Pregunta:
¿Por qué los maremotos aparecen de repente en algunos ríos?
Archisman Panigrahi
2020-07-07 14:29:11 UTC
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A medida que la marea se acerca en la parte baja de algunos ríos (por ejemplo, el Ganges), una marea de varios pies de altura entra desde el mar contra el flujo del río (haciendo un gran ruido), y el nivel del agua sube repentinamente a medida que avanza la ola.

Esperaría que el nivel del agua aumentara lenta y gradualmente, ya que el ángulo entre la luna y el cenit cambia continuamente de $ 90 ^ {\ circ} $ a $ 0 ^ {\ circ} $ (o $ 180 ^ {\ circ} $ ).

¿Por qué aparece el maremoto tan repentinamente?

No estoy seguro de si esto también ocurre en los mares, pero he visto este fenómeno en ríos cerca del mar.

Las mareas son complicadas, consulte https://physics.stackexchange.com/questions/121830/does-earth-really-have-two-high-tide-bulges-on-opposite-sides
He sido testigo del fenómeno en Gran Bretaña.El Severn bore es un evento regular que la gente hace todo lo posible por ver.Los surfistas y piragüistas intentan permanecer en el frente de las olas el mayor tiempo posible.A veces, los observadores caen porque el aumento es mucho más de lo que esperaban y el lugar en el que se encuentran está invadido.https://specials-images.forbesimg.com/imageserve/467124504/960x0.jpg?cropX1=0&cropX2=2824&cropY1=22&cropY2=1611 - En pocas palabras, el río sigue corriendo cuesta abajo mientras la marea sube cuesta arriba.¡La marea gana!
[Video de una marea.] (Https://www.youtube.com/watch?v=RhzLQaQRpVU) El agua en aumento del Océano Atlántico se [canaliza] (https://i.stack.imgur.com/4Prx0.png) en la bahía de Fundy, lo que conduce a las mareas más altas del mundo.(El mismo lugar en [marea alta] (https://i.stack.imgur.com/AoM3o.jpg) y [marea baja] (https://i.stack.imgur.com/QbmDP.jpg)).A su vez, el agua se canaliza hacia el río Peticodiac, donde el agua de mar se empuja corriente arriba.Esto conduce a la marea que se ve en el video.
Cinco respuestas:
#1
+42
Thomas Fritsch
2020-07-07 15:08:01 UTC
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Lo que está describiendo se llama marea.

Citado de Wikipedia - Tidal bore - Descripción:

Las perforaciones ocurren en relativamente pocos lugares en todo el mundo, generalmente en áreas con un amplio rango de mareas (típicamente más de 6 metros (20 pies) entre marea alta y baja) y donde las mareas entrantes se canalizan hacia un estrechamiento de río o lago a través de una amplia bahía. La forma de embudo no solo aumenta el rango de mareas, pero también puede disminuir la duración de la marea de inundación, hasta un punto donde la inundación aparece como un aumento repentino en el nivel del agua. Una marea tiene lugar durante la marea de inundación y nunca durante la marea baja.

En el océano, el nivel del mar aumenta bastante lentamente (solo unos pocos pies por hora). Pero en las aguas poco profundas de los ríos (y también en bahías en forma de embudo) esto resultará en un aumento repentino del nivel del agua en forma de ola. Debido a la pequeña pendiente del río, el lento ascenso vertical (unos pocos pies por hora) se convierte a alta velocidad horizontal (varios kilómetros por hora) del frente de onda. Y debido a la forma de embudo (desde una amplia bahía hasta un río estrecho) la altura del frente de ola se acumula en el camino.

tidal bore
(imagen de Fisheries and Oceans Canada - Phenomena - Tidal bores)

Aquí tienes una imagen real del fenómeno. enter image description here (imagen de Espectaculares marejadas que remontan el río China)

