havbølger

Vindbølger som fortsatt er i området der vinden virker, kalles vindsjø. Vindsjø kan være svært uregelmessig.

Når bølgene forplanter seg ut av vindens virkningsområde, går de over til mer regelmessige dønninger. Disse kan forplante seg over store avstander, selv om de etter hvert blir så lave at de er vanskelig å se. Bølgelengden av en dønning kan være flere hundre meter.

Brenning oppstår når dønninger eller andre overflatebølger av forholdsvis lang bølgelengde beveger seg inn over grunnere vann. Da vil deres bølgelengde minke mens bølgehøyden øker, og de kan til slutt bryte. En bølge bryter når bølgeskråningen blir for bratt, slik at bølgetoppen velter forover.

Ved brenning vil bølgekammene også orientere seg mer parallelt med strandlinjen.

Når havdypet er større enn halve bølgelengden vil de enkelte vannpartiklene i bølgen tilnærmet bevege seg i sirkler. Disse sirklenes radius avtar raskt nedover i dypet.

I bølgetoppen og i dypet under den vil vannet bevege seg horisontalt og i samme retning som bølgen. I bølgedalen og i dypet under den vil vannet bevege seg horisontalt og i motsatt retning. Mellom bølgetopp og bølgedal vil vannet bevege seg vertikalt, opp framfor toppen og ned bakenfor toppen, sett i bølgeretningen. Denne sirkelbevegelsen er ikke helt uten framdrift, fordi vannpartiklene har litt større fart framover i bølgetoppen enn de har bakover i bølgedalen.

Det er utviklet flere metoder for varsling av vindsjø og dønning. Slik varsling, som inngår i varsling av sjøgang, har betydning for kystområder og havneanlegg, og selvsagt også for skipsfarten. Virkningen på kystområder vil også avhenge av havbunnens form.

Det finnes mange metoder for bølgemåling, som bøyer, hvor bevegelsen registreres og signalene overføres trådløst til land, og instrumenter som ligger f.eks. på bunnen og registrerer vanntrykket.

Bølger som kommer inn mot land eller mot faste konstruksjoner vil påvirke disse med bølgekreftene. Disse er dels periodiske trykkrefter, dels kortvarige sjokk-krefter ved brytende bølger. Dessuten vil man få friksjonskrefter på frittstående konstruksjoner. Beregningen av disse bølgekreftene er innviklet, men er viktig å ta hensyn til ved konstruksjoner i sjøen.

Vindsjøen er sammensatt av en mengde bølgetog med forskjellig periode og bølgehøyde (vertikal avstand fra bølgedal til bølgetopp), og må derfor beskrives statistisk. Man utarbeider diagrammer som angir bølgeenergiens fordeling på de forskjellige bølgeperioder eller -frekvenser (bølgespektre), og diagrammer som viser fordeling av bølgehøyde og periode.

Man oppgir gjerne den signifikante bølgehøyden, som er middelverdien for den tredjedel av bølgene som er høyest. Den maksimale bølgehøyde kan bli mye større enn dette, og forekommer ved sammenvirkning (interferens) av to eller flere bølger. Man har observert bølger på 20–30 meter. Særlig ved konstruksjoner som står på havbunnen, f.eks. petroleumsplattformer, er man interessert i å vite den største bølgehøyde som kan inntreffe f.eks. i de neste hundre år (hundreårsbølgen). Denne beregnes ut fra observerte bølgedata sammen med visse statistiske antagelser. Ved Utsira er f.eks. hundreårsbølgen beregnet til 23 m, men den kan bli atskillig større i åpent hav.

Bølgeformen forplanter seg normalt med en hastighet som avhenger av bølgelengden (horisontal avstand mellom to nabobølgetopper).

Sammenhengen mellom bølgelengde og periode kan settes opp i følgende formel når havdypet er større enn halve bølgelengden:

\( L = \frac{gT^2}{2 \pi } \)

Her står L for bølgelengden, g står for tyngdens akselerasjon, T står for bølgenes periode og tegnet π er den matematiske størrelsen pi. Ifølge formelen vil en bølge med periode på 10 sekunder være 156 meter lang.

Av andre typer bølger i havet kan nevnes:

• tidevannsbølger som henger sammen med vekslingen mellom høyvann og lavvann,
• tsunamier, som dannes ved undersjøiske jordskjelv, vulkanutbrudd eller skred.
• meteo-tsunamier som skyldes endringer i lufttrykket
• bølger fra skipstrafikk

Alle bølgetypene nevnt over virker i og nær overflaten, og kalles derfor overflatebølger. Det finnes også undervannsbølger (interne bølger) som har liten virkning på havoverflaten.

• bølge (fysikk)
• sjøgang
• tsunami
• tidevannsbølger
• undervannsbølger