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Perché le onde arrivano in gruppi detti serie o “set”?

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Ognuno di voi avrà notato che le onde, che ci troviamo in mare o in oceano, raggiungono la costa raggruppate in “serie” o “pacchetti”, che tutti chiamiamo set. Sei in lineup, è una bella giornata di scaduta con onda lunga da maestrale pettinata da una leggera brezza da terra, il mare sembra piatto…poi all’improvviso ecco comparire delle linee all’orizzonte. Sono 2, 3, forse 4 o 5…arriva il set! Remi un po’ più al largo, ti giri verso la riva e dai qualche intensa e veloce bracciata, sei partito.

Fin qui è tutto chiaro, nessun onda è uguale alla precedente ma ogni “tot” minuti si presentano dei gruppettini di onde più grandi, pressochè regolari, tanto utili per noi surfisti poichè ci offrono una scelta e ci permettono al seguito di risalire in lineup senza incontrare altre onde più grosse.

Un set di 3 onde entra con l’angolazione giusta nella piccola baia di Recco (Liguria) – Screenshot da webcam skyline

Vi siete mai chiesti come mai le onde arrivano in serie? Quale spiegazione si cela dietro un fenomeno così regolare?

La risposta ce la da la scienza e nelle prossime righe vi spiego lo stato dell’arte in materia.
Partiamo dalle basi fondamentali: le onde nascono dall’azione de vento sulla superficie del mare.
Esistono due tipi principali di onde, onde da vento (mare vivo o attivo) e lo swell. Nel primo caso il vento forma e sostiene le onde del mare attivo, che tendono a propagarsi nella stessa direzione del vento stesso. Sono tre i fattori che determinano la dimensione e l’estensione delle onde da vento: la velocità del vento, la lunghezza in cui il vento soffia sulla superficie dell’acqua (indicata anche come fetch) e la durata d’azione del vento.

Una volta che le onde da vento lasciano l’area in cui il vento le ha generate, queste prendono il nome di swell. Lo swell può propagarsi liberamente attraverso il mare (o l’oceano) indipendentemente dalla direzione del vento che l’ha generato. In questo caso entra in gioco un altro parametro fondamentale: il periodo dell’onda. Un’onda con un periodo (che ricordiamo essere l’intervallo di tempo tra il passaggio di una cresta e quella successiva) uguale o superiore a circa 15 secondi può propagarsi attraverso la superficie dell’oceano per migliaia di km, perdendo nel viaggio solo poca misura ed energia, finché non raggiunge i fondali bassi in prossimità della costa, dove frangerà.
Per il Mediterraneo tutto funziona in modo simile, anche se con ordini di grandezza inferiori (il periodo raramente raggiunge i 10 secondi, in casi eccezionali li supera, ma gli spazi percorsi dallo swell lontano dall’azione del vento si riducono a qualche centinaia di km al massimo).

L’onda migliore di un set ripreso dal drone di Ivan Trovalusci – Toscana

Arriviamo ora alle serie di onde

Le onde che, nel tempo e nello spazio, si muovono quasi alla stessa velocità, tengono il passo l’una con l’altra fino a formare un gruppo. Le misurazioni effettuate dagli scienziati mostrano che solitamente le onde più grandi formatesi in mare aperto tendono a raggrupparsi insieme, formando quello che gli scienziati chiamano “raggruppamento” (e che per noi si tramuta in serie, o set).
Normalmente, il numero di onde che forma una serie varia molto e tipicamente è compreso fra 3 e 15 o più onde, e tipicamente è costituito da onde più piccole in testa (le prime della serie), onde più grandi nel mezzo e onde più piccole nella parte posteriore del set.

Sebbene le onde singole (non in set) si muovano al doppio della velocità del gruppo, sono comunque vincolate al gruppo stesso dall’energia che condividono con esso. Alla fine le onde singole viaggiano alla velocità di gruppo, che è definita come la metà della velocità dell’onda individuale in acque profonde.

Una delle serie più grosse e pulite degli ultimi anni in Toscana, immortalata dalla macchina fotografica di Emma Piras. Contando 3 onde e considerando la teoria della più grossa al centro, questa serie dovrebbe essere da 6 onde in totale.

Questo stato di cose descritto resta immutato finché i gruppi (serie) di onde non incontrano acque meno profonde, ossia si avvicinano alla costa. Quando ciò si verifica, la velocità del gruppo e la velocità dell’onda individuale si allineano divenendo identiche. Man mano che le onde si spostano in acque più basse, la loro velocità diminuisce mentre la loro pendenza, o altezza, aumenta (ricordiamo che le onde di lungo periodo quando viaggiano in mare aperto sono poco ripide).
In questa fase terminale l’onda viene influenzata dalla forma del fondale più basso, come ben sappiamo (ad esempio un reef solitamente amplifica più di un beach break).
Ad una profondità di circa 1,3 volte l’altezza dell’onda, l’onda inizia a frangere creando così la “surf zone” (es: ad un fondale di 1.5 m può formarsi un’onda di 1 m circa).

