En oceanografía , el estado del mar es la condición general de la superficie libre en una gran masa de agua, con respecto a las olas del viento y el oleaje , en un lugar y momento determinados. Un estado del mar se caracteriza por estadísticas , incluida la altura , el período y el espectro de potencia de las olas . El estado del mar varía con el tiempo, a medida que cambian las condiciones del viento o las condiciones del oleaje. El estado del mar puede ser evaluado por un observador experimentado, como un marinero capacitado, o mediante instrumentos como boyas meteorológicas , radares de olas o satélites de teledetección .
En el caso de las mediciones de boyas, las estadísticas se determinan para un intervalo de tiempo en el que el estado de la mar puede considerarse constante. Esta duración tiene que ser mucho más larga que el período de ola individual, pero menor que el período en el que las condiciones del viento y del oleaje varían significativamente. Por lo general, se utilizan registros de cien a mil períodos de olas para determinar las estadísticas de las olas.
La gran cantidad de variables involucradas en la creación y descripción del estado del mar no se puede resumir rápida y fácilmente, por lo que se utilizan escalas más simples para dar una descripción aproximada pero concisa de las condiciones para informar en el diario de un barco o un registro similar.
Código del estado del mar de la OMM
El código del estado del mar de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) adopta en gran medida la definición de "mar del viento" de la escala del mar de Douglas .
Código de estado del mar de la OMM | Altura de las olas | Caracteristicas |
---|---|---|
0 | 0 metros (0 pies) | Calma (vidrioso) |
1 | 0 a 0,1 metros (0,00 a 0,33 pies) | Calma (ondulada) |
2 | 0,1 a 0,5 metros (3,9 pulg. A 1 pie 7,7 pulg.) | Suave (onditas) |
3 | 0,5 a 1,25 metros (1 pie 8 pulg. A 4 pies 1 pulg.) | Leve |
4 | 1,25 a 2,5 metros (4 pies 1 pulg a 8 pies 2 pulg) | Moderar |
5 | 2,5 a 4 metros (8 pies 2 pulg. A 13 pies 1 pulg.) | Áspero |
6 | 4 a 6 metros (13 a 20 pies) | Muy áspero |
7 | 6 a 9 metros (20 a 30 pies) | Elevado |
8 | 9 a 14 metros (30 a 46 pies) | Muy alto |
9 | Más de 14 metros (46 pies) | Fenomenal |
0. Ninguno | |
Bajo | 1. Corto o medio 2. Largo |
Moderar | 3. Corto 4. Promedio 5. Largo |
Elevado | 6. Corto 7. Promedio 8. Largo |
9. Confundido |
- Se debe registrar la dirección de donde viene el oleaje.
Estados del mar en la ingeniería marina
En aplicaciones de ingeniería, los estados del mar a menudo se caracterizan por los siguientes dos parámetros:
- La altura de ola significativa H 1/3 - la altura media de ola del tercio de olas más altas.
- El período de onda medio, T 1 .
El estado del mar se suma a estos dos parámetros (o la variación de los dos) también descrito por el espectro de olas. que es una función de un espectro de altura de ola y un espectro de dirección de onda . Algunos espectros de altura de ola se enumeran a continuación. La dimensión del espectro de ondas es, y en el espectro se pueden encontrar muchas propiedades interesantes sobre el estado del mar.
La relación entre el espectro y la amplitud de la onda para un componente de onda es:
- [ cita requerida ]
- La Conferencia Internacional de Tanques de Remolque (ITTC) [1] recomendó un modelo de espectro para un mar completamente desarrollado ( espectro ISSC [2] / espectro de Pierson-Moskowitz modificado ): [3]
- Modelo de espectro recomendado por ITTC para alcance limitado ( espectro JONSWAP )
dónde
y
(Este último modelo ha mejorado desde su creación basándose en el trabajo de Phillips y Kitaigorodskii para modelar mejor el espectro de altura de onda para números de onda altos . [4] )
Una función de ejemplo puede ser:
Por lo tanto, el estado del mar está completamente determinado y puede recrearse mediante la siguiente función donde es la elevación de la ola, se distribuye uniformemente entre 0 y , y se extrae aleatoriamente de la función de distribución direccional [5]
Además de las estadísticas de oleaje a corto plazo presentadas anteriormente, las estadísticas de estado del mar a largo plazo a menudo se dan como una tabla de frecuencia conjunta de la altura de ola significativa y el período medio de ola. A partir de las distribuciones estadísticas a corto y largo plazo es posible encontrar los valores extremos esperados en la vida operativa de un barco. El diseñador de un barco puede encontrar los estados del mar más extremos (valores extremos de H 1/3 y T 1 ) de la tabla de frecuencias conjunta, y del espectro de olas el diseñador puede encontrar la elevación de ola más alta más probable en los estados del mar más extremos y predecir las cargas más altas más probables en partes individuales del barco a partir de los operadores de amplitud de respuesta del barco. Sobrevivir al estado del mar una vez cada 100 años o una vez cada 1000 años es una demanda normal para el diseño de barcos y estructuras marinas.
Ver también
Notas al pie
- ^ Conferencia internacional de tanques de remolque (ITTC) , consultado el 11 de noviembre de 2010
- ^ Congreso Internacional de Estructuras Navales y Offshore
- ^ Pierson, WJ; Moscowitz, L. (1964), "Una forma espectral propuesta para mares de viento completamente desarrollados basada en la teoría de similitud de SA Kitaigorodskii", Journal of Geophysical Research , 69 (24): 5181–5190, Bibcode : 1964JGR .... 69.5181 P , doi : 10.1029 / JZ069i024p05181
- ^ Elfouhaily, T .; Chapron, B .; Katsaros, K .; Vandemark, D. (15 de julio de 1997). "Un espectro direccional unificado para olas largas y cortas impulsadas por el viento" (PDF) . Revista de Investigaciones Geofísicas . 102 (C7): 15781-15796. Código Bibliográfico : 1997JGR ... 10215781E . doi : 10.1029 / 97jc00467 .
- ^ Jefferys, ER (1987), "Directional seas should be ergodic", Applied Ocean Research , 9 (4): 186-191, doi : 10.1016 / 0141-1187 (87) 90001-0
Referencias
- Bowditch, Nathaniel (1938), American Practical Navigator , publicación HO No. 9 (edición revisada), Oficina Hidrográfica de los Estados Unidos, OCLC 31033357
- Faltinsen, OM (1990), Sea Loads on Ships and Offshore Structures , [Cambridge University Press], ISBN 0-521-45870-6