Además, para hacer la respuesta aún mejor, es posible que desee explicar por qué la teoría del abultamiento continuo es demasiado simplificada. Estaba tratando de explicar las mareas a mi hermano (que está en la escuela secundaria) usando la teoría del abultamiento, y de repente me di cuenta de queexplicar las perforaciones de las mareas.
Curiosamente, en la bahía de Fundy, que tiene las mareas más altas del mundo, se puede practicar rafting en la marea.Hay muchos videos en línea para cualquier persona interesada en buscarlo.
#2
+23
Void
2020-07-07 16:22:39 UTC
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El fenómeno que describe se conoce como marea negra. Para entenderlo, uno tiene que ir más allá de la teoría lineal estrictamente idealizada para las ondas como se enseña en la mayoría de los cursos de física y considerar ondas que alcanzan una profundidad finita bajo la superficie del agua. Esto se debe a que el tirón de la Luna sobre el agua afecta a todo el océano, desde la superficie hasta su misma profundidad, y crea olas que pueden verse como análogas al tsunami en el sentido de que afectan a todo el océano. columna de agua (aunque las mareas crean olas mucho más suaves que los tsunamis).

El primer paso para la formación de un maremoto es la aproximación del maremoto muy suave y de longitud de onda larga a una amplia bahía poco profunda. A medida que la ola entra en el agua menos profunda, intenta conservar algo de su impulso y energía volviéndose más empinada y más alta, lo que también distorsiona la forma de la ola. Esto se puede derivar de la teoría de olas de Stokes y se conoce como banco de olas. Luego, la ola del banco se canaliza aún más hacia el río y puede aumentar aún más la amplitud de la perforación.

En un conjunto ideal de circunstancias, lo que se forma en el río se denomina ola solitaria. Aunque es una ola solitaria, no se dispersa debido a la interacción con el lecho del río, y esta es la base del maremoto. Sin embargo, se necesitan algunas circunstancias bastante afinadas para un maremoto, sin embargo, se dispersará fácilmente en la bahía, o el maremoto simplemente no es lo suficientemente fuerte y rápido para formar una ola solitaria en primer lugar. ¡Así que tiene suerte de haberlo experimentado en su región!

¿Hay algún recurso que pueda sugerir para aprender las matemáticas detrás de esto?
#3
+4
chasly - reinstate Monica
2020-07-08 22:58:08 UTC
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Sin embargo, soy consciente de que este es un sitio de física, ya que he experimentado el fenómeno. Me gustaría ofrecer una explicación laica.

Cuando sube la marea sobre una ensenada muy poco profunda, el borde de ataque del agua se mueve muy rápidamente.

Anécdota

Solía ​​anclar mi velero en un amarre que se secaba (Bidston, Mersyside, Reino Unido). La bahía arenosa era larga y estrecha y no tenía ningún río que desembocara en ella. Solo la marea podía entrar. Caminaba hasta mi bote justo antes de que subiera la marea, luego me sentaba y esperaba. Tal era la velocidad de la subida del agua que mi barco (que se inclinaba debido a su quilla) pasaba de inclinado a erguido en solo unos minutos. El borde de ataque de la marea se movía más rápido de lo que podía correr una persona. Nota: este efecto provoca muchas muertes de turistas desconocidos en determinadas costas.

Imagina que la marea está entrando en el delta de un río. Veamos dos casos hipotéticos.

  1. Ha habido sequía y el lecho del río está seco. En este caso, la entrada de la marea será suave. No habrá abultamiento ni aburrimiento.

  2. Ha habido fuertes lluvias y el río está inundado. En este caso hay una cantidad considerable de agua acercándose al mar, opuesta a una cantidad considerable de agua que intenta subir por el cauce del río. Si el último es mayor que el primero, el efecto es una ola que viaja río arriba en contra de su flujo natural cuesta abajo.