Un set regolare e pettinato dai venti offshore raggiunge la costa pugliese. Photo: Cristina Spadaro

Quello che noi surfisti chiamiamo set di onde o serie altro non è che un gruppo di onde che raggiunge la “surf zone”. A seconda di quanto i gruppi di onde hanno viaggiato per raggiungere la costa, i set nella lineup possono riproporsi con una frequenza che va da pochi minuti fino ad una serie ogni mezz’ora, o più.
Sebbene le onde rompano in gruppi o set, non ci sono prove scientifiche che suggeriscano che il numero di onde in un dato set sia tutt’altro che casuale.

In Adriatico le onde spesso percorrono pochi km lontano dal fetch che le ha generate, perciò i set riescono da un lato a regolarizzarsi, ma dall’altro con difficoltà si allontanano tra loro. Ma non sempre. Photo: Diego Drudi

Un altro parametro importante, questo più probabile che si verifichi in oceano, è quello che il surfista conosce come il “cleanup set” o fuori-serie. Questi gruppi anomali di onde, dalla misura che può superare anche il doppio del set medio della giornata, arrivano più di rado e difficilmente vengono surfati, poichè rompono molto più al largo rispetto alla normale lineup travolgendo tutti i surfisti in attesa.
Anche i “cleanup set” possiedono una certa regolarità e il loro meccanismo può essere in parte spiegato da quella che in matematica è conosciuta come la serie di Fourier, ossia una rappresentazione di una funzione periodica come le onde, di cui preferiamo non tediarvi entrando troppo nei dettagli.

Un set ordinario durante una mareggiata di maestrale in Sardegna. Photo: RAKU

E’ vero che le onde oceaniche viaggiano in set da 7 onde, dove la settima è sempre la più grande?

La teoria della settima onda non è vera, ma come succede con molti vecchi detti, c’è sicuramente un fondo di verità in essa e l’elemento chiave sta nella fisica della serie di onde. Vediamo come.
Abbiamo detto che la tempesta in aperto oceano è la fonte che genera le onde, e queste man mano che si allontanano dalla sorgente si regolarizzano, si distendono aumentando il loro periodo, e si raggruppano in una sequenza (serie, set, o pacchetto d’onde).

Le serie raggiungono la riva e si susseguono tra loro con un tempo variabile, a volte vediamo un set ogni 5 minuti, a volte arriva dopo 15-20 minuti o più. Dipende tutto dalla lunghezza del viaggio compiuto dal gruppo di onde e se questo “treno” ha incontrato altri treni nel suo percorso (in oceano ci sono più swell nelle stesso momento e che possono incontrarsi, generati da tempeste diverse).
In mare aperto se una serie incontra un’altra serie avviene un’interferenza, che può essere costruttiva (le creste coincidono e crescono fino a raddoppiare) o distruttiva (la cresta di un gruppo entra in fase con il cavo d’onda dell’altro gruppo e le due onde si annullano).

L’ingresso di una serie durante una consistente scaduta in Toscana. Photo: Emma Piras

Una volta che due gruppi si sono “agganciati” tra loro viaggiano come un nuovo treno d’onde, che avrà nuove risultanti di interferenze costruttive e distruttive. Questa potrebbe essere una spiegazione semplificata, ma la verità è che la formazione dei gruppi è piuttosto casuale e difficile da prevedere. In generale, però, più le onde viaggiano e più alto sarà il loro periodo, e più grosse saranno le serie in arrivo sugli spot.

Restringendo il campo d’attenzione sui gruppi regolari (ossia sui set di onde) che hanno viaggiato per migliaia di km prima di raggiungere, perfette, la nostra lineup, la teoria delle 7 onde inizia a prendere forma.
Secondo Fabrice Veron, direttore di fisica oceanica presso l’Università del Delaware, uno swell di buona qualità che raggiunge la spiaggia, in una giornata di bel tempo e senza interferenza coi venti costieri, arriverà comunemente in gruppi di 12-16 onde (set). Ogni serie di onde tende a raggruppare le loro onde più alte al centro del pacchetto, questa è dunque la spiegazione alla teoria delle 7 onde.
Veron ha affermato: “In un gruppo di onde, la prima onda del set è piccola, la successiva è più grande e così via fino a quando non si raggiunge la più grande della serie, al centro del gruppo. Poi le successive si rimpiccioliscono di nuovo. L’ultima della serie sarà dunque minuscola, quasi irriconoscibile nel set. Perciò se l’onda più grande del gruppo è nel mezzo, e se ci sono 14 onde in una serie, la settima è la più grande”.

Adattamento di Michele Cicoria, meteorologo e caporedattore di 4surf magazine
Fonti: ncseagrant.ncsu.edu | surfline.com | scientificamerican.com | livescience.com | oceanfit.com.au

Un set perfetto pettinato da una leggera e gelida brezza da terra. Sardegna – Ph: Stefano Atzeni
Il set che piace a tutti vedere a Levanto. Grosso? No, poco affollato e perfetto. Photo: Giovanni Lapucci
La più grossa del set – Toscana. Photo: Ivan Trovalusci

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