vattenvågor

Vattenvågor är oscillerande störningar som färdas över eller genom vatten. De uppstår när energi överförs till vattnet av krafter som vind, jordbävningar eller månens och solens gravitation. På ytan transporteras oftast energi längre än vattnet förflyttar sig som massa.

Den återställande kraften är huvudsakligen gravitationen; hos mycket små vågor spelar även ytspänningen roll. Större vågor kallas gravitationsvågor, medan små kapillärvågor dominerar vid små våglängder. Vågens hastighet och form följer en dispersionrelation: i djupvatten ω^2 = gk + (σ/ρ) k^3, där ω är frekvens, k vågtal, g gravitation, σ ytspänning och ρ densitet. Våghastigheten är c = ω/k och grupphastigheten cg = dω/dk. I grunda vatten är ω^2 = gk tanh(kh).

Vanliga typer av vattenvågor är vinddrivna ytvågor, kapillärvågor, inre vågor som bildas vid densitetsgränser under ytan samt tsunamier och tidvatten. Vinddrivna vågor färdas över havet och varierar mycket i storlek och period. Tsunamier har mycket långa våglängder och snabb fart i djupet men syns först när de når grunt vatten. Tidvatten orsakas av månens och solens gravitation över dagar.

När vågor närmar sig land påverkas deras hastighet av djupet; hastigheten minskar, våglängden kortas och våghöjden ökar. Detta leder ofta till brytning, medan energi och riktning kan påverkas av kustens geometri.

Vågor mäts och övervakas med vågbuoys, radarsystem och satelliter, och data används i väderprognoser, sjöfart och varningar för faror som tsunamier samt vid kustnära planering och erosion.