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  • 1
    Electronic Resource
    Electronic Resource
    Numerical simulations of surface wave refraction in the North Sea. Part 2: Dynamics (1991)
    Springer
    Ocean dynamics 44 (1991), S. 1-15 
    Details
    ISSN: 1616-7228
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geosciences , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Es werden numerische Simulationen der Transformation von Meereswellen durch Shoaling und Refraktion benutzt, um die Verteilung der Energie, mittleren Frequenz und Richtung der Wellen entlang der Nordseeküste zu untersuchen. Es werden die Veränderungen der Richtungsverteilung im Fall von Dünungen, die in die Nordsee zwischen Orkney- und Shetlandinseln bzw. Shetlandinseln und Norwegen eintreten mit Hilfe einer rückwärtsgerichteten Strahlenprojektion berechnet. Die Ergebnisse zeigen, daß dieDeutsche Bucht die Nordsee bezüglich des Seegangsklimas an den Küsten und der Verteilung der Dünungsrichtungen in ein nördliches und ein südliches Gebiet teilt und dafür sorgt, daß das Elbe- und Weserästuar vor hohen Dünungswellen aus dem Nordatlantik geschützt wird, vorausgesetzt, daß keine zusätzlichen Wellen durch lokale Windfelder in der Nordsee erzeugt werden. Die hier benutzte Methode erlaubt eine wirklichkeitsnähere Beschreibung des Seegangsklimas an den Küsten, als es bisher mit den herkömmlichen Methoden möglich war. Ferner zeigt sich, daß die örtliche Variabilität der mittleren spektralen Parameter beträchtlich ist und von den topographischen Merkmalen des Meeresbodens sowohl in der Nah- als auch in der Fernzone abhängt.
    Abstract: Résumé Des simulations numériques de la transformation des vagues liée à la variation de la vitesse de groupe en fonction de la profondeur permettent d'étudier le spectre d'énergie de la houle, sa fréquence et sa direction moyennes le long de la côte. Les distributions angulaires des houles typiques, qui entrent dans la mer du Nord par un passage entre les îles d'Orkney et les Shetlands et entre les Shetlands et la Norwège, sont calculées par rétroprojection des rayons. Les résultats montrent que leGerman Bight sépare dans une direction Nord-Sud deux domaines de houles côtières caractéristiques. Il permet de protéger les estuaires de l'Elbe et du Weser des hautes mers avec des houles de l'Atlantique Nord lorsque la géneration de la houle par les vents locaux est négligeable. Cette approche permet d'obtenir une description plus réaliste des caractéristiques des houles côtières que celle que l'on obtiendrait par des méthodes plus conventionnelles. Par ailleurs, on trouve que la distribution spectrale des différents paramètres varie considérablement avec la position et dépend de la topographie proche et lointaine.
    Notes: Summary Numerical simulations of surface wave transformation due to shoaling and refraction are used to examine the distribution of wave energy, mean frequency, and direction along the coastline of the north Sea. The variability in the directional distribution of typical swell events, entering the North Sea between the Orkney-Shetland and Shetland-Norway, are calculated from reverse ray projections. The results show that theGerman Bight divides the coastal wave climate and the directional characteristics of swell into a northern and southern domain and provides shelter to the Elbe and Weser estuaries from high sea states associated with swell from the North Atlantic when generation of waves from local winds in the North Sea is negligible. This approach provides a more realistic description of the costal were climate than has been possible with conventional techniques. Furthermore, it was found that the spatial variability in mean spectral parameters is considerable and depends on both near and far zone topographic features.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF02226339
    Location Call Number Expected Availability
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    Paper (German National Licenses)
    Fulltext
  • 2
    Electronic Resource
    Electronic Resource
    Numerical simulations of surface wave refraction in the North Sea, part 1: Kinematics (1990)
    Springer
    Ocean dynamics 43 (1990), S. 1-18 
    Details
    ISSN: 1616-7228
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Geosciences , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Es werden numerische Simulationen der Refraktion von Oberflächenwasserwellen (Dünungen), die zwischen Orkney- und Shetlandinseln bzw. Shetlandinseln und Norwegen in die Nordsee einlaufen, benutzt, um die Abweichungen der Laufzeit, Laufrichtung und die seitliche Verschiebung von sogenannten Strahlen, entlang denen die Wellen laufen, zu bestimmen, wenn man (1) Strahlen, bei denen keine Refraktion (Tiefwasser), wohl aber Shoaling berücksichtigt wurde mit Strahlen, bei denen beides berücksichtigt wurde, vergleicht, und wenn (2) zusätzlich die Einfallsrichtung und die Frequenz der Dünung variiert wird. Die Ergebnisse zeigen, daß die Refraktion von Dünungswellen wichtig ist und in numerischen Seegangsvorhersagemodellen berücksichtigt werden sollte. Für die betrachteten Fälle zeigt sich, daß die Unterschiede in der Laufzeit, Laufrichtung und der seitlichen Verschiebung größer sind als typische Werte von Zeitschritt, Gitterabstand und Richtungsauflösung, wie sie gegenwärtig in Seegangsvorhersagemodellen für Flachwasser benutzt werden.
