Aalto: Vedessä tapahtuva aaltoliike

Yksittäinen aalto koostuu harjasta (aallonhuippu) ja laaksosta (aallonpohja). Kahden peräkkäisen harjan vaakasuora väli on aallon pituus (katso myös fysiikan termi aallonpituus). Aallonharjan (korkeimman kohdan) ja pohjan (alimman kohdan) kohtisuora väli on aallon korkeus. Amplitudi on puolet aallon korkeudesta.

Merien aallot voivat syntyä, kun tuuli, maanjäristys, jokin esine (kuten vene tai laiva) tai taivaankappaleen vetovoima vaikuttaa veteen.

Aallon korkeuteen vaikuttaa monta tekijää. Tärkein on tuulen vaikutus. Mitä voimakkaampi ja pitkäkestoisempi tuuli, sen korkeampia aaltoja syntyy. Aallokkoon vaikuttavat myös veden syvyys, alueen muoto ja tuulen pyyhkäisymatka eli matka jolla tuuli vaikuttaa. Lämpötila vaikuttaa aallokkoon vain, kun vesi on ilmaa lämpimämpi, jolloin aallot kasvavat nopeammin.

Aalto murtuu silloin, kun sen huipun kulma kasvaa suuremmaksi kuin 120 astetta. Tällöin aalto myös menettää suurimman osan energiastaan. Toinen tapa selvittää aallon murtuminen on laskea sen korkeuden ja pituuden suhde. Kun aallon korkeus ylittää seitsemäsosan sen pituudesta, aalto murtuu. Esimerkiksi jos aallon pituus on 3,5 metriä se alkaa murtua kun sen korkeus ylittää puoli metriä.

Vesimolekyylit liikkuvat aalloissa ympyrä- tai ellipsiradoilla, eivätkä etene aallon mukana, vaikka näin voisikin olettaa. Aallonharjassa vesi liikkuu aallon kulkusuuntaan ja aallonpohjassa taas vastakkaiseen suuntaan. Vesimolekyylit liikkuvat ympyräradoilla koko vedessä, eivätkä vain pinnalla. Ympyrärata pienenee sen mukaan, mitä syvemmälle vesi on. Jos veden syvyys on yksi yhdeksäsosa aallonpituudesta, hiukkasen ympyräradan säde on suunnilleen puolet pinnalla olevan hiukkasen säteestä.

Niin sanotut aallonmerkit eli kareet ovat veden liikkeiden pohjahiekkaan muovaamia aaltomaisia kuvioita, jotka voivat säilyä hiekan kivettyessäkin.

Aallon osuessa jyrkkään rantaan tai kariin se heijastuu heijastuskulmassa takaisin merelle.

Aallon refraktio tapahtuu veden madaltuessa rantaa lähestyttäessä. Rantaviiva on usein mutkainen ja refraktio saa aikaan ilmiön, jossa aallot tulevat rannan joka kohdassa kohtisuoraan rantaan. Aallon lähestyessä rantaa sen vauhti hidastuu. Takana tuleva aalto kulkee tällöin hitaamman ohi ja kääntyy rantaan suorassa kulmassa.

Diffraktiota tapahtuu aallon kohdatessa esteitä, kuten saaria tai luotoja. Kitka saa aikaiseksi liikkeen, jossa aalto kiertää saaren ja aiheuttaa kovaa aallokkoa saaren vastakkaisella puolella. Näin saarien suojan puoleisilla rannoilla on usein yhtä paljon aallokkoa kuin tuulisella puolella.

• Aallonmurtaja
• Maininki
• Merkitsevä aallonkorkeus
• Ristiaallokko
• Tsunami

• Pappas, Theoni: Lisää matematiikan iloja. (More Joy of Mathematics. Exploring Mathematics All Around You, 1991.) Suomentanut Juha Pietiläinen. Helsinki: Terra cognita, 2001. ISBN 952-5202-46-1.

Viitteet

• Pretor-Pinney, Gavin: Aallontarkkailijan opas. (The Wavewatcher’s Companion, 2010.) Suomentanut Antti Immonen. Helsinki: Atena, 2011. ISBN 978-951-796-761-7.

 

Wiki Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta aalto.

• Wallenius, Jarmo: Hirviöaaltoja syntyy merillä ennakoitua enemmän Ts.fi. 22.11.2011. Arkistoitu 8.12.2015. Viitattu 2.12.2015.