Elio Fabri ha scritto:
>> I vortici ciclonici moderati che si sentono sull'Alto Adriatico sono
>> posizionati per lo piu' sulle Alpi (quelli forti dall'Abruzzo alla
>> Grecia) e quindi durante una giornata il loro centro passa facilmente
>> da NE (che genera vento da SO) a N (che genera il ponente) a NO (che
>> genera vento da NO).
> Mi sa che hai un po' pasticciato con le direzioni...
> Io direi: centro a NO, vento da da SO; centro a N, vento di ponente;
> centro a NE, vento da NO.
Assolutamente si'! :-( E si' che l'avevo scritto, che le depressioni si
spostano verso ESE... la prossima volta daro' le direzioni bussola in
gradi, cosi' il controllo dell'ortogonalita' e' immediato.
>> Ora, un vento costante crea inizialmente un'onda giovane e continua
>> poi ad accelerarla ed ingrossarla, ma se gira cosa succede? Io credo
>> che per piccoli cambiamenti di direzione continui ad agire sull'onda
>> gia' formata, ma che superato un certo angolo critico (che non saprei
>> calcolare, ma che dalle foto dovrebbe aggirarsi sui 25 - 30�)
>> l'"abbandoni" e ne formi invece un'altra, secondo la sua nuova
>> direzione, che si sovrappone alla prima propagandosi indipendentemente
>> da essa a velocita' (e con L) inferiore. Dopo qualche tempo (poche
>> ore), sullo stesso fetch sono presenti due onde, generate da venti di
>> direzione leggermente diversa ma della stessa intensita', che pero'
>> hanno eta' diverse e quindi c ed L diverse.
> Ecco alcune domande:
> 1) Perche' le frequenze sarebbero un po' diverse? Da che cosa dipende
> la frequenza dell'onda generata dal vento?
Nella teoria di Airy, approssimazione per piccole ampiezze ed acque
profonde, c,L,T (e quindi f) sono legate da relazioni semplicissime:
L = g T^2 / 2 pi = g / 2 pi f^2 = 2 pi c^2 / g
quindi f = g / 2 pi c, T = 2 pi c / g, c = g T / 2 pi
(g/2pi = circa 1,56 m/s^2)
c aumenta con l' eta' dell'onda. Anzi, detta cosi', e' quasi una
tautologia, perche' per definizione l'"eta'" dell'onda e' il rapporto
c/Vwind.
Ma questo rapporto in effetti si chiama "eta'" perche' e' una funzione
crescente del tempo (in ore) in cui un vento costante ha soffiato su un
fetch che prima era calmo. Non l'ho mai vista scritta in forma
anatitica, solo tabellata in un diagramma che si trova un po'
dappertutto, p.es. qui:
http://www.nautica.it/meteo/tempo/maresti.htm
(bisogna ricavare c da T con l'ultima formula sopra, e trasformare Vwind
da nodi a m/s tenendo conto che 1 nodo e' circa mezzo m/s; si ottiene
una curva che sembra una logistica, cresce all'inizio esponenzialmente
ma poi diventa convessa e tende asintoticamente a 1; pero' in qualche
pagina web ho trovato che 1 puo' essere superato fino a 1.20 o
addirittura fino a 2. Io ho sempre pensato che un'"eta'" superiore a 1
significa che il vento e' calato, boh.)
Per esempio, se su uno stesso specchio di mare di diametro maggiore di
60 km, un vento di 12 nodi (ca 6 m/s, 22 km/h) ha soffiato per 6 ore da
una data direzione, ha "abbandonato" l'onda e ne ha creata un'altra a
30� dove continua a soffiare da 4 ore, la prima onda ha c=4.6 m/s, T=3
s, f= 0.33 Hz = 20 cicli/minuto, mentre la seconda ha c=4 m/s, T=2.6 s,
f= 0.38 Hz = 23 cicli/minuto. Tre volte al minuto (ogni 7 onde) ne
arriva una massima e una minima. La frequenza di battimento diminuisce
gradualmente nelle due ore successive fino ad annullarsi e, se il vento
persevera nella stessa direzione, ricomincia ad aumentare.