    Abstract: Résumé Des simulations numériques de la réfraction de la houle qui entrent dans la mer du Nord par un passage entre les îles d'Orkney et les Shetlands et la Norwège permettent de determiner les erreurs sur le temps de parcours, la déflexion angulaire et le déplacement latéral des rayons (1) en tenant compte de la variation de la vitesse de groupe en fonction de la profondeur, mais en négligeant la réfraction des rayons en eau profonde et (2) en perturbant la fréquence initiale de la houle et sa direction incidente. Les résultats montrent que la réfraction en profondeur de la houle est importante et devrait être prise en compte correctement dans les modèles numériques de prédiction de houle. Les différences obtenues dans les cas considéres sur le temps de trajet, la déflexion angulaire et le déplacement latéral sont supérieures aux valeurs typiques des pas de temps et d'espace et de la résolution directionelle utilisés dans les modèles prédictifs de houle en eau peu profonde.
    Notes: Summary Numerical simulations of water wave refraction entering the North Sea between the Orkney-Shetland and Shetland-Norway are used to determine the expected errors in travel time, angular deflection and lateral displacement of ray paths when (1) accounting for shoaling but neglecting refraction effects in deep water ray characteristics and (2) perturbing the initial swell frequency and direction of incidence. The results show that depth refraction of swell waves is important and should properly be accounted for in numerical wave prediction models. It is shown that for the cases considered here, differences in travel time, angular deflection and lateral displacement exceed typical values for time step, grid spacing and directional resolution presently used in shallow water wave prediction models.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF02226406
    Location Call Number Expected Availability
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    Paper (German National Licenses)
    Fulltext
  • 3
    facet.materialart.
    Unknown
    Numerical simulations of surface wave refraction in the North Sea, part 1: Kinematics (1990)
    Springer
    Details
    Publication Date: 1990-01-01
    Print ISSN: 0012-0308
    Electronic ISSN: 1616-7228
    Topics: Geosciences , Physics
    Published by Springer
    Location Call Number Expected Availability
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    PAPER CURRENT
  • 4
    facet.materialart.
    Unknown
    Numerical simulations of surface wave refraction in the North Sea. Part 2: Dynamics (1991)
    Springer
    Details
    Publication Date: 1991-01-01
    Print ISSN: 0012-0308
    Electronic ISSN: 1616-7228
    Topics: Geosciences , Physics
    Published by Springer
    Location Call Number Expected Availability
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    PAPER CURRENT
  • 5
    facet.materialart.
    Unknown
    An application of ocean wave-current refraction to the Gulf Stream using SEASAT SAR data (2012)
    Massachusetts Institute of Technology and Woods Hole Oceanographic Institution
    Details
    Publication Date: 2022-05-25
    Description: Submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Ocean Engineer at the Massachusetts Institute of Technology and the Woods Hole Oceanographic Institution August 1989
    Description: When ocean waves in deep water interact with a current, the direction of propagation and characteristics of the waves such as height and length are affected. Swell in the open ocean can undergo significant refraction as it passes through major current systems like the Gulf Stream or Antarctic Circumpolar Current. Remote sensing techniques such as synthetic aperture radars (SAR) have the potential to detect wave systems over a wide geographical area. Combining a model for wave refraction in the presence of currents with SAR measurements, the inverse problem of using the measured wave data can be solved to determine the direction and magnitude of the intervening currents. In this study the behavior of swell measured by SAR on a satellite pass over the Gulf Stream is examined. The refraction predicted by a numerical model under conditions of varying current profiles and velocities is compared to SAR generated wave spectra. By matching the current profile which results in the best correlation of wave refraction to the SAR data, the tomographic problem of measuring the Gulf Stream current is solved. The best correlation between the model and SAR data is obtained when a current is modeled by a top hat velocity profile with a direction of 75° and a current speed of 2 m/s. The direction agrees with that visually observed from the SAR images, and the direction and speeds are close to the Coast Guard estimates for the Gulf Stream at the time of the SEASAT,pass. The current profiles used did not take into account a possible widening of the Gulf Stream at the position of the satellite overpass. There is a great deal of scatter in the SAR data, both before and in the Gulf Stream, so it is difficult to correlate every point with specific current behavior, but the increase in wave length and change in wave angle in the center of the Gulf Stream seem to indicate that there may be a non-uniform feature such as the formation of an eddy or other lateral variability near the current's edge.
    Description: I was supported by the U. S. Navy.
    Keywords: Ocean currents ; Ocean waves
    Repository Name: Woods Hole Open Access Server
    Type: Thesis
    Format: application/pdf
    Location Call Number Expected Availability
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    PAPER (OA)
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