Compreendendo as Ondas do Mar "Formação, Comportamento e Classificação"

De acordo com Pierson, Ondas são protuberâncias e concavidades móveis de todos os tamanhos que ocorrem na superfície da água. Mares são ...

De acordo com Pierson, Ondas são protuberâncias e concavidades móveis de todos os tamanhos que ocorrem na superfície da água. Mares são ondas muito compridas, causadas pelos efeitos do Sol e da Lua. A distância de um local oceânico no qual a maré é mais alta até o local onde é mais baixa pode estender-se de um a outro continente, podendo assim o comprimento de uma onda provocada pela maré ser medido em milhares de quilômetros. (PIERSON,155)

As ondas em sua maioria são causadas pelos ventos, que no contato, transferem energia para a superfície da água. Ao passar uma onda, objetos flutuantes na superfície do mar deslocam-se para cima e para baixo em movimento circular. Isso ocorre porque as partículas de água movem-se também em órbitas circulares, que diminuem de diâmetro com a profundidade.

Secção de uma onda que se dirige da esquerda para a direita

Secção de uma onda que se dirige da esquerda para a direita. Os círculos são órbitas que descrevem as partículas de água ao passar da onda. O seu diâmetro na superfície é igual a altura da onda. Em profundidade igual a metade do comprimento de onda, o diâmetro das órbitas torna-se 25 vezes menor que o da superfície.

Hidrodinâmica de uma onda

Segundo estudos realizados por Pierson, se o ar for mais frio que a água, ele é aquecido debaixo. Os ventos são impetuosos e capazes de levantar ondas com rapidez. Se o ar for mais quente que a água, os ventos serão muito menos impetuosos e as ondas levantarão com mais vagar. (PIERSON, 163)

As ondas movem-se, portanto, apenas em sua forma, não impulsionam massas de água; transportam energia, mas não a água adjacente.

Círculos que descrevem as partículas de água ao passar de uma onda

Desenvolvimento das Ondas no Mar

O desenvolvimento de ondas em águas profundas é complexo, sendo causado principalmente por 3 fatores: a velocidade, a duração do vento e a área na qual este sopra, denominada área de geração.

Área de geração do vento. Ao sair desta área, as ondas com

pequenos comprimentos, dão origem à ondas com grandes

comprimentos de onda.

Quando a velocidade do vento persiste o bastante e tem suficiente área de geração para produzir a máxima altura de onda que possa ser mantida por esse vento, origina-se a condição denominada desenvolvimento total do mar. É bastante raro para ventos de alta velocidade, pois, para que as ondas atinjam sua altura máxima, necessitam de área muitíssimo grande, com o vento soprando durante muito tempo (veja tabela).

Assim como ninguém pode prever as sequências de cara e coroa ao atirar uma moeda, também não se pode prever, a não ser com poucos segundos de antecedência, a sequência de ondas altas e baixas. Entretanto, a queda seguinte da moeda não tem nenhuma memória, em certo sentido, da queda anterior, mas a onda seguinte tem alguma memória da altura das ondas imediatamente anteriores.

Como as Ondas se Rompem

Quando as ondas formadas em oceano aberto aproximam-se de águas rasas, progressivamente se reorientam para permanecerem paralelas à linha de costa. Tal fenômeno é chamado de refração e é função da diminuição da profundidade.

Desenvolvimento das ondas refratando-se no ambiente praial

Com a redução na profundidade, começa a ocorrer atrito das partículas da água com o fundo, reduzindo a velocidade das ondas nas porções que primeiro se aproximam da costa e deixando mais livres as regiões das ondas que ainda se deslocam em águas mais profundas. Esta refração que precede a quebra das ondas é acompanhada da diminuição da velocidade e do comprimento de onda e aumento da altura.

Assim, as partículas de água descrevem círculos, sendo estes menores conforme a profundidade, até que na metade do comprimento de onda, estes movimentos praticamente cessam. Quando a onda aproxima-se da linha de costa, ou seja, quando a profundidade local começa a ser menor que a metade do comprimento das ondas, diz-se que a onda sente o fundo. Os movimentos das partículas de água transformam-se em elipses achatadas quando em contato com o fundo.

Assim, as partículas movem-se para frente e para trás junto ao fundo marinho e não mais circularmente. A quebra da onda ocorre porque o contato das partículas que se movimentam próximas ao fundo faz com que haja um atraso destas em relação às da superfície, que se movem mais livremente, impelindo, desta forma, a região superior da onda para a frente, ocasionando a quebra. Neste momento, as oscilações das partículas cessam e a movimentação é toda em direção à praia.

