Seiche - Seiche

Bir seiche ( / s eɪ ʃ / SAYSH ) a, duran dalga su kapalı ya da kısmen kapalı bir gövde. Göllerde, rezervuarlarda , yüzme havuzlarında, koylarda, limanlarda ve denizlerde seiches ve seiche ile ilgili fenomenler gözlemlenmiştir . Bir seiche oluşumu için temel gereklilik, su kütlesinin en azından kısmen sınırlı olması ve duran dalganın oluşmasına izin vermesidir.

Terim, Cenevre Gölü'ndeki etkinin bilimsel gözlemlerini yapan ilk kişi olan İsviçreli hidrolog François-Alphonse Forel tarafından 1890'da tanıtıldı . Görünüşe göre bu kelime bölgede dağ göllerindeki salınımları tanımlamak için uzun süredir kullanılıyordu. Wilson'a (1972) göre, bu İsviçre Fransızcası lehçesi Latince "kuru" anlamına gelen siccus kelimesinden gelir , yani sular çekildikçe kumsal kurur. Fransızca kelime sec veya sèche (kuru) Latinceden gelmektedir.

Limanlardaki saldırılara , rüzgar dalgaları ile eşlik eden rüzgarın oluşturduğu dalgalardan daha uzun periyotlara sahip olan, doğrusal olmayan dalga altı etkileşiminden kaynaklanan uzun periyotlu veya infravite dalgaları neden olabilir .

Zıt yönlerde (mavi ve kırmızı) hareket eden iki yayılan dalganın toplamı olarak gösterilen duran dalga (siyah).

Nedenleri ve doğası

Seiches genellikle çıplak gözle algılanamaz ve yüzeydeki teknelerdeki gözlemciler, aşırı uzun süreler nedeniyle bir seiche meydana geldiğini fark etmeyebilirler.

Etki, bir veya daha fazla faktör tarafından bozulan bir su kütlesindeki rezonanslardan kaynaklanır, çoğunlukla meteorolojik etkiler (rüzgar ve atmosferik basınç değişimleri), sismik aktivite veya tsunamiler . Yerçekimi , suyun hidrostatik dengede olduğu konfigürasyonu temsil ettiği için, her zaman bir sıvı su kütlesinin yatay yüzeyini eski haline getirmeye çalışır .

Dikey harmonik hareket, suyun derinliğine bağlı bir hızda havzanın uzunluğunu hareket ettiren bir dürtü üreterek sonuçlanır. Dürtü, havzanın sonundan geri yansıtılarak girişim oluşturur. Tekrarlanan yansımalar, dikey hareket yaşamayan bir veya daha fazla düğüm veya nokta ile duran dalgalar üretir. Salınım frekansı, havzanın boyutuna, derinliğine ve dış hatlarına ve su sıcaklığına göre belirlenir.

Bir seiche'nin en uzun doğal periyodu , su kütlesinin temel rezonansı ile ilişkili - en uzun duran dalgaya karşılık gelen - periyottur. Kapalı bir dikdörtgen su kütlesindeki bir yüzey seişi için bu, Merian'ın formülü kullanılarak tahmin edilebilir:

${\displaystyle T={\frac {2L}{\sqrt {gh}}}}$

burada T uzun doğal dönemdir ve L uzunluğu, bir saat su kütlesinin ortalama derinliği ve g yer çekimi ivmesi .

Daha yüksek mertebeden harmonikler de gözlenir. İkinci harmoniğin periyodu doğal periyodun yarısı olacak, üçüncü harmoniğin periyodu doğal periyodun üçte biri olacak ve bu böyle devam edecek.

oluşum

Seiches hem göllerde hem de denizlerde gözlenmiştir. Anahtar gereklilik, su kütlesinin, duran dalgaların oluşumuna izin vermek için kısmen sınırlandırılmasıdır. Geometrinin düzenliliği gerekli değildir; son derece düzensiz şekillere sahip limanların bile rutin olarak çok kararlı frekanslarla salınım yaptığı gözlemlenir.

göl seiches

Düşük ritmik seiches neredeyse her zaman daha büyük göllerde bulunur. Alışılmadık sakin dönemler dışında, yaygın dalga modelleri arasında genellikle fark edilmezler. Limanlar , koylar ve haliçler genellikle birkaç santimetrelik genlikleri ve birkaç dakikalık periyotları olan küçük seiches'e eğilimlidir.

