تركيز الموجات المتناثرة على تيار القص: الجزء 1—التقريبات الخطية

تستعرض هذه الدراسة تطور وحركيات التركيز المتناثر، لمجموعة من الموجات التي تنتشر فوق تيارات تختلف باختلاف العمق. تفترض تحليلاتنا موجات خطية ذات قمة طويلة تنتشر بزاويات عشوائية بالنسبة للتيار. وعلى الرغم من افتراض انخفاض حدة الانحدار، إلا أن النموذج الخطي غالبًا ما يكون تقريبًا معقولًا لفهم الموجات الخارجة عن السيطرة. تم اشتقاق عدد من العلاقات التحليلية التقريبية بافتراض ملفات تيار تحت السطح مختلفة، بما في ذلك تيارات تتغير خطيًا، وتيارات تتغير بشكل أسي، وتيارات بملف عمق عشوائي وذات قص ضعيف وفق تقدير ستيوارت وجوي (بحوث أعماق البحر. ملخصات 21 ، 1974). تم دراسة السرعات المدارية بنفس القدر. بينما تؤثر تيارات القص تأثيرًا معتدلًا على حركة غلاف مجموعة الموجات، فإنها تغير بشكل كبير حركيات الموجات. تتعزز أو تُخفف السرعات المدارية الأفقية اعتمادًا على ما إذا كان القص معارضًا أو متابعًا، على التوالي. لتوضيح هذه الظواهر، نعتبر مثالًا من العالم الحقيقي باستخدام ملفات السرعة ومخططات الموجات المقاسة في مصب نهر كولومبيا. بالقرب من السطح عند النقطة التي يحدث فيها التركيز، تزيد السرعات المدارية الأفقية وتتناقص، على التوالي، بمقدارين 1.4 و0.7 لمجموعات التركيز التي تنتشر على تيارات متبعة ومعارضة (على التوالي، في المجاري المائية العلوية والسفلية في نظام الإشارة الثابتة على الأرض). إن الآثار على القوى التي يمكن لمجموعة الموجات المركزة أن تمارسها على السفن والمنشآت عميقة، مما يبرز أهمية مراعاة ملفات التيار في العمليات البحرية.