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Cosa sono la diffrazione e la rifrazione dell’onda?

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A volte possono migliorare la qualità della mareggiata, altre volte attenuano sensibilmente la potenza dell’onda mentre in altre occasioni possono amplificarla notevolmente: cosa sono la diffrazione e la rifrazione dell’onda?

La diffrazione è un improvviso cambiamento nella direzione e nell’intensità delle onde dopo che queste incontrano una tipologia particolare di ostacolo in prossimità della costa. L’ostacolo rallenta o blocca una parte dell’energia dell’onda, costringendola a diffondersi nell’area riparata dietro l’ostacolo stesso.

Facciamo un esempio pratico, tipico di molti tratti di costa italiana riparati rispetto alla direzione della mareggiata: se un’onda che arriva da ovest o sud-ovest raggiunge uno spot esposto a sud con linea di costa curvata, l’energia delle onde subirà una diffrazione – in altre parole le onde piegheranno – verso il tratto di costa più protetto o nascosto.
Nel mondo esistono diversi spot in cui la diffrazione si traduce in onde spettacolari e perfette, che rompono accarezzando la linea di costa e sono surfabili per 200-300 metri o molto di più.

Il famoso spot di Imsouane, in Marocco: l’onda gira attorno ad un ostacolo cambiando nettamente direzione e attenuandosi un po’ di potenza, ma offrendo un sand break lunghissimo e perfetto

Non è sempre una brutta idea quella di surfare su una spiaggia che non è direttamente esposta alla direzione della mareggiata. La scelta della spiaggia più o meno riparata, e dunque con maggiore o minore diffrazione, dipende dall’entità della mareggiata e dalla misura con cui riesce ad attivarsi uno spot e quella massima che lo spot riesce a reggere.
In questi casi la diffrazione può effettivamente trasformare una costa protetta dalle onde in un point break di livello mondiale (world-class). Parliamo dunque di casistiche, più frequenti in autunno/inverno/primavera nel Mediterraneo, in cui l’opzione di filtrare l’energia dello swell può rivelarsi la scelta migliore, ossia quando si hanno mareggiate consistenti con onda lunga da periodo elevato.

Un point break toscano che non lavora molto spesso, immortalato in una delle giornate più grosse e pulite degli ultimi anni. Foto: Emma Piras.

Un’importante e sensibile variabile di previsione delle onde

Il comportamento della diffrazione e l’impatto che questa ha nei confronti dei surf break non possono essere calcolati con elevata precisione.
Ci sono infatti diverse altre variabili che entrano in gioco in prossimità della lineup, tra queste la conformazione del fondale, le maree, i venti ed altri fattori batimetrici. Ognuno di questi può ridurre l’accuratezza delle previsioni delle onde surfabili su uno spot altamente influenzato dalla diffrazione.
Tuttavia, una buona conoscenza del surf break può aiutare a migliorare la previsione, ed è anche per questo motivo che spesso i locals di un determinato spot sono i più esperti.

La rifrazione delle onde e la differenza con la diffrazione

La rifrazione è una flessione dell’onda mentre viaggia verso la costa avvicinandosi ad essa e si propaga su diverse profondità: questa flessione spingerà gradualmente l’onda a piegare e tendere a disporsi parallelamente alla linea di costa che sta per incontrare (se il fondale degradasse allo stesso modo ovunque dalla spiaggia si vedrebbero solo dei closeout).
La differenza principale con la diffrazione è che quest’ultima forza un’azione simile sul moto ondoso ma per essere tale ha bisogno di un ostacolo reale e visibile sopra la superficie del mare, come ad esempio un grosso promontorio attorno al quale gira la mareggiata. L’effetto della rifrazione invece dipende principalmente dalla topografia del fondale marino.

Il fronte d’onda rallenta in prossimità della secca del reef break (al centro della figura) producendo la rifrazione convessa. Nelle baie a destra e a sinistra, al contrario, si può assistere al fenomeno della rifrazione concava

L’esempio migliore per comprendere diffrazione e rifrazione sono due tipi di break conosciuti da tutti che meglio le rappresentano: il reef break nel momento in cui l’onda rompe sul picco è un esempio di rifrazione (rifrazione convessa, per la precisione, vedi l’immagine qui sopra), mentre l’onda lunga che si apre in un point break dietro a un promontorio rappresenta al meglio la diffrazione.
Durante un processo di rifrazione, la parte di un fronte d’onda che si propaga su acque poco profonde (la secca del reef) rallenterà e la parte in acque profonde continuerà ad avanzare alla stessa velocità originale.

Ecco spiegato dunque il perchè un reef break a-frame offre una notevole amplificazione dell’altezza dell’onda: il fronte d’onda infatti, rallentando in prossimità dell’ostacolo (la seccha), piegherà verso la zona del picco e su questa zona convergeranno da destra e da sinistra le due spalle dell’onda, aumentando così l’energia dell’onda e la sua altezza già a partire dal picco. Questo tipo di rifrazione prende il nome di rifrazione convessa.

L’esempio di rifrazione convessa più rappresentativo in Italia: l’onda di Varazze, in una giornata perfetta immortalata dalla lente di Andrea Giana photography (IG: @andreagianaphotography)

Allo stesso modo quando ci troveremo in una baia chiusa (ad esempio Levanto o Baratti) si assisterà all’effetto opposto di rifrazione, la quale tende ad attenuare leggermente l’energia delle onde: parliamo della rifrazione concava.

Tornando infine alla diffrazione accenniamo un caso particolare: la Diffrazione in una piccola Isola.
I promontori non sono l’unico esempio in cui la diffrazione può essere osservata chiaramente, ci sono infatti anche le isole di piccole dimensioni come ad esempio gli atolli maldiviani.
Se immaginiamo un set di onde che si muove attraverso l’oceano incontri improvvisamente un isolotto, chiunque si aspetterebbe che le onde siano più basse sul lato sottovento, e una barca in cerca di acque più calme probabilme getterebbe l’ancora dietro l’isola.

Ma è realmente quello il punto più protetto dalle onde?
No. Le onde attraverserebbero l’isola, si diffrangerebbero attorno ad essa ma poi si ritroverebbero “onda contro onda” sul lato più riparato. Quindi se l’isolotto è piccolo potrebbe accadere che le onde si trovino a sovrapporsi nuovamente sul lato opposto, non avendo disperso tutta la loro energia nello srotolarci attorno.
Quindi dove conviene ancorare la barca? Come succede spesso durante i boat trip la barca viene ancorata su uno dei due lati dell’isola, a destra o a sinistra rispetto al fronte d’onda incidente (il cosiddetto canale).

Prima di concludere ricapitoliamo i concetti principali: la diffrazione attenua sempre l’intensità dell’onda e si verifica principalmente in presenza di promontori che cambiano sensibilmente l’inclinazione della costa; la rifrazione può attenuare o amplificare l’altezza dell’onda e dipende principalmente dalla topografia del fondale marino.

Un atollo maldiviano, l’esempio perfetto di diffrazione attorno ad un’isola

 

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