Kelly Slater Wave Company Surf Ranchでの研究により、砕けた波に対する風の影響が沿岸域のプロセスに大きく影響することが実証されました。 Study at Kelly Slater Wave Company Surf Ranch demonstrates that wind effects on breaking waves can significantly influence nearshore processes
2023-02-28 カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)
◆風の強さと方向は、サーファーにとって重要な意味を持つだけでなく、科学者にとっても近海の海洋物理学にどのような影響を与えるかが興味深いところです。風は、砕波の発生や、砕波による海底の砂の巻き上げに影響を及ぼします。最終的には、風による波への影響は、海岸やサーフゾーンの形状に影響を与える可能性があります。「と、この研究を率いたスクリップス海洋学の沿岸物理海洋学者であるFalk Feddersenは述べています。
◆KSWCは、カリフォルニア州リモアにあるレクリエーション用サーフィン施設「Surf Ranch」を運営しています。2019年、研究チームはサーフ・ランチのウェーブベイスンを計測し、搭載カメラ、無搭乗の航空車両、光検出と測距（LIDAR）技術を使って砕波を記録し、砕波の形状を観測しました。また、風の強さと方向も測定しました。
◆オフショアとオンショアの風は、波の表面の圧力分布を変化させ、波の形状を変化させると結論付けています。
＜関連情報＞
- https://today.ucsd.edu/story/scientists-and-surf-organizations-confirm-what-surfers-already-know
- https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-fluid-mechanics/article/crossshore-windinduced-changes-to-fieldscale-overturning-wave-shape/4236FD21F9A9EA5AFCF6ED8966B93596
横風によるフィールドスケールのオーバーターニング波の形状の変化 Cross-shore wind-induced changes to field-scale overturning wave shape
Falk Feddersen,Adam M. Fincham,Katherine L. Brodie,Adam P. Young,M.S. Spydell[,Derek J. Grimes,Michal Pieszka and Kentaro Hanson
Journal of Fluid Mechanics Published:27 February 2023
DOI:https://doi.org/10.1017/jfm.2023.40
The shape of depth-limited breaking-wave overturns is important for turbulence injection, bubble entrainment and sediment suspension. Overturning wave shape depends on a nonlinearity parameter H/h, where H is the wave height, and hℎ is the water depth. Cross-shore wind direction (offshore/onshore) and magnitude affect laboratory shoaling wave shape and breakpoint location Xbp, but wind effects on overturning wave shape are largely unstudied. We perform field-scale experiments at the Surf Ranch wave basin with fixed bathymetry and ≈2.25≈2.25 m shoaling solitons with small height variations propagating at C=6.7 m s−1=6.7 m s−1. Observed non-dimensional cross-wave wind Uw was onshore and offshore, varying realistically (−1.2<Uw/C<0.7−1.2<<0.7). Georectified images, a wave staff, and lidar are used to estimate Xbp, H/h/ℎ, overturn area A and aspect ratio for 22 waves. The non-dimensionalized Xbp was inversely related to Uw/C. The non-dimensional overturn area and aspect ratio also were inversely related to Uw/C, with smaller and narrower overturns for increasing onshore wind. No overturning shape dependence on the weakly varying H/h/ℎ was seen. The overturning shape variation was as large as prior laboratory experiments with strong H/h/ℎ variations without wind. An idealized potential air flow simulation on steep shoaling soliton shape has strong surface pressure variations, potentially inducing overturning shape changes. Through wave-overturning impacts on turbulence and sediment suspension, coastal wind variations could be relevant for near-shore morphology.
