie, aves pescadoras, terremotos, fuerzas gravitacionales).
• Oleaje local o SEA: Se generan costa afuera, tienen crestas cortas y asimétricas, hay poca relación entre alturas y periodos sucesivos. 
• Oleaje distante o SWELL: Es causado por la dispersión radial y angular, pierde su aspecto turbulento y es más regular, este tipo de oleaje llega a la zona costera y las olas progresan de forma paralela a las líneas batimétricas (refracción). 

↝ Actividad ↜

                ↝ ¿Qué son las mareas? 🌎🌑🌝 ↜

Son ondas largas que se caracterizan por una sobre elevación sobre el nivel del mar (pleamar o marea alta) y una disminución en el nivel del mar ( bajamar o marea baja) . 

Las mareas se generan por fuerzas resultantes del movimiento relativo de la Tierra, la Luna y el Sol, siendo la fuerza de atracción de la Luna la más fuerte por 2.3 que la del sol por estar más cerca.

↝Marea astronómica de equilibrio↜

Es el fundamento teórico que explica la existencia y generación de las ondas de marea del planeta, describe los efectos que experimenta la onda de marea una vez generada y su propagación.

Las fuerzas que la generan son la atracción Tierra-Luna-Sol, al igual que las fuerzas centrífugas que balancean las fuerzas de atracción.

Si solamente consideramos el sistema Tierra-Luna el punto de perfecto equilibrio está en el centro de la Tierra, esto se debe a que la fuerza centrífuga fc no varía en ningún punto de superficie de la Tierra, mientras que la fuerza de atracción Tierra-Luna fg en un punto sobre la superficie de la Tierra es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre dicho punto y el centro de la Luna, es to quiere decir que la fuerza de atracción Tierra-Luna fg varía de un punto a otro.

Figura 1: Esquema del balance de fuerzas generadoras de mareas. La fuerza de

centrífuga fc tiene exactamente la misma magnitud y dirección en todos los

puntos sobre la Tierra. En cambio, la fuerza gravitacional fg varía tanto en

magnitud como en dirección en cualquier punto sobre la superficie de la Tierra.

La fuerza generadora de la marea F GM en un punto es la resultante del balance

entre fc y fg en dicho punto y varía inversamente al cubo de la distancia entre

ese punto y la Luna (ecuación ??). Fuente: The Open University, 1999.

Cuando la Luna presenta cierto ángulo de declinación con respecto al ecuador, los lóbulos de agua también presentan la misma inclinación con un efecto desigual en la latitud  (latitudes medias) lo que genera una onda semidiurna, esto quiere decir que ocurre dos veces al día, estas mareas tienen amplitudes máximas diferentes, esto es un rango de marea mixta, éstas ocurren dos veces al mes por arriba o abajo del ecuador y se les conoce como marea trópica o marea tropical (Luna está sobre los trópicos ≈ 30° Latitud), cuando este ángulo es de 0° se le conoce como marea ecuatorial y también ocurre dos veces al mes.

Para más información ver el siguiente video

↝Órbita elíptica de la Luna↜

La órbita de la Luna a través de la Tierra es de forma elíptica, lo que genera pequeñas variaciones en la distancia entre la Tierra y la Luna.

Cuando la Luna está más cercana a la Tierra, es decir en su perigeo, la F GM se incrementa en un 20 % , cuando la Luna se encuentra en su apogeo (punto más alejado de la Tierra), la FGM se reduce en un 20 %. La marea de perigeo o marea de apogeo ocurre una vez al mes aproximadamente 

↝Fuerzas Tierra-Sol↜

las fuerzas resultantes del sistema Tierra-Sol contribuyen en la fuerza generadora de mareas en un segundo plano. Esto se debe a que,  la masa del Sol es mucho mayor a la de la Luna, y la distancia entre la Tierra y el Sol es 360 veces mayor por lo que las fuerzas del sistema Tierra-Sol representan el 46 % de las fuerzas del sistema Tierra-Luna. La marea resultante es llamada marea solar de equilibrio, con un periodo semidiurno con exactamente 12 horas. 

La declinación del Sol con respecto al ecuador es de 23°, la órbita también es elíptica e igual que la Luna tiene un perihelio (punto más cercano) y un afelio (punto más lejano) y la distancia entre estos dos es del 4%  y la diferencia entre el apogeo y el perigeo es del 13%, lo que nos da un rango de marea mínimo. 

↝Interacción entre marea Solar y Marea Lunar↜

La interacción más simple se da cuando la inclinación de la Luna y el Sol es nula, o sea, cero. Este ciclo ocurre cada 29.5 días.

Las mareas vivas ocurren cuando las fuerzas generadoras del Sol y la Luna actúan en  conjunción o en oposición, lo que genera un rango de marea máximo. El término colectivo para denotar ambas situaciones de mareas vivas (conjunción o en oposición) es el de sizigia.

Durante las mareas muertas el  ángulo formado entre la línea Tierra-Luna y la línea Tierra-Sol es de 90◦

se dice que se encuentran en cuadratura, también son conocidas como mareas de cuadratura. Esto implica que la marea lunar y la marea solar se encuentren fuera de fase, ocasionando un menor rango de marea que el promedio.

Figura 2. Esquema mostrando las interacciones más simples entre la marea Lunar y Solar, visto desde el Polo Norte.

↝Actividad↜

↝Referencias↜