Kaikkein pienimpien aaltojen ominaisuuksia selvitetty
Koska oikea tuulen kehittämä aallokko on hyvin kaoottista, tarvitaan aallokon perustavanlaatuisten ominaisuuksien tutkimisessa joskus tueksi myös laboratoriokokeita. Miamin yliopiston laboratoriossa tehtiin allaskokeita, joissa mielenkiinnon kohteena oli lyhyiden aaltojen ja pidempien aaltojen vuorovaikutus. Pitkien aaltojen, esimerkiksi kauempaa kulkeutuvien maininkien, on jo aiemmin havaittu vaikuttavan tuulen paikallisesti nostattamien aaltojen ominaisuuksiin.
Pitkät aallot muodostettiin vettä sisältävään koetunneliin mekaanisesti, kun lyhyet aallot taas kasvoivat luonnollista kautta tunneliin puhallettavan tuulen ansiosta. Aallokon ominaisuuksia havainnoitiin kameroilla, jotka kuvasivat altaaseen muodostuvaa aallokkoa eri suunnista. "Tuuliaaltojen aallonpituus oli tässä kokeessa vain senttimetrien luokkaa", kertoo Miamissa tutkimukseen osallistunut Ilmatieteen laitoksen tutkija Jan-Victor Björkqvist.
Pitkät aallot vaikuttavat siihen, miten tuulen liike-energia siirtyy veteen. Tutkimuksessa havaittiin, että tuuliaaltojen jyrkkyys kasvoi suurimmilleen pidemmän aallon harjan etupuolella. Paikka, jossa lyhyet aallot saavuttivat suurimman jyrkkyyden, muuttui tuulen nopeuden kasvaessa. Vaihtelut jyrkkyydessä kasvoivat myös odotetusti pitkän aallon korkeuden myötä.
Pitkissä aalloissa palauttavana voimana on gravitaatiovoima, mutta laboratoriokokeen lyhyisiin aaltoihin vaikutti myös pintajännitys. Lyhyet aallot jaettiin pituutensa mukaan kolmeen luokkaan, joista viimeisessä pintajännitys oli jopa määräävä tekijä. Näiden eri kategorioiden tutkiminen erikseen on perusteltua, sillä kaukokartoituksessa eri tutkatyypit "näkevät" eri pituisia aaltoja.
Laboratoriokokeen pääarkkitehti oli Miamin yliopistolla työskennellyt tutkija Nathan Laxague.
Lisätietoja:
Tutkija Jan-Victor Björkqvist, puh. 029 539 2187, jan-victor.bjorkqvist@fmi.fi
Laxague N.J.M, Curcic M., Björkqvist J.-V. & Haus B.K. 2017. Gravity-capillary wave spectral modulation by gravity waves. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 55(5), 2477–2485.
