Cos’è il mare incrociato, quando si formano le onde quadrate e perché possono essere pericolose / What is a cross sea, when do square waves form and why can they be dangerous?

 Cos’è il mare incrociato, quando si formano le onde quadrate e perché possono essere pericolose / What is a cross sea, when do square waves form and why can they be dangerous?

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Quando le onde sono convergenti la rifrazione è convessa e il fronte d’onda rallenta. Quando sono divergenti, invece, la rifrazione è concava /  When the waves are convergent, the refraction is convex and the wave front slows down. When they are divergent, however, the refraction is concave.

Sembra incredibile, ma esistono anche le onde "quadrate"! Ciò avviene durante una condizione di "mare incrociato", quando due diversi sistemi di onde si scontrano. Il fenomeno, che è comune nelle acque poco profonde, può essere osservato su alcune coste marine a causa di fenomeni meteorologici che fanno scontrare due sistemi di onde che in principio avevano direzioni diverse.

Le onde quadrate si formano quando due sistemi di onde si intersecano, offrendo alla vista una sorta di reticolato ondoso sulla superficie dell'acqua. Questo fenomeno, che è noto anche come "mare incrociato", può essere pericoloso perché crea delle correnti di risacca che mettono a rischio le imbarcazioni, aumentando la probabilità di incidenti.

In Italia è molto difficile vedere questo tipo di fenomeno, mentre è molto comune nell'isola di Rè (Nuova Aquitania, Francia), visto che in quell'area si intersecano due mari che hanno modelli meteorologici diversi. Spesso si vede anche sulle spiagge che bagnano Tel Aviv (Israele) e nei grandi laghi americani (soprattutto nel Lago Michigan).

Quando e perché si verifica il mare a croce

Il fenomeno – più facile da vedere nelle acque poco profonde di alcune zone costiere bagnate da acque oceaniche – si verifica quando due o più sistemi di onde che viaggiano in direzioni reciprocamente perpendicolari (o che viaggiano lungo direzioni che formano un angolo compreso tra i 60° e i 120° tra di loro) si scontrano, dando forma a queste onde quadrate. Le onde che si scontrano potrebbero essere alimentate da venti (wind waves) con onde non più sostenute da venti e quindi dette "onde morte" (swell). Se invece si incrociano solo onde morte si parla di "cross swell". In ogni caso, il fenomeno avviene quando si intersecano due sistemi di onde che in principio avevano direzioni diverse.

Ma non solo: il mare incrociato si può osservare anche in seguito a fenomeni di rifrazione e/o diffrazione delle onde.

Cos'è esattamente la rifrazione? La rifrazione è il fenomeno per cui un'onda, passando da un mezzo a un altro (ad esempio dall'acqua profonda a quella bassa), cambia direzione. Questo avviene perché la velocità dell'onda varia a seconda della profondità dell'acqua. Ma ciò come influisce sulla formazione delle onde quadrate? Quando un'onda si avvicina alla costa, la parte più vicina alla riva rallenta a causa della minore profondità, mentre la parte più lontana continua a muoversi più velocemente. Questo fa sì che l'onda si incurvi e cambi direzione. Se due sistemi di onde si avvicinano alla costa da direzioni leggermente diverse, la rifrazione può far sì che le loro creste si incrocino formando un pattern a scacchiera.

Nella diffrazione invece un'onda, incontrando un ostacolo od un'apertura, tende a "diffondersi" o "piegarsi" attorno ad esso/a. Ciò avviene perché le onde non si propagano sempre in linea retta, ma possono "curvare" attorno agli ostacoli. Come influisce sulla formazione delle onde quadrate? In due modi:

Interagendo con degli ostacoli: Quando le onde incontrano ostacoli come scogliere, moli o banchi di sabbia, la diffrazione fa sì che esse si incurvino e cambino direzione. Questo può contribuire alla formazione di pattern complessi sulla superficie dell'acqua, compresi quelli a scacchiera (mare incrociato).

Interferenza tra onde difratte: Le onde difratte da ostacoli diversi possono interferire tra loro, sommandosi o cancellandosi a vicenda. Questa interferenza può accentuare od attenuare determinati pattern, come le onde quadrate.

Talvolta la rifrazione e la diffrazione agiscono in combinazione. Ad esempio, un'onda che si avvicina a una costa con una profondità variabile subirà sia rifrazione (a causa del cambiamento di profondità) sia diffrazione (a causa della presenza di scogliere o promontori). L'interazione di questi due fenomeni può creare pattern d'onda molto complessi e affascinanti.