François-Alphonse Forel tarafından Cenevre Gölü'nde yapılan orijinal çalışmalar , uzunlamasına periyodun 73 dakikalık bir döngüye ve enine seiche'nin yaklaşık 10 dakikalık bir periyoda sahip olduğunu buldu. Düzenli seiches ile iyi bilinen bir başka göl , Queenstown'daki yüzey yüksekliğini 27 dakikalık bir döngüde 20 santimetre değiştiren Yeni Zelanda'daki Wakatipu Gölü'dür . Seiches yarı kapalı denizlerde de oluşabilir; Kuzey Denizi genellikle 36 hakkında saatlik bir süre ile uzunlamasına seiche yaşar.

14 Kasım 2003'te Buffalo, New York ( kırmızı ) ve Toledo, Ohio ( mavi ) arasında kaydedilen Erie Gölü'ndeki bir seiche'nin neden olduğu su seviyesindeki farklılıklar

Ulusal Hava Servisi 2 ayak veya daha fazlası Seiches oluşma olasılığı olduğunda Büyük Göller bölümlerini düşük su uyarıları veren. Erie Gölü nedeniyle sığlığı ve sık sık hakim rüzgar yönü eşleşen bir kuzeydoğu-güneybatı ekseninde, üzerine kendisine ait uzamanın rüzgar nedeniyle Seiches özellikle eğilimli olduğunu ve bu nedenle en üst düzeye getirme o rüzgarların. Bunlar, gölün uçları arasında 5 metreye (16 ft) varan aşırı sekilere yol açabilir.

Etki, okyanus kıyıları boyunca kasırgaların neden olduğu gibi bir fırtına dalgasına benzer, ancak seiche etkisi bir süre göl boyunca ileri geri salınımlara neden olabilir. 1954'te, Hazel Kasırgası'nın kalıntıları Toronto yakınlarındaki kuzeybatı Ontario Gölü kıyı şeridi boyunca su yığarak geniş çaplı sele neden oldu ve daha sonra güney kıyısı boyunca sele neden olan bir seiche kurdu.

Göl seiches çok hızlı bir şekilde meydana gelebilir: 13 Temmuz 1995'te Superior Gölü'ndeki büyük bir seiche , su seviyesinin düşmesine ve daha sonra on beş dakika içinde tekrar bir metre (bir metre) yükselmesine neden oldu ve bazı tekneleri rıhtımlarında demirlemelerinde asılı bıraktı. su çekildiğinde çizgiler. 1995 yılında Superior Gölü'ndeki depreme neden olan aynı fırtına sistemi, Huron Gölü'nde de benzer bir etki yarattı ; burada, Huron Limanı'ndaki su seviyesi iki saat içinde 6 fit (1.8 m) değişti. On Michigan Gölü , sekiz balıkçılar Montrose ve North Avenue plajlar iskelelerden süpürüldü ve 10 metrelik (3.0 m) seiche vurduğunda boğuldu Chicago 26 Haziran 1954 sahiline.

Gibi sismik olarak aktif bölgelerde, Göller Lake Tahoe içinde Kaliforniya / Nevada , Seiches gelen önemli bir risk altında bulunmaktadır. Jeolojik kanıtlar, Tahoe Gölü kıyılarının tarih öncesi zamanlarda 10 metre (33 ft) yüksekliğe kadar seiches ve tsunamilerden etkilenmiş olabileceğini gösteriyor ve yerel araştırmacılar, riskin bölge için acil durum planlarına dahil edilmesi çağrısında bulundular.

Deprem kaynaklı depremler , depremin merkez üssünden binlerce mil uzakta gözlemlenebilir. Yer sarsıntıları genellikle küçük su kütlelerinin rezonans frekanslarıyla eşleştiğinden, yüzme havuzları özellikle depremlerin neden olduğu sarsıntılara eğilimlidir. Kaliforniya'daki 1994 Northridge depremi , yüzme havuzlarının güney Kaliforniya'da taşmasına neden oldu. 1964'te Alaska'yı vuran büyük Hayırlı Cuma depremi , Porto Riko'ya kadar uzaklardaki yüzme havuzlarında seiches'e neden oldu . Lizbon, Portekiz isabet deprem 2,000 mil (3,200 km) uzaklıkta Loch Lomond, Loch Long, Loch Katrine ve Loch Ness 1755 neden Seiches içinde İskoçya'da ve kanallar içinde İsveç . 2004 Hint Okyanusu deprem gibi birçok Hint eyalette su organları ayakta Seiches neden Bangladeş , Nepal ve Kuzey Tayland . Seiches tekrar gözlenmiştir Uttar Pradesh , Tamil Nadu ve Batı Bengal içinde Hindistan yanı sıra birçok yerlerde Bangladeş sırasında 2005 Kaşmir depremi .

