Tólengés

A tólengés (vagy seiche) az állóvizek felszínén vagy magában a víz testben bekövetkező nagyobb mértékű kibillenés, amelyet a hidrológia tudománya vizsgál.

A tólengés jellemzése

A légkörben zajló áramlási viszonyok nem kiegyensúlyozott jellege miatt a nagyobb állóvizek pl. tavak, tengerek egy bizonyos részükön alacsonyabb légnyomás éri, mint a másik részükön. Ezen természeti jelenség minden állóvízen létezik viszont csak a nagy kiterjedésű tavakon lehet számszerű paraméterekkel mérni és következményeit egyértelműen beazonosítani.

A jelenségnél a magasabb légnyomású részről víz áramlás indul meg az alacsonyabb felé - ekkor az adott tó denivellálódik - ami akár összegződhet a szél által keltett denivellációval. Amikor a légköri viszonyok egyensúlyba kerülnek, valamint a Földön fellépő gravitációs hatás miatt a feltorlódott víztömeg visszaáramlása megtörténik. Ekkor egy periodikus mérleghintaszerű mozgás következik be, melyet „tólengésnek” vagy „seiche”-nak nevezünk. E fajta vízmozgást periodicitás jellemez. A tólengés mértékét, vagyis periodicitását és lengés idejét a meder méretei határozzák meg, valamint a légköri viszonyok.

A folyamatos hullám (piros)mutatja a két szaporító hullám összegét, amelyek ellenkező irányban mozognak (zöld és kék).

A tólengést, valamint a seiche periódus idejét a következő matematikai összefüggéssel számíthatjuk ki:

$T=\frac{2L}{\sqrt{ zg}}$

A kifejezésben szereplő komponensek:

T periódus idő, s

L tómeder hossza, m

g nehézségi gyorsulás, m/s^-2

z vízmélység, m

Egyes tavak seiche-ének periódus ideje:

• Genfi-tó: 73 perc
• Boden-tó: 56 perc
• Balaton: 10-12 óra

Felszíni tólengés

A felszínen bekövetkező seiche esetében a légköri viszonyok és a fellépő gravitációs erő a víz felszínre gyakorlót hatásának következtében, egycsomós úgynevezett uninodális tólengés alakulhat ki. Ezt csak a tómeder tagoltsága tudja befolyásolni, melynek révén kettős- vagyis többcsomós úgynevezett bi- és multinodális tólengések is kialakulhatnak.

Belső tólengés

A vízfelszínre ható légköri viszonyok és a gravitációs erő, amelyek okozzák a belső tólengést nem váltanak ki olyan nagy tólengést és a tó felszíne gyorsan stabilizálódik . A termoklin réteg hintaszerű mozgása - jelentősebb vízálláskülönbség nélkül folytatódik, ekkor a „belső seiche” jelenséget tapasztalhatjuk. Ekkor a vízfelszín dőlésszöge ellentétes a felszíni tólengésnél tapasztalhatóval. Ez annak köszönhető, hogy azon az oldalán a tónak, ahová a vízfelszín feltorlódik, szinte lenyomja a termoklin réteget, ezáltal a mozgás amplitúdója nagyobb lesz. Jelentősége nagyobb, mely abban nyilvánul meg, amikor a tólengés következtében a tápanyag dús, hipolimnetikus réteg a víz felső része mintegy lökésszerűen a diszturbinancia jelleggel, az epilimnionban juthat, ha ott tápanyaghiány áll fenn, akkor az ott fennálló viszonyokat jelentősen megváltoztathatja, így tápanyagot juttathat oda. Ezen jelenség megfigyelhető pl. Kinnert tóban. A nyári rétegzettség során nagy hatással van a belső seiche a tó tápanyag forgalmára. Természetesen ezt is befolyásolja igen jelentősen a meder morfológiája.

A vízszint okozta különbségek melyet a tólengés idézett elő Erie-tó, nyilvántartott adatok Buffalo (piros) és Toledo, Ohio (kék) on November 14, 