Quindi sia la rifrazione che la diffrazione sono fattori importanti nella formazione delle onde quadrate, ma è fondamentale sottolineare che la formazione di questi pattern è il risultato di una combinazione di fattori, tra cui le condizioni del vento, la topografia del fondale e le caratteristiche delle mareggiate.

Perché le onde quadrate possono essere pericolose

Sebbene osservare le onde quadrate sulla spiaggia (in acque poco profonde dove le correnti non sono forti) non presenti un pericolo, è necessario tenere a mente che la forza di correnti di risacca generata dalla collisione di due sistemi di onde differenti ed i rapidi mutamenti delle maree rappresentano un rischio sia per i bagnanti che per le barche. Infatti, nel corso degli anni ci sono stati diversi naufragi e incidenti marittimi in cui tra le concause era presente anche questo fenomeno. Chiaramente, se si è in acqua e si vede che questo tipo di onde si sta formando, ci si dovrebbe allontanare il prima possibile per evitare di essere trascinati da diverse angolazioni e di non riemergere.

ENGLISH

It seems incredible, but "square" waves also exist! This occurs during a "cross sea" condition, when two different wave systems collide. The phenomenon, which is common in shallow waters, can be observed on some sea coasts due to meteorological phenomena that cause two wave systems that initially had different directions to collide.

Square waves are formed when two wave systems intersect, offering the view of a sort of wavy network on the surface of the water. This phenomenon, which is also known as "cross sea", can be dangerous because it creates rip currents that put boats at risk, increasing the probability of accidents.

In Italy it is very difficult to see this type of phenomenon, while it is very common on the island of Rè (Nouvelle-Aquitaine, France), since in that area two seas with different meteorological patterns intersect. It is also often seen on the beaches that bathe Tel Aviv (Israel) and in the great American lakes (especially Lake Michigan).

When and why does a cross swell occur

The phenomenon – easier to see in the shallow waters of some coastal areas bathed by ocean waters – occurs when two or more wave systems that travel in mutually perpendicular directions (or that travel along directions that form an angle between 60° and 120° between them) collide, giving shape to these square waves. The waves that collide could be powered by winds (wind waves) with waves no longer supported by winds and therefore called "dead waves" (swell). If instead only dead waves cross, it is called a "cross swell". In any case, the phenomenon occurs when two wave systems that initially had different directions intersect.

But not only that: a cross swell can also be observed following phenomena of refraction and/or diffraction of the waves.

What exactly is refraction? Refraction is the phenomenon whereby a wave, when passing from one medium to another (for example from deep water to shallow water), changes direction. This happens because the speed of the wave varies depending on the depth of the water. But how does this affect the formation of square waves? As a wave approaches the shore, the part closest to the shore slows down due to the shallower water, while the part farther away continues to move faster. This causes the wave to curve and change direction. If two wave systems approach the shore from slightly different directions, refraction can cause their crests to cross, forming a checkerboard pattern.

In diffraction, on the other hand, a wave, when encountering an obstacle or an opening, tends to "spread" or "bend" around it. This happens because waves do not always propagate in a straight line, but can "curve" around obstacles. How does this affect the formation of square waves? In two ways:

Interacting with obstacles: When waves encounter obstacles such as reefs, jetties, or sandbars, diffraction causes them to bend and change direction. This can contribute to complex patterns on the surface of the water, including checkerboard patterns (cross-seas).

Interference between diffracted waves: Waves diffracted by different obstacles can interfere with each other, adding to or canceling each other. This interference can accentuate or attenuate certain patterns, such as square waves.

Sometimes refraction and diffraction work together. For example, a wave approaching a shoreline with a varying depth will experience both refraction (due to the change in depth) and diffraction (due to the presence of reefs or headlands). The interaction of these two phenomena can create very complex and fascinating wave patterns.

So both refraction and diffraction are important factors in the formation of square waves, but it is important to note that the formation of these patterns is the result of a combination of factors, including wind conditions, seabed topography and storm surge characteristics.

Why square waves can be dangerous

Although observing square waves on the beach (in shallow water where currents are not strong) does not present a danger, it is necessary to keep in mind that the force of rip currents generated by the collision of two different wave systems and the rapid changes in tides represent a risk to both swimmers and boats. In fact, over the years there have been several shipwrecks and maritime accidents in which this phenomenon was one of the causes. Clearly, if you are in the water and you see that this type of wave is forming, you should move away as soon as possible to avoid being dragged from different angles and not resurfacing.

Da:

https://www.geopop.it/cose-il-mare-incrociato-quando-si-formano-le-onde-quadrate-e-perche-possono-essere-pericolose/