1950 Assam-Tibet deprem gibi uzak Seiches oluşturmuş bilinmektedir Norveç ve güney İngiltere . Hindistan alt kıtasında seiches ürettiği bilinen diğer depremler arasında 1803 Kumaon-Barahat, 1819 Allah Bund , 1842 Central Bengal, 1905 Kangra, 1930 Dhubri, 1934 Nepal-Bihar, 2001 Bhuj, 2005 Nias, 2005 Teresa Adası depremleri sayılabilir. 27 Şubat 2010 Şili depremi bir seiche üretilen Gölü Pontchartrain , Louisiana etrafında 0,5 feet yüksekliğe sahip. 2010 Sierra El Belediye Başkanı deprem hızla bir internet fenomeni haline geldi büyük Seiches üretti.

Japonya'daki 2011 Tōhoku depremi sırasında Norveç'in Sognefjorden kentinde en az 1.8 m'ye (6 fit) kadar olan seiches gözlendi .

Deniz ve körfez seiches

Adriyatik Denizi ve Baltık Denizi gibi denizlerde seiches gözlenmiştir . Bu , her iki şehir de eski bataklık arazide inşa edildiğinden, sırasıyla Venedik ve Saint Petersburg'u su basmasına neden oluyor . Petersburg'da, sonbaharda Neva Nehri boyunca seiche kaynaklı sel yaygındır . Seiche, Kuzey Atlantik'te karada hareket eden ve Baltık Denizi'nde siklonik alçaklara yol açan bir alçak basınç bölgesi tarafından yönlendiriliyor . Siklonun düşük basıncı, neredeyse karayla çevrili Baltık'a normalden daha fazla miktarda su çekiyor. Siklon iç kesimlerde devam ederken, Baltık'ta dalga boyları birkaç yüz kilometreye varan uzun, düşük frekanslı seiche dalgaları oluşur. Dalgalar dar ve sığ Neva Körfezi'ne ulaştığında çok daha yüksek hale gelir ve sonunda Neva setlerini sular altında bırakır. Benzer fenomenler Venedik'te de gözlendi ve Venedik Lagünü'nün üç girişini korumak için tasarlanmış 79 mobil bariyerden oluşan bir sistem olan MOSE Projesi ile sonuçlandı .

Nagasaki Körfezi , Japonya'da zaman zaman, çoğunlukla ilkbaharda, özellikle de Mart ayında seiches'in gözlemlendiği tipik bir alandır. 31 Mart 1979'da, Nagasaki gelgit istasyonu, seiche nedeniyle bu konumda 2.78 metre (9,1 ft) maksimum su seviyesi yer değiştirmesini kaydetti. Bu seiche olayı sırasında tüm körfezdeki maksimum su seviyesi yer değiştirmesinin körfezin dibinde 4.70 metreye (15,4 ft) ulaştığı varsayılmaktadır. Nagasaki Körfezi de dahil olmak üzere Batı Kyushu'daki seiches , genellikle Kyushu adasının güneyinden geçen düşük atmosferik basınçtan kaynaklanır. Nagazaki Körfezi'ndeki Seiches yaklaşık 30 ila 40 dakikalık bir süreye sahiptir. Yerel olarak, seiche (副振動, fukushindō ) abiki (あびき) olarak adlandırılır . Abiki kelimesinin網引き( amibiki ) ' den türediği kabul edilir , bu da kelimenin tam anlamıyla bir balık ağının (網( ami ) ) sürüklenmesi (引き( biki ) ) anlamına gelir . Seiches sadece yerel balıkçılığa zarar vermekle kalmaz, aynı zamanda körfez çevresindeki kıyıların sular altında kalmasına ve liman tesislerinin tahrip olmasına neden olabilir .

Bazen, tsunamiler yerel coğrafi özelliklerin bir sonucu olarak seiches üretebilir. Örneğin, 1946'da Hawaii'yi vuran tsunami, dalga cepheleri arasında on beş dakikalık bir aralığa sahipti. Hilo Körfezi'nin doğal rezonans süresi yaklaşık otuz dakikadır. Bu, her ikinci dalganın Hilo Körfezi'nin hareketiyle aynı fazda olduğu ve körfezde bir seiche yarattığı anlamına geliyordu. Sonuç olarak, Hilo, Hilo Körfezi kıyısında 26 fit yüksekliğe ulaşan kombine tsunami ve seiche ile Hawaii'deki diğer yerlerden daha kötü hasar gördü ve sadece şehirde 96 kişiyi öldürdü. Seiche dalgaları bir tsunamiden sonra birkaç gün devam edebilir.

