Seiche

Ein seiche (uttalt /ˈseɪʃ/ eller /sɛʃ/) er ei ståande bølgje i eit lukka eller delvis lukka vassreservoar. Seicher og seiche-liknande fenomen er observert i innsjøar, dammar, fjordar og havområde.

Omgrepet vart første gongen framført i vitskapleg samanheng av den sveitsiske hydrologen François-Alphonse Forel i 1890. Han hadde observert verknaden i Genfersjøen. Ordet kjem frå eit sveitsisk-fransk dialektord som tyder «å svinge fram og tilbake». Dette hadde visstnok lenge vore brukt i området når det var snakk om svingingar i alpesjøane.

Seicher er ofte usynleg sett frå overflata. Folk i båt treng ikkje å merke at ein seiche opptrer på grunn av dei ekstremt lange bølgjelengdene. Bølgja blir sett opp som resonans i vassmassene etter ein forstyrring frå ein eller fleire ytre årsaker, som oftast meteorologiske (vind eller lufttrykksvariasjonar), seismisk aktivitet eller ved tsunamiar.

Tyngdekrafta virkar alltid til å gjenskape horisontalflata i ein vassmasse, då dette representerer vatnet sin likevektstilstand. Resultatet er vertikale harmoniske rørsler som utgjer ein impuls. Impulsen går i heile lengda til reservoaret med ein fart som er avhengig av djupna til vatnet. Impulsen blir reflektert i enden av reservoaret slik at det oppstår interferens. Gjenteken refleksjon gjev ståande bølgjer med ein eller fleire noder eller bølgjeknutar der den vertikale rørsla er null. Svingefrekvensen er avhengig av storleiken til reservoaret, djupn og utforming, og av vasstemperaturen. Lengda til innsjøen er eit nøyaktig multippel av avstanden mellom nodane.

Den naturlege perioden for ein seiche i ein rektangulær vassmasse kan uttrykkjast ved formelen:

${\displaystyle {\mbox{Periode}}(T)={\frac {2L}{\sqrt {gd}}}}$

der L er lengda, d middeldjupet til vassmassen og g tyngdeakselerasjonen. Til dømes ville perioden for ein seiche i ein vassmasse som er 10 meter djup og 5 kilometer lang vere 1000 sekund eller omtrent 17 minutt, medan ein vassmasse som er 300 km lang (slik som Finskebukta) og litt djupare er ein periode nærare 12 timar.

Høgare ordens svingingar er òg observert.

Seicher har vore observert både i ferskvatn og saltvatn. Det viktigaste vilkåret er at vassmassen er delvis innelukka for at ståande bølgjer skal bli danna. Ei regelmessig utforming av bassenget er ikkje påkravd. Sjølv i hamner med særs uregelmessig fasong blir det regelmessig observert svingingar med stabile frekvensar.

Små rytmiske seicher er nesten alltid til stades i større innsjøar. Vanlegvis er dei umerkelege, unntatt i spesielt rolege periodar.

Til dømes er Eriesjøen spesielt utsett for vinddannade seicher ved at sjøen er grunn og langstrakt. Her kan ekstreme seicher kome opp i fem meter mellom endane av sjøen. Verknaden liknar på stormflod ved kysten, men seiche-effekten er slik at han kan svinge fram og tilbake over sjøen over tid.

Innsjø-seicher kan oppstå raskt: 13. juli 1995 fekk ein stor seiche i Øvresjøen (Lake Superior) vatnet til å falle og stige igjen med ein meter på femten minutt. I Michigansjøen vart åtte fiskarar skylt på sjøen og drukna då ein tre meter høg seiche trefte sjøsida av Chicago 26. juni 1954.

Innsjøar i seismisk aktive område, slik som Lake Tahoe i California/Nevada er særleg utsett for seicher. Det er geologiske spor etter at strendene av Lake Tahoe i førhistorisk tid kan ha vorte treft av seicher og tsunamiar så høge som 10 m.^[1]

Seicher frå jordskjelv har vorte observert tusen av mil frå skjelva sine episenter. Spesielt symjebasseng er utsett for seicher frå jordskjelv, då ristingane ofte kan treffe eigenfrekvensen til små vassmassar. 1994-skjelvet i California fekk symjebasseng til å skvalpe over i heile sørlege California. Det store skjelvet som trefte Alaska i 1964 skapte seicher i symjebasseng så langt unna som Puerto Rico. Jordskjelvet i Lisboa 1755 skapte seicher i kanalar 3000 km unna, i Skottland og Sverige.

Nordsjøen har ofte seicher med omkring perioden til 36 timar.

Større seicher er observert i hav som Adriahavet og Austersjøen, med flaumar i høvesvis Venezia og St. Petersburg. St. Petersburg ligg flatt til, ved munningen av elva Neva. Seicheskapt flaum finst ofte langs Neva om hausten. Seichene blir sett opp av lågtrykksaktivitet vestfrå som trekkjer store vassmassar inn i Austersjøen. Medan lågtrykkssystemet fortset innover land blir det danna lange lågfrekvente seicher med bølgjelengd på fleire hundre kilometer i Austersjøen. Når bølgjene når den tronge og grunne Neva-bukta veks dei i høgde og gjev flaum.

I Fundy-bukta utanfor Canada kan høgda på seicher overstige 15 meter. Dette heng saman med at eigenfrekvensen til bukta er nær månen sin halvdøgnlege tidvassfrekvens. Gabès-bukta i Tunisia har av tilsvarande årsak seicher på opptil 2 meter.

Seicher kan òg bli sett opp av ein tsunami, eit bølgjetog sett opp i ein vassmasse ved ein pulserande eller brå forstyrring som forskyv vassøyla vertikalt. I nokre tilfelle vil tsunamien danne seicher påverka av lokale geografiske særeigenskapar. Til dømes hadde tsunamien som trefte Hawaii i 1946 intervalla på 15 minutt mellom bølgjefrontane. Eigenfrekvensen til Hilo Bay er omkring 30 minutt. Det tyder at annakvar bølgje var i fase med rørsla i Hilo Bay, og sette opp ein seiche i bukta. Slik vart øydeleggingane i Hilo større enn noko anna stad på Hawaii. Kombinasjonen av tsunami og seiche nådde 14 m, og drap 159 menneske. Seiche-bølgjene kan fortsetje fleire dagar etter tsunamien.

Sjølv om det meste av teknisk litteratur omhandlar overflateseicher som lettast blir observert, er seiche-liknande resonante bølgjer òg observert på termoklinen^[2] i avgrensa vassmasser. Slike termokline seicher er ofte observert i Loch Ness i Skottland. Nokre av dei siterte bevisa på eksistensen av Loch Ness-monstret kan tilbakeførast til overflateverknaden av undervasseicher. Sidan grensesjiktet typisk opphøyrer eit stykke frå land, vil overflatestiginga i samanheng med termoklin seiche ved enden sjå ut som om vassflata løftar seg rett ved breidda. Denne verknaden er foreslått som forklaring på nokre dei uvanlege fenomena som er observert^[3].