גל גיבוע

גלי סוואל נשברים בחוף הרמוסה, קליפורניה.

גל גיבוע (באנגלית: Swell) הוא מונח באוקיינוגרפיה המתייחס לסדרה של גלים מכניים סדירים מאוד המתקדמים לאורך הממשק בין המים לאוויר (שעשוי להיות של אוקיינוס, ימה או אגם), שלעיתים מתייחסים אליהם גם כאל גלי כבידה בזורם. רצף סדיר כזה של גלי ים אינו נוצר על ידי הרוח המקומית, אלא על ידי מערכות מזג אוויר מרוחקות, בהן רוח נשבה במשך זמן רב לאורך מרחק נשיבה (fetch) גדול. זוהי ההגדרה הראשונית של סוואל, והיא מנוגדת לזו של גל שנוצר על ידי הרוח המקומית, ושעדיין נמצא תחת השפעת המנגנונים שיצרו אותו. באופן כללי יותר, סוואל מורכב מגלים שאינם או כמעט ולא מושפעים מהרוח המקומית באותו זמן.

לסוואלים יש לעיתים קרובות אורך גל גדול, כשהערך של אורך הגל עשוי להשתנות רבות בתלות בגודל, העוצמה ומשך הפעולה של מערכת מזג האוויר שאחראית ליצירת הסוואל, כמו גם בתלות בגודל של מאגר המים; אורכי הגל עולים רק לעיתים נדירות על 150 מטר באזור הים התיכון. אורך הגל של הסוואל משתנה רבות גם מאירוע לאירוע. למשל, סוואלים עם אורכי גל של יותר מ-700 מטר יכולים להיווצר כתוצאה של סערות חזקות ביותר. עם הגיעם לחוף, לסוואלים יש טווח תדירויות וכיוונים צר יותר בהשוואה לגלים שנוצרו על ידי רוח מקומית, זאת מכיוון שבמהלך התקדמותם מאזור היווצרותם הם עברו תהליך נפיצה ממושך, כך שהם איבדו חלק ניכר מאקראיותם, וכעת הם לובשים צורה וכיוון מוגדרים יותר.

מאפייני הסוואל

זמן מחזור וכיוון

סוואלים נוצרים לעיתים קרובות על ידי סערות המרוחקות אלפי מיילים ימיים מהחוף שבו הם נשברים. למשל, קיימים תיעודים על סוואלים שנוצרו באוקיינוס ההודי והגיעו לחופי קליפורניה לאחר שעברו יותר מחצי הקפה סביב כדור הארץ. המרחק העצום שבדרך כלל עוברים הסוואלים במסעם באוקיינוס מאפשר לגלים לעבור תהליך נפיצה אפקטיבי ביותר; גלים שנוצרו עם אותם מהירות וכיוון יתקבצו יחד בעוד אלה שנעים אף בשבריר מטר לשנייה לאט יותר יפגרו מאחור, כך שבסופו של דבר יגיעו מספר שעות מאוחר יותר אודות למרחק הרב. זמן ההתקדמות של הסוואל ממקום היווצרו t הוא פרופורציונלי למרחק מהמקור לחוף X מחולק בזמן המחזור של הגל T. במים עמוקים זמן זה הוא $t=4\pi X/(gT)$, כאשר g היא תאוצת הכבידה. בעבור סערה שמרוחקת מרחק של 10000 קילומטר, סוואלים עם זמן מחזור של T=15 s יגיעו 10 ימים אחרי יצירתם, בעוד סוואלים עם זמן מחזור של 14 שניות יגיעו 17 שעות מאוחר יותר, וכך הלאה. אפקט זה של ההגעה הדיספרסיבית של הסוואלים לחופים הוא אחת הדרכים הסטנדרטיות לגלות באיזה מרחק הסוואלים נוצרו.

באופן דומה, גם הכיוון של הסוואלים המגיעים לחוף ספציפי מוגדר היטב; האורכים האופייניים של אזורי סערה הינם קטנים בהרבה מהמרחק אל החוף הקרוב ביותר, כך שעם התרחקותם מאזור הסערה הסוואלים מקבלים באופן טבעי כיוון משותף. עם זאת, המתבונן מהחוף יבחין לעיתים קרובות בהבדלים קלים בכיוון ההגעה של הגלים; הבדלים אלה נובעים בדרך כלל מתוואי הקרקעית שעשוי "להגביר" (באמצעות האפקט של שבירה) הבדלים זעירים בכיוון ההגעה לכדי הבדלים משמעותיים יותר, או פשוט מכך - הגלים המגיעים הם תערובת של סוואלים שנוצרו בכמה סערות שונות, שהתחוללו באזורים שונים.

דיסיפציה

הדיסיפציה של אנרגיית הסוואל היא חזקה בהרבה בעבור גלים קצרים, וזאת גם הסיבה מדוע לסוואלים שמגיעים מסערות מרוחקות יש אורכי גל ארוכים. הדיסיפציה של גלים עם זמני מחזור ארוכים מ-13 שניות היא חלשה מאוד אולם עדיין משמעותית בקנה מידה של האוקיינוס השקט. סוואלים ארוכים אלו מאבדים מחצית מהאנרגיה שלהם לאורך מרחק שנע בין 20000 קילומטר (מחצית מהיקף כדור הארץ) לרק 2000 קילומטר. במחקרים על סוואלים נמצא שאובדן האנרגיה הזה תלוי באופן חזק בתלילות הסוואל: היחס בין גובה הסוואל לאורך הגל שלו. הסיבה להתנהגות הזאת אינה ברורה דייה, וייתכן כי הדיסיפציה הזאת היא אודות לחיכוך בממשק שבין הים לאוויר.

ראו גם

• גל (מים)