Con un vento di 25 nodi (ca 12 m/s, 43 km/h) la prima onda ha c=7.8 m/s,
T=5 s, f= 0.20 Hz = 12 cicli/minuto, mentre la seconda ha c=7 m/s, T=4,5
s, f= 0.22 Hz = 13 cicli/minuto. Il battimento ha periodo 1 minuto, che
continua ad aumentare fino a sparire e poi ripresentarsi se il vento
persevera.
E se il vento continua a girare? Dovrebbe generare una terza onda a
50�-60� con la prima. Nelle foto, a ben guardare, qualcosa forse c'e'...
Il problema e' che, nell'ipotesi di vento a intensita' costante, la
seconda onda dovrebbe essee "abbandonata" alla stessa f della prima,
quando il battimento non c'e' piu'. Pero' non e' detto: in primo luogo,
se il ciclone nel suo movimento non si limita a cambiare la direzione
del centro depressionario rispetto al fetch, ma anche si avvicina o
allontana, l'intensita' del vento varia; in secondo luogo, per una
depressione a N che si muove con velocita' costante verso E, il tempo
che il vento impiega per passare da 270� a 300� e' sicuramente superiore
a quello che impiega per passare da 300� a 330� (basta guardare le
isobare per convincersene). Le differenze finali in frequenza sono
piccole, ma sono proprio loro che producono i battimenti di maggior durata.
Se poi sul fetch abbiamo *tre* onde con ampiezze simili e frequenze a
scalare, non si generano battimenti ma una vera onda modulata con
modulazione prossima al 100, ai fini pratici indistinguibile.
> 2) Per valutare la teoria dell' "abbandono", bisognerebbe sapere di
> piu' di quanto so io (ossia niente) di come il vento genera le onde.
> Esistono modelli teorici affidabili e verificati?
Purtroppo qui si esce dalla Fisica per entrare nel campo dell'Ingegneria
modellistica, che dev'essere un software business non da poco: se googli
p.es. wind-wave generation, dopo aver eliminato il 70% dei risultati che
parlano di generazione di energia elettrica *dalle* onde, ti rimane una
marea di abstract e per leggere gli articoli completi bisogna pagare...
per soddisfare una curiosita' dovrei vuotare il portafoglio :-)
Da quello che ho capito il modello semplificato che ho citato nei miei
post e' stato proposto da Miles nel 1957, poi perfezionato da Hasselmann
fra il '62 e il '74, ed e' continuamente raffinato da algoritmi che
tengono conto di altri fattori (molti dei quali credo siano anche
brevettati )-: .
Qualcosa c'e' qui, a pg. 75:
http://books.google.com/books?id=oh4410MzJ7cC
e qui, a pg. 56:
http://books.google.com/books?id=b4aQfHdRgu4C
Credo che i modelli alla fine prevedano *anche* il fenomeno segnalato da
chris, ma affogato in un'unica equazione fondamentale di bilanciamento
energetico con decine di correzioni, molte delle quali empiriche.
In queste mie ricerche non ho mai trovato cenno all'effetto di un vento
che spira in direzione diversa de quella di un'onda gia' parzialmente
formata, se non qui (e chissa' dove l'ha letto lui...):
http://www.nautica.it/meteo/tempo/mare.htm
"La direzione di provenienza del moto ondoso � compresa entro un angolo
di 10 gradi con quella del vento"
Tutto quello che so in merito proviene da queste fonti, tutte
accademiche e in italiano (oltre che a ricordi di qualcosa letto in
passato che non saprei ritrovare):
Roger Steward, univ.Texas, Introduzione all'Oceanografia fisica
http://ancona.ismar.cnr.it/IPO/ipo.htm (vedi il cap. 16)
Radoslav Nabergoj, units, Fondamenti di tenuta della nave al mare,
indice e capitolo 2 qui:
http://www2.units.it/~dinmasnm/staff/nabergoj/tenuta/Capitolo_02.pdf
(Vorrei dare un'occhiata - senza troppe speranze - anche al capitolo 4,
che pero' non e' in rete. In settimana passo alla biblioteca centrale
dell'univ, li' ce l'hanno di sicuro)
Barbara Zanuttigh, unibo, Idraulica marittima
http://amscampus.cib.unibo.it/archive/00002138/09/Cap3_-_Le_onde.pdf
altro dirvi non so...
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TRu-TS
Received on Tue Sep 09 2008 - 17:23:36 CEST