Fenômeno da refração das ondas ao se aproximarem da linha de costa. Esse fenômeno faz

com que as ondas tendam a se alinharem paralelas à costa.

Com base na refração das ondas, pode-se fazer duas generalizações a propósito do desenvolvimento evolutivo das costas. Em primeiro lugar, que as saliências iniciais da costa para o mar tendem a se erodir mais rapidamente do que as enseadas adjacentes. A refração de ondas tende à simplificação de uma costa inicialmente irregular, pela remoção de protuberâncias. Em segundo, a refração promove a formação de correntes que fluem ao longo das costas, a partir das saliências, onde a concentração das ondas eleva o nível da água, para os eixos das enseadas adjacentes, onde o nível da água é mais baixo. Essas são as correntes longitudinais, responsáveis pelo transporte dos detritos provenientes da abrasão das pontas rochosas.

Outro efeito da aproximação de ondas na linha de costa é a difração, que resulta em um afastamento da direção de propagação da onda, e aumento de seu comprimento. A difração ocorre quando as ondas penetram em um corpo de água através de entrada relativamente estreita como uma baía, por exemplo. A figura abaixo mostra também o efetivo convergente que a refração produz em feições costeiras proeminentes como um promontório. O fenômeno tende a reduzir uma linha de costa recortada em uma linha reta, devido a atividade erosiva das ondas.

Concentração de ondas refratadas em um promontório na ilha

de costa(a) e dissipação de ondas difratadas em uma baía(b).

Neste tópico está um importante conhecimento para o domínio do mar e o trabalho preventivo na praia. As ondas de águas abertas ou ondas de superfície são forças cíclicas de energia na superfície da água. Quando em alto-mar, estas ondas de energia simplesmente fazem com que a superfície da água se mova para acima e para baixo, no plano vertical, sendo muito difícil que se mova para frente, exceto em condições muito tempestuosas.

Com poucas exceções, tais como atividade sísmica e força da maré, as ondas são formadas pelas forças do vento contra a água. Mesmo observadores casuais podem perceber ondulações se formarem em águas calmas quando sopra uma brisa. À medida que aumenta a intensidade dos ventos, aumenta o distúrbio causado na superfície das águas, formando-se então as ondas. Ondas maiores podem ser criadas por ventos fortes locais, próximo à praia, mas ondas ainda maiores são formadas por tempestades em alto-mar. Estas ondas formadas pela ação do vento frequentemente viajam por milhares de milhas em mar aberto, antes de a energia do vento ser dissipada com a quebra das ondas na praia.

Três fatores principais contribuem para o tamanho e força das ondas geradas pelo vento:

- Intensidade do vento;

- Distância viajada por sobre a superfície da água;

- Duração do vento.

As ondas podem ser medidas de diversas maneiras, tais como:

- Período de uma onda: o tempo que leva para duas cristas de ondas consecutivas passarem em um dado ponto.

- Comprimento de uma onda: a distância horizontal entre duas cristas (ou cavados).

- Altura da onda: a distância vertical entre a crista e o cavado de uma onda.

- Velocidade da onda: a velocidade pela qual uma série de ondas avança.

Podemos distinguir nas ondas seus três componentes:

- Crista: a parte superior da onda, que se projeta além da linha da água do mar. É também chamado de lip.

- Ventre: a parte inferior da onda que permanece dentro da massa d’água.

- Base: é a parte da onda que se liga com a linha d’água.

Elementos de uma onda

Classificação das Ondas

Qualquer um que tenha se sentado à beira do mar sabe que não existem duas ondas iguais; podem ser semelhantes, mas nunca iguais. No entanto, as ondas podem ser classificadas em 3 formas principais:

Ondas Ascendentes: vagas ou marolas (“surging waves”)

Criadas onde a água é profunda adjacentemente a encostas em linhas costeiras, corais ou mais íngremes, com as ondas mantendo sua forma trocoidal até que quebrem contra a barreira na linha costeira. Também chamadas de encapeladas.

Ondas Derramantes ou Deslizantes: (“spilling waves”)

Formadas por vagas que se movem sobre um terreno que fica raso gradualmente sob elas, com a crista da onda derramando sobre a sua face até que ela seja engolfada pela própria espuma.

Ondas Mergulhantes: ou cavadas ou caixote (“plunging waves”)

Formadas quando uma vaga de repente se choca contra um fundo raso, um coral ou outro obstáculo e quebra com espuma no ar, despendendo a maior parte de sua energia e transformando-se em uma onda derramaste pela trajetória restante até a praia.