Gelgit tarafından oluşturulan iç yalnız dalgalar ( solitonlar :) Aşağıdaki konumlarda kıyı Seiches heyecanlandırabilir Magueyes Island Porto Riko, Puerto Princesa Palawan Adası, Trincomalee Bay Sri Lanka ve içinde Fundy Körfezi Seiches bazı neden doğu Kanada'da Dünyadaki en yüksek kaydedilen gelgit dalgalanmalarından. Derin deniz iç dalgaları tarafından kıyı seiches üretimi için dinamik bir mekanizma mevcuttur. Bu dalgalar, kıyı kesimlerini harekete geçirmek için raf kırılmasında yeterli bir akım üretebilir.

Yüzey ve yüzey altı termoklin seiches başlangıcının çizimi.

Sualtı (iç) dalgalar

Kısıtlı su kütlelerinde termoklin boyunca hareket eden göl yüzeyinin altında seiches de gözlenir .

Merian formülüne benzer şekilde, iç dalganın beklenen periyodu şu şekilde ifade edilebilir:

${\displaystyle T={\frac {2L}{c}}}$ ile birlikte ${\displaystyle c^{2}=g{\frac {\rho _{2}-\rho _{1}}{\rho _{2}}}{\frac {h_{1}h_{2}} {h_{1}+h_{2}}}}$

burada T doğal periyodu , L su kütlesinin uzunluğu, iki tabakanın ortalama kalınlığı ile ayrılmış tabakalaşma (örneğin epilimniyon ve hipolimnion ), yoğunlukları , bu iki aynı tabakaların ve g yer çekimi ivmesi . ${\displaystyle h_{1},h_{2}}$${\displaystyle \rho _{1},\rho _{2}}$

As termoklinin yukarı ve eğimli göl yatağı aşağı hareket eder, bu potansiyel balık habitat kullanımı etkileyen, sıcaklıklar hızla değişebilir göl yatağı üzerinde bir 'çalkantı bölgesini' oluşturur. Termoklin eğimli bir göl yatağında yükselirken, aynı zamanda konvektif devrilme ile artan bentik türbülansa neden olabilir, oysa düşen termoklin göl yatağında daha fazla tabakalaşma ve düşük türbülans yaşar. İç dalgalar ayrıca eğimli göl yataklarında doğrusal olmayan iç dalgalara dönüşebilir. Bu tür doğrusal olmayan dalgalar göl yatağında kırıldığında, önemli bir türbülans kaynağı olabilirler ve tortunun yeniden süspansiyona alınması potansiyeline sahip olabilirler.

Seiche koruması için mühendislik

Mühendisler, taşkın koruma işlerinin (örneğin, Saint Petersburg Barajı ), rezervuarların ve barajların (örneğin, Grand Coulee Barajı ), içme suyu depolama havuzlarının, limanların ve hatta kullanılmış nükleer yakıt depolama havuzlarının tasarımında özel olayları dikkate alır .

Ayrıca bakınız

• Clapotis  – Kırılmayan duran dalga paterni
• Deprem mühendisliği  – Disiplinlerarası mühendislik dalı
• Şiddetli hava terminolojisi (Amerika Birleşik Devletleri)  – Ulusal Hava Servisi tarafından ABD'deki şiddetli hava durumunu tanımlamak için kullanılan terminoloji
• Şiddetli hava terminolojisi (Kanada)
• Göllerdeki tsunamiler
• Vajont Barajı  - İtalya'daki Baraj artık kullanımda değil
• Villa Epecuen

Notlar

daha fazla okuma

• Jackson, JR (1833). "Göllerin Seiches Üzerine". Londra Kraliyet Coğrafya Derneği Dergisi . 3 : 271–275. doi : 10.2307/1797612 . JSTOR  1797612 .

Dış bağlantılar

• "Seiche"  . Ansiklopedi Britannica . 24 (11. baskı). 1911.

Genel

• Bir nedir seiche ?
• Seiche. Ansiklopedi Britannica. Encyclopædia Britannica Premium Service'den 24 Ocak 2004'te alındı.
• Seiche hesaplayıcı
• Superior Gölü için Bonanza: Seiches Suyu Hareket Etmekten Daha Fazlasını Yapıyor
• Great Lakes fırtınalar Foto Galeri Seiches, Fırtına dalgalanmaları ve Kenar Dalgalar arasından NOAA
• Aynı olay KdV soliton çifti için Raf Tepkisi

Sudaki "canavarlar" ile ilişki

• Müze Müzesi
• "Champlain Gölü Canavarı Efsanesi" in Şüpheci Inquirer
• jeolojik sayfa