Seiche

Seiche i Loch Ness.

En seiche (uttales /ˈseɪʃ/ eller /sɛʃ/) er en stående bølge i et lukket eller delvis lukket væskereservoar. Seicher og seiche-lignende fenomener er observert i innsjøer, reguleringsmagasiner, fjorder og havområder.

Begrepet ble første gang framført i vitenskapelig sammenheng av den sveitsiske hydrologen François-Alphonse Forel i 1890. Han hadde observert virkningen i Genfersjøen. Ordet kommer fra et sveitsisk-fransk dialektord som betyr «å svinge fram og tilbake». Dette hadde visstnok lenge vært brukt i området når det var snakk om svingninger i alpesjøene.

Årsaker og beskrivelse

En stående bølge (i rødt) vist som en sum av to bølgetog i motsatt retning (grønn og blå)

Seicher er ofte usynlig sett fra overflaten. Folk i båt behøver ikke å merke at en seiche opptrer på grunn av de ekstremt lange bølgelengdene. Bølgen blir satt opp som resonans i vannmassene etter en forstyrrelse fra en eller flere ytre årsaker, som oftest meteorologiske (vind eller lufttrykksvariasjoner), seismisk aktivitet eller ved tsunamier.

Tyngdekraften virker alltid til å gjenskape horisontalflaten i en vannmasse, da dette representerer vannets likevektstilstand. Resultatet er vertikale harmoniske bevegelser som utgjør en impuls. Impulsen går i hele reservoarets lengde med en hastighet som avhenger av vannets dybde. Impulsen blir reflektert i enden av reservoaret slik at det oppstår interferens. Gjentatt refleksjon gir stående bølger med en eller flere noder eller bølgeknuter der den vertikale bevegelsen er null. Svingefrekvensen avhenger av reservoarets størrelse, dybde og utforming, og av vanntemperaturen. Innsjøens lengde er et nøyaktig multippel av avstanden mellom nodene.

Den naturlige perioden for en seiche i en rektangulær vannmasse kan uttrykkes ved formelen:

${\mbox{Periode}}(T)={\frac {2L}{\sqrt {gd}}}$

der L er lengden, d vannmassens midlere dyp, og g tyngdeakselerasjonen. For eksempel ville perioden for en seiche i en vannmasse som er 10 meter dyp og 5 kilometer lang være 1000 sekunder eller omtrent 17 minutter, mens en vannmasse som er 300 km lang (slik som Finskebukta) og litt dypere er en periode nærmere 12 timer.

Høyere ordens svingninger er også obervert.

Seichesobservasjoner

Seicher har vært observert både i ferskvann og saltvann. Den viktigste betingelsen er at vannmassen er delvis innelukket for at stående bølger skal bli dannet. En regelmessig utforming av bassenget er ikke påkrevet. Selv i havner med svært uregelmessig fasong blir det regelmessig observert svingninger med stabile frekvenser.

Innsjø-seicher

Små rytmiske seicher er nesten alltid til stede i større innsjøer. Vanligvis er de umerkelige, unntatt i spesielt rolige perioder.

Forskjellen i vannstand ved seicher i Eriesjøen, observert mellom Buffalo, New York (rød) og Toledo, Ohio (blå) 14. november 2003.

F. eks. Eriesjøen er spesielt utsatt for vinddannede seicher ved at sjøen er grunn og langstrakt. Her kan ekstreme seicher komme opp i fem meter mellom endene av sjøen. Virkningen ligner på stormflo ved kysten, men seiche-effekten er slik at den kan svinge fram og tilbake over sjøen over tid.

Innsjø-seicher kan oppstå raskt: 13. juli 1995 fikk en stor seiche i Øvresjøen (Lake Superior) vannet til å synke og stige igjen med en meter på femten minutter. I Michigansjøen ble åtte fiskere skylt på sjøen og druknet da en tre meter høy seiche traff Chicagos sjøside 26. juni 1954.

