Flujo impulsado por olas sobre arrecifes poco profundos

Se presentan observaciones a largo plazo (1 mes) de olas y corrientes sobre un arrecife natural que muestran una fuerte correlación entre la altura de la ola incidente rms en alta mar y las corrientes a través del arrecife a frecuencias submareales. El espectro de energía de las corrientes a través del arrecife muestra un pico significativo al doble de la frecuencia tidal semidiurna, mientras que el espectro de la elevación de la superficie del mar sobre la planicie del arrecife no muestra un pico correspondiente. Además, los resultados experimentales reportados por Gourlay (1993) muestran que la acumulación sobre el arrecife ocurre en ausencia de una playa, y el transporte a través del arrecife disminuye con un aumento en la pendiente de la superficie del mar a través de la planicie del arrecife debido a un aumento de la acumulación en la parte superior de la cara del arrecife. Las soluciones analíticas para el flujo forzado por el rompimiento de olas sobre un arrecife idealizado explican las características mencionadas de los flujos a través del arrecife en ausencia de una playa. A través de la zona de rompimiento en la cara del arrecife, el gradiente a través del arrecife en el estrés de radiación debido al rompimiento de olas se divide entre el equilibrio de un gradiente de presión en alta mar asociado con la acumulación sobre el arrecife y la fuerza de un flujo medio a través del arrecife. Sobre la planicie del arrecife, donde la profundidad es constante, no hay fuerza debido al rompimiento de olas y el flujo es impulsado por un gradiente de presión que resulta de la acumulación a través de la zona de rompimiento. La magnitud de la acumulación a través de la zona de rompimiento es tal que el transporte a través de la planicie del arrecife coincide con el transporte a través de la zona de rompimiento, que es forzado por el gradiente en el estrés de radiación. Se presentan soluciones para geometría general de arrecifes, definida por el ancho del arrecife y la pendiente de la cara del arrecife hacia el mar, y por la fuerza de las olas incidentes, definida por la profundidad en el punto de rompimiento y la profundidad del agua sobre el arrecife. A medida que la profundidad sobre el arrecife se aproxima a cero, las soluciones convergen a las soluciones de playa plana descritas por Longuet‐Higgins y Stewart (1964), la acumulación se maximiza, y el transporte a través del arrecife es cero. En otros casos, las magnitudes relativas de la acumulación y del transporte a través del arrecife dependen de la geometría del arrecife y de la fuerza de las olas incidentes.