In fisica con il termine onda si indica una perturbazione che nasce da una sorgente e si propaga nel tempo e nello spazio, trasportando energia o quantità di moto senza comportare un associato spostamento della materia.
Lo stesso discorso vale anche per l'onda marina. Il vento spira su una superficie di mare denominata fetch, spingendo lo strato superficiale di acqua, cui cede parte della sua energia cinetica e quantità di moto.
L'attrito tra il vento e la superficie dell'acqua fa muovere le particelle superficiali di un moto circolatorio. In mare aperto quindi, contrariamente all'effetto ottico che può trarre in inganno, non c'è un vero e proprio spostamento orizzontale di masse d'acqua bensì le particelle si muovono ritmicamente, salendo e scendendo, descrivendo un orbita circolare.
Il vento agita il mare con lo stesso effetto di quando soffiamo su una pozzanghera
Progressivamente, dall'inizio alla fine del fetch, si formano :
le onde capillari (capillary waves);
le increspature (ripples);
le onde vive (chops);
le onde di vento (wind waves);
le onde completamente sviluppate (fully developed seas);
le onde della mareggiata (swells).
Il rapporto tra la velocità delle onde e quella del vento è detto età del mare.
Osservata lateralmente, l'istantanea di una serie di onde appare come la figura che in fisica viene chiamata onda trocoidale, una sinusoide da cui si descrivono i nomi di noti parametri:
la cresta, il punto più alto, chiamata anche lip;
il cavo, il punto più basso, presente tra una cresta e l'altra;
la lunghezza, ossia la distanza tra due creste (o due cavi), parametro da cui dipende la velocità dell'onda; l'onda lunga è proprio la preferita da surfisti e pericolanti;
l'altezza è la distanza verticale tra la cresta e la proiezione del cavo sotto di essa, la cui misura determina i gradi della Scala Douglas;
l'ampiezza è la massima distanza raggiunta rispetto al livello di mare calmo;
il periodo, ossia, fissato un punto, è il tempo che intercorre tra un'onda e l'altra per attraversarlo ed equivale al tempo che un cresta impiegherebbe per attraversare l'intera lunghezza;
la frequenza, al contrario, misura il numero di onde che attraversano un punto in un tempo determinato.
Il moto circolatorio delle particelle continua anche in profondità, con delle circonferenze sempre più piccole fino a diventare nulle, per convenzione, ad una profondità equivalente alla metà della lunghezza d'onda. È per questo che il subacqueo che si immerge col mare mosso, sgonfiato il GAV e disceso di qualche metro, troverà acqua piatta; tuttavia ritroverà nuovamente il mare movimentato alla risalita in superficie.
Discorso diverso vale per i frangenti, le onde che frangono in prossimità della costa, dove il fondale diventa basso. Qui la dinamica dal punto di vista fisico cambia totalmente.
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