Innsjøer i seismisk aktive områder, slik som Lake Tahoe i California/Nevada er betydelig utsatt for seicher. Det er geologiske spor etter at strendene av Lake Tahoe i førhistorisk tid kan ha blitt truffet av seicher og tsunamier så høye som 10 m.

Seicher fra jordskjelv har blitt observert tusener av mil fra skjelvenes episenter. Spesielt svømmebasseng er utsatt for seicher fra jordskjelv, da rystelsene ofte kan treffe egenfrekvensen til små vannmasser. 1994-skjelvet i California fikk svømmebasseng til å skvalpe over i hele sørlige California. Det store skjelvet som traff Alaska i 1964 skapte seicher i svømmebasseng så langt unna som Puerto Rico. Jordskjelvet i Lisboa i 1755 skapte seicher i kanaler 3000 km unna, i Skottland og Sverige.

Hav- og fjordseicher

Nordsjøen har ofte seicher med omkring 36 timers periode.

Større seicher er observert i hav som Adriaterhavet og Østersjøen, med oversvømmelser i henholdsvis Venezia og St. Petersburg. St. Petersburg ligger flatt til, ved munningen av elva Neva. Seicheskapt flom forekommer ofte langs Neva om høsten. Seichene blir satt opp av lavtrykksaktivitet vestfra som trekker store vannmasser inn i Østersjøen. Mens lavtrykkssystemet fortsetter innover land blir det dannet lange lavfrekvente seicher med bølgelengde på flere hundre kilometer i Østersjøen. Når bølgene når den trange og grunne Neva-bukta vokser de i høyde og gir oversvømmelse.

I Fundy-bukta utenfor Canada kan høyden på seicher overstige 15 meter. Dette henger sammen med at buktas egenfrekvens er nær månens halvdøgnlige tidevannsfrekvens. Gabèsbukta i Tunisia har av tilsvarende årsak seicher på opptil 2 meter.

Seicher kan også bli satt opp av en tsunami, et bølgetog satt opp i en vannmasse ved en pulserende eller plutselig forstyrrelse som forskyver vannsøylen vertikalt. I noen tilfeller vil tsunamien danne seicher påvirket av lokale geografiske særegenheter. For eksempel hadde tsunamien som traff Hawaii i 1946 15 minutters intervall mellom bølgefrontene. Egenfrekvensen til Hilo Bay er omkring 30 minutter. Det betyr at annenhver bølge var i fase med bevegelsen i Hilo Bay, og satte opp en seiche i bukta. Slik ble ødeleggelsene i Hilo større enn noe annet sted på Hawaii. Kombinasjonen av tsunami og seiche nådde 14 m, og drepte 159 mennesker. Seiche-bølgene kan fortsette flere dager etter tsunamien.

Undervannsbølger

Selv om det meste av teknisk litteratur omhandler overflateseicher som lettest blir observert, er seiche-lignende resonante bølger også observert på termoklinen i avgrensede vannmasser. Slike termokline seicher er ofte observert i Loch Ness i Skottland. Noen av de siterte bevisene på eksistensen av Loch Ness-monsteret kan tilbakeføres til overflatevirkningen av undervanns seicher. Siden grenseskiktet typisk opphører et stykke fra land, vil overflatestigningen i sammenheng med termoklin seiche ved enden se ut som om vannfalten løfter seg rett ved bredden. Denne virkningen er foreslått som forklaring på noen de uvanlige fenomenene som er observert.

Se også

• Seiche på neste to meter oppsto trolig som en direkte følge av jordskjelvet ved Tōhoku 2011.

Eksterne lenker

Generelt:

• Hva er en seiche?
• Seiche. Encyclopædia Britannica. Retrieved January 24, 2004, from Encyclopædia Britannica Premium Service.
• Seiche-kalkulator
• Bonanza for Lake Superior: Seiches Do More Than Move Water

Om undersjøiske monstre:

• The Skeptical Inquirer on seiches & their relationship to aquatic monsters
• Geological page on seiches & their relationship to aquatic monsters