Doktorsavhandling: Vågornas säregenskaper i skärgården kartlades

8.1.2020 12:36

Vågornas egenskaper förändras då de rör sig genom skärgården mot kusten. Förändringarna återspeglas t.ex. i förhållandet mellan enskilda vågor och den signifikanta våghöjden.

Kuva: Eija Vallinheimo

Kuva: Eija Vallinheimo

I sin doktorsavhandling undersökte FM Jan-Victor Björkqvist hur skärgården påverkar vinddrivna vågor. Öarna och bottnen inverkar dämpande på de vågor som närmar sig kusten, men vågfältet består delvis också av lokala vågor som växer från den brutna kustlinjen som formas av öar. Vågorna i skärgården är inte lika regelbundna som vågorna på det öppna havet. Denna egenskap är viktig, eftersom det är sannolikare att en hög vågtopp åtföljs av en låg dal ifall vågfältet är regelbundet.

"Det oregelbundna vågfältet i skärgården betyder att de enskilda vågorna är lägre än vad det skulle vara ute på det öppna havet under samma signifikanta våghöjd", förklarar Jan-Victor Björkqvist.

Studien använde sig av observationer som samlats in utanför Helsingfors med hjälp av vågbojar. De tre numeriska modellerna som användes i doktorsavhandlingen simulerade vågfältet väl i Helsingfors utmanande skärgård. Det uppstod ändå skillnader i hur de olika vågmodellerna betonade förhållandet mellan vågorna från det öppna havet och de lokala vågorna.

"I skärgården är det möjligt att varken vågorna från det öppna havet eller de lokalt genererade vågorna är dominerande. Så länge detta beaktas när man tolkar resultaten, lämpar sig alla tre vågmodeller för skärdgårdsförhållanden", summerar Björkqvist.

En ny matematisk metod noggrannare för korta vågor

På basen av de observationer som tagits från forskningsfartyget Aranda utvecklade Björkqvist en ny analysmetod där vågfältet bryts ner i vågkomponenter enligt deras hastighet. "Med denna nya matematiska metod kan långa och korta vågor separeras noggrannare under alla omständigheter", berättar Björkqvist.

Med traditionella analysmetoder kan informationen från de långa vågorna på sätt och vis "läcka" till de korta vågorna område – speciellt ifall vågorna är branta. Branta vågor skapas under hård vind då avståndet till kusten i vindriktningen är kort, t.ex. då en stark havsvind blåser över en bred ö.

De korta vågorna är viktiga för att förstå bl.a. växelverkningarna mellan havet och atmosfären. De är också centrala då man simulerar driften av föremål i havet.

Doktorsavhandlingen granskas i Helsingfors 10.1.

FM Jan-Victor Björkqvists doktorsavhandling "Waves in Archipelagos" granskas fredagen 10.1.2020 i Helsingfors universitets Gumtäkts kampus Physicum-byggnad, sal E204. Som opponent fungerar Dr. Luigi Cavaleri (Institute of Marine Sciences, Italia) och som kustos professor Petteri Uotila från Helsingfors universitet.

Tilläggsinformation:

forskare Jan-Victor Björkqvist, Meteorologiska institutet, tel. 029 539 2187, jan-victor.bjorkqvist@fmi.fi

Doktorsavhandlingen är tillgänglig i Helda-arkivet.