Welle mit Massentransport?

Weit weg vom Ufer bewegt sich das Wasser in einer ungefähr kreisförmigen Bewegung. Wenn Sie einen Tischtennisball oder einen anderen Warker auf das Wasser legen, werden Sie feststellen, dass es auf die sich nähernde Welle zu und von der sich zurückziehenden Welle wegfließt. Es gibt jede Menge Animationen davon da draußen; ein schnelles Google hat http://www.youtube.com/watch?v=7yPTa8qi5X8 gefunden und das ist eine ziemlich gute Beschreibung. Wenn Sie sich im Wasser nach unten bewegen, nimmt die Größe der Kreise ab, bis sich das Wasser bei etwa einer Wellenlänge nach unten nicht mehr bewegt. Wieder mit freundlicher Genehmigung von Google finden Sie eine eher technische Diskussion unter http://www.ihad.tmd.go.th/lect18.html .

Das Problem tritt auf, wenn die Tiefe flacher als eine Wellenlänge wird, da die seitliche Oszillation immer größer wird, je flacher das Wasser wird. Wenn eine Welle (ein Tsunami ist nur ein extremes Beispiel) auf das Ufer trifft, bedeutet die Oszillation, dass sich das Wasser zuerst vom Ufer wegbewegt und dann zurück auf das Ufer, wenn jeder Gipfel auf das Ufer trifft. Beim Tsunami ist die Welle so groß, dass zuerst der charakteristische Meeresrückzug entsteht, dann die Überschwemmung über die Küste und auf das Land.

Bei Wasserwellen gibt es im Allgemeinen keine Nettoverdrängung von Wasser. Stellen Sie sich den Wind vor, der über einen geschlossenen See weht. Sie werden auf jeden Fall Wellen sehen, aber am anderen Ende gibt es keine Überschwemmungen. Wasserwellen können als Wirbel oder rezirkulierende Strömungen angesehen werden, die dazu führen, dass sich der lokale Wasserspiegel auf und ab bewegt und wie eine Welle aussieht.

Solange diese Zirkulation nicht von unten behindert wird, zirkulieren sie weiter, bis sie durch Viskosität zerstreut sind (und sie keine Energie durch Wind gewinnen). In Ufernähe werden diese Wirbel durch den Meeresboden behindert, was sich in überschlagenden Wellen am Strand bemerkbar macht.

Der grundlegende Unterschied zu einem Tsunami ist die Größe der Phänomene. Bei Tsunamis kann die Wellenlänge die Größenordnung von 100 km erreichen, das heißt$10^5$größer als gewöhnliche Windwellen. Dies geht auch mit größeren Zeitskalen einher, die im Vergleich zu normalen Wasserwellen mit Perioden von weniger als einer Sekunde in der Größenordnung von mehreren Minuten liegen.

Die zerstörerische Natur eines Tsunamis hat denselben Grund wie umstürzende Wellen. In Küstennähe wird das Meer flacher und drückt die Tsunami-Welle auf mehrere Meter hoch, wo die sich ausbreitende Energie effektiv genutzt wird, um alles auf ihrem Weg zu zerstören.

Wie andere bereits erwähnt haben, sind Wasserstrahlen keine Querwellen, sondern beinhalten eine Längskomponente. Die Querkomponente ist jedoch wichtig, da sie Längsschwingungen in einer inkompressiblen Flüssigkeit ermöglicht.

Wenn eine Welle an Land kommt, wird die Querbewegung gestört. Das Wasser bewegt sich nach oben und nach vorne, um den Kamm zu bilden, kann sich dann aber nicht nach unten bewegen, selbst nachdem sein vertikaler Impuls erschöpft ist. Ohne den Widerstand, in ein Gewässer zu fallen und es vorwärts zu schieben, behält das Wasser, das den Kamm bildete, seine Vorwärtsbewegung ungewöhnlich lange.