Las grandes rompientes que se observan en una playa pueden ser el resultado de sistemas meteorológicos distantes a cierta distancia del océano ininterrumpido. Cinco factores influyen en la formación de las olas de viento que pasarán a convertirse en oleaje oceánico:

• Velocidad o fuerza del viento en relación con la velocidad de las olas – el viento debe moverse más rápido que la cresta de la ola (en la dirección en la que la cresta de la ola viaja) para la transferencia neta de energía del aire al agua; Los vientos prolongados más fuertes crean olas más grandes
• La distancia ininterrumpida de agua abierta sobre la que sopla el viento sin un cambio significativo de dirección (llamada fetch)
• Amplitud de la superficie del agua en el fetch
• Duración del viento – el tiempo durante el cual el viento ha soplado sobre el fetch
• Profundidad del agua

Todos estos factores trabajan juntos para determinar el tamaño de las olas del viento:

• Altura de la ola (de la depresión a la cresta)
• Longitud de la ola (de cresta a cresta)
• Periodo de la ola (intervalo de tiempo entre la llegada de crestas consecutivas a un punto estacionario)
• Dirección de la propagación de la ola

Un mar completamente desarrollado tiene el máximo tamaño de ola teóricamente posible para un viento de una fuerza y un fetch específicos. Una mayor exposición a ese viento específico daría lugar a una pérdida de energía igual a la entrada de energía que da un estado estable, debido a la disipación de energía de la viscosidad y la ruptura de las cimas de las olas como «whitecaps». Las olas en una zona determinada suelen tener un rango de alturas. Para los informes meteorológicos y para el análisis científico de las estadísticas de las olas del viento, su altura característica en un intervalo de tiempo suele expresarse como altura significativa de las olas. Esta cifra representa la altura media del tercio más alto de las olas en un periodo de tiempo determinado (que suele elegirse entre 20 minutos y doce horas), o en un sistema específico de olas o tormentas. La altura de ola significante es también el valor que un «observador entrenado» (por ejemplo, de la tripulación de un barco) estimaría a partir de la observación visual de un estado del mar. Dada la variabilidad de la altura de las olas, es probable que las olas individuales más grandes sean algo menos que el doble de la altura de ola significante.

Fuentes de generación de olas de vientoEditar

Las olas de viento son generadas por el viento. Otros tipos de perturbaciones, como los eventos sísmicos, también pueden causar ondas de gravedad, pero no son ondas de viento, y generalmente no resultan en oleaje. La generación de ondas de viento se inicia por las perturbaciones del campo de viento transversal en la superficie del agua.

Sin embargo, si se establece una superficie de agua plana (Escala Beaufort 0) y flujos de viento cruzado abruptos en la superficie del agua, entonces la generación de ondas de viento superficiales puede explicarse por dos mecanismos, que se inician por las fluctuaciones de presión normal de los vientos turbulentos y los flujos de cizalladura del viento paralelo.

Generación de ondas superficiales por vientosEditar

De las «fluctuaciones del viento»: La formación de olas por el viento se inicia por una distribución aleatoria de la presión normal que actúa sobre el agua desde el viento. Por este mecanismo, propuesto por O.M. Phillips en 1957, la superficie del agua está inicialmente en reposo, y la generación de la ola se inicia por los flujos de viento turbulento y luego por las fluctuaciones del viento, la presión normal que actúa sobre la superficie del agua. Debido a esta fluctuación de presión surgen tensiones normales y tangenciales que generan el comportamiento de las olas en la superficie del agua.

Los supuestos de este mecanismo son los siguientes:

1. El agua está originalmente en reposo;
2. El agua es invisible;
3. El agua es irrotacional;
4. La presión normal a la superficie del agua procedente del viento turbulento se distribuye aleatoriamente; y
5. Se desprecian las correlaciones entre los movimientos del aire y del agua.

Los supuestos de este mecanismo son:

Generalmente, estos mecanismos de formación de olas ocurren juntos en la superficie del océano, dando lugar a olas de viento que eventualmente crecen hasta convertirse en olas completamente desarrolladas. Si se supone que la superficie del mar es muy plana (número de Beaufort, 0), y el flujo de viento repentino sopla de forma constante a través de ella, el proceso físico de generación de olas sería el siguiente:

1. Los flujos de viento turbulento forman fluctuaciones de presión aleatorias en la superficie del mar. Pequeñas olas de unos pocos centímetros de longitud de onda son generadas por las fluctuaciones de presión (mecanismo de Phillips).
2. El viento cruzado sigue actuando sobre la superficie del mar inicialmente fluctuada. Entonces las olas se hacen más grandes, y a medida que lo hacen, las diferencias de presión aumentan, y la inestabilidad de cizalla resultante acelera el crecimiento de las olas de forma exponencial (mecanismo de Miles).
3. La interacción entre las olas en la superficie genera olas más largas (Hasselmann et al., 1973) y esta interacción transfiere energía de las olas más cortas generadas por el mecanismo de Miles a las que tienen frecuencias ligeramente más bajas que en las magnitudes máximas de las olas. Finalmente, la velocidad de las olas llega a ser mayor que la del viento cruzado (Pierson & Moskowitz).

• (Nota: La mayoría de las velocidades de las olas calculadas a partir de la longitud de onda dividida por el periodo son proporcionales a la raíz cuadrada de la longitud. Por lo tanto, a excepción de la longitud de onda más corta, las olas siguen la teoría de aguas profundas descrita en la siguiente sección. La ola de 8,5 m de longitud debe estar en aguas poco profundas o entre profundas y poco profundas.)