장면 목록 › 제4장 해변에서 부서진다
마루 쪽이 더 깊어 더 빠르다 — 높이가 물 깊이의 약 0.8배면 부서진다
3D로 보기물이 더 얕아지면, 마루 아래와 골 아래의 물 깊이 차이가 커집니다. 물이 더 깊은 마루 쪽이 골보다 빨리 가서, 마루가 앞쪽을 앞지르려 합니다. 파도 높이가 물 깊이의 약 0.8배가 되면 앞면이 버티지 못하고 마루가 앞으로 쏟아집니다. 이 장면에서는 물 깊이 3.8 m, 높이 2.9 m에서 부서집니다.
왜?'아래는 바닥에 걸려 느리고 위는 빨라서'가 아닙니다. 얕은 물에서는 깊은 곳일수록 빨리 가는데, 마루 아래는 골 아래보다 파도 높이만큼 물이 더 깊습니다. 그래서 마루가 앞서 나갑니다.
더 알기0.78은 맥카우언이 1894년에 계산한 값입니다. 실제 해변에서는 바닥 기울기와 파도 모양에 따라 이 비율이 달라집니다. 완만한 해변에서는 마루가 흘러내리듯 부서지고, 가파른 해변에서는 마루가 말려 들어가며 부서집니다. 화면에서 마루가 쏠리는 모양과 거품은 계산이 아닌 개략 그림입니다.
파동의 교과서 식(선형 파동 이론)으로 계산
이 장면을 3D로 보기 →Wikipedia: Breaking wave · Bosboom & Stive, Coastal Dynamics: Wave breaking
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숫자는 파동의 교과서 식(선형 파동 이론 · 분산 관계 · 얕아짐 식)으로 계산했습니다. 3D 그림에서 파도 높이는 보이도록 크게 그렸고, 해변 바닥 기울기와 부서지는 모양은 개략입니다.