Bølger dannes af vinden

Vinden påvirker havets overflade og begynder med at danne små krusninger (kapillarbølger). Når vinden øges bliver krusningerne større og danner på et tidspunkt det som vi alle ser som bølger. Deres højde vil afhænge af vindhastigheden og af vindretningen, samt også af over hvor lang tid og over hvor lang afstand vinden har frit spil. Når vi kigger på fænomenet på dybt vand, så kan man se at bølgerne bevæger sig i samme retning som vinden. Men når bølgerne kommer ind over lavt vand begynder havbunden at påvirker bølgerne, afhængig af bølgernes højde.

Bølger

For at kunne beskrive bølger er det vigtigt at få defineret nogle karakteristiske forhold. Der er bølgehøjden (H), som er defineret som den lodrette afstand mellem bølgetop og bølgedal. Der er bølgelængden (L), som er den vandrette afstand mellem to nabobølgetoppe (se figur 1). Ud fra disse to tal kan man definere den maximale højde, som en bølge kan blive på dybt vand. Det drejer sig om forholdet mellem H og L, som ikke kan blive større end 1/7. Hvis H/L bliver større end dette tal så brækker bølgen!

Når bølger dannes i det åbne hav, følger vandets bevægelse en cirkelformet kurve med en mindre diameter inde i vandsøjlen. Du kan se det i figur 2. Derefter kan bølgerne bevæge sig tusindvis af kilometer over havet, indtil de når kontinenternes kystlinier. Det har vandets dybde stor betydning.

Når bølgerne ruller over dybt hav, så ’mærker’ de ikke bunden, fordi havets dybde (h) er mange gange større end den halve bølgehøjde (L). Men når h bliver mindre end L/2, så begynder bølgerne at ’mærke’ havbunden, og det påvirker bevægelsen af partikler. Det der sker er at den cirkelformede kurve degraderes til en bevægelse frem og tilbage nede ved bunden (se figur 3 og 4).

Hvis vanddybden h er mellem L/2 og L/20, så befinder bølgerne sig på middel dybde og bølgerne kaldes intermediære bølger, mens hvis h er mindre en L/20, så er der tale om lavtvandsbølger.

Hvad sker der når bølgerne begynder at ‘mærke’ havbunden? De taber fart og deres form forandres. Årsagen er at bevægelsen af vandets partikler ændres. Fordi disse ikke længere kan være runde, så bliver det til en bevægelse frem og tilbage, og det medfører at bølgernes form ændres. Idet antallet af bølger, som ruller ind mod kysten ikke ændres, og deres hastighed nedsættes, så sker der det at bølgerne bliver tættere, dvs. deres L bliver mindre. Samtidig bygger bølgerne sig op og deres højde H øges. Processen kaldes stigende bølgeasymmetri.

Et andet meget vigtigt fænomen som sker efter stigende asymmetri er bølgernes brydning pga. havbunden. Dette ske når bølgehøjden H bliver relativ stor set i forhold til vanddybden h. I kystområder hvor bølger kan karakteriseres som intermediære eller lavtvandsbølger bryder de når H=0.8h. Måden de brækker på afhænger af bølgens stejlhed og hældning af havbunden. Der er 3 hovedtyper, som du let kan genkende, når du kigger på bølger på stranden.

Topbrydning sker når stejle bølger løber ind over en svagt hældende havbund. Du kan genkende dem på at der er meget skum på indersiden af bølgetoppen!

Styrtbrydning sker når moderat stejle bølger løber ind over moderat hældende havbund. Toppen af bølgen bliver meget stejl og får ikke længere støtte nede fra og derefter bøjer bølger forlæns over i toppen og går i stykker. Den slags bølger kan danne tunneller. Måske du har set surfere på disse!

Bølgeopløb sker når bundens hældning er relativ stejl sammenlignet med bølgehøjden. Disse bølger er svære at se, for de løber helt op på stranden, hvor de bryder.

Måske du har bemærket at bølgerne på stranden altid kommer ind parallelt med stranden, og det lige meget hvor vinden kommer fra?

Det skyldes en proces ved navn afbøjning af bølgekamme (eller bund refraktion). Lad os tænke på en lige kyst, som vender mod vest ligesom de lange lige strande du kan se i Jylland. Selv om vinden blæser fra syd, så vil du se at bølgerne kommer ind fra vest.

Det sker fordi når bølgerne løber ind ad så vil en del af bølgen først nå det lave vand og blive bremset op. Den del af bølgen som stadig har høj fart bevæger sig hurtigere og den drejer så når den når vand af samme vanddybde, osv. og dermed bliver bølgen parallel med stranden (se fig. 8 og fig. 8a).

Det sker fordi når bølgerne løber indad vil en del af bølgen først nå det lave vand og blive bremset op. Den del af bølgen som stadig har høj fart bevæger sig hurtigere og den drejer så når den når vand af samme vanddybde, osv. og dermed bliver bølgen parallel med stranden (se fig. 8 og fig. 8a).