Otros factores

  1. Como han mencionado otros, el efecto es mucho más notable durante la marea de primavera. Esta marea 'surge' más rápidamente y más lejos que durante las mareas muertas. Las mareas, por supuesto, no se deben a la temporada (primavera) sino a la alineación del Sol y la Luna. Cuando se alinean, hay una marea de primavera y cuando están en ángulo recto con respecto a la Tierra, crean una marea muerta.

  2. El delta de un río se estrecha a medida que avanza río arriba. Por lo tanto, hay un gran volumen de agua que intenta pasar por un canal cada vez más pequeño. Esto se manifiesta dramáticamente en un largo camino hacia arriba.

  3. En algunas partes del mundo, los rangos de mareas (cambios de altura) son mucho mayores que en otras. Esto se debe a una serie de factores que incluyen la topología submarina, la forma de la costa, etc.

... el rango de mareas promedio en el Mediterráneo es de unos 30 cm, que es menos que los cambios en el nivel del mar provocados por la acción de las olas y condiciones atmosféricas. Por tanto, las mareas no son importantes en el Mediterráneo excepto el norte del Adriático y el golfo de Gabes donde la amplitud de las mareas alcanza aproximadamente 1 m. http://www.shadowservices.com/nature/Maltese/Geomorph/geog.htm#:~:text=The%20Mediterranean%20has%20an%20average%20depth%20of%201500,brought%20about%20by% 20% de onda 20% de acción 20 y% 20% de 20 condiciones atmosféricas.

El rango de mareas más grande del mundo de 16,3 metros (53,5 pies) ocurre en Bay of Fundy, Canadá y el Reino Unido experimentan regularmente rangos de mareas de hasta 15 metros (49 pies) entre Inglaterra y Gales en el estuario Severn. (mi énfasis) https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_range#:~:text=The%20world%27s%20largest%20tidal%20range%20of%2016.3%20metres,between%20England%20and%20Wales%20in% 20el% 20Severn% 20Estuary.

Severn bore - Reino Unido

enter image description here

https://www.severn-bore.co.uk/

Conclusion

Para obtener el orificio más notable, necesita los siguientes factores:

  1. Una gran amplitud de mareas en promedio

  2. Una marea primaveral

  3. Un río cuyo cauce (delta) se estrecha y, al mismo tiempo, la pendiente en dirección interior hacia el interior es pequeña.

  4. Un río en pleno caudal.

#4
+4
Andrew Steane
2020-07-08 23:58:57 UTC
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Solo agrego un comentario no cubierto por respuestas anteriores que ya son buenas.

Recomiendo experimentar en casa.El ingrediente básico es una amplia masa de agua que se inclina suavemente en forma de embudo poco profundo y estrecho (el río con su estuario).La amplia masa de agua solo necesita moverse lentamente, pero a medida que se encuentra con el embudo que se estrecha, el agua tiene que moverse cada vez más rápido y también hacerse más profunda.El resultado es una "pila" de agua que se "derrama" río arriba, un poco como la forma en que un derrame de agua en el suelo viaja hacia afuera.

#5
+1
Homer
2020-07-09 02:47:50 UTC
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El año pasado asistí a una conferencia invitada por Sir Michael Berry de la Universidad de Bristol, Reino Unido.La conferencia trató sobre este tema exacto (consulte aquí).Fue revelador y un poderoso recordatorio del poder de pensar desde los primeros principios.

Te animo a que veas esto, ya que debería ser más satisfactorio que cualquier respuesta que pudiera escribir aquí.Sin embargo, como se mencionó en otras respuestas, el comportamiento único de las perforaciones de las mareas en un sistema de mareas se debe a la proporción de las profundidades $ r $ de las profundidades del río río arriba y río abajo, denotado por $ d_1 $ y $ d_0 $ respectivamente: \ begin {ecuación} r = \ frac {d_1} {d_0} \ end {ecuación}

donde una marea se define por tener $ r > 1 $ .Esto se deriva de suponer la continuidad de un elemento de agua y la aplicación de la ley de Newton a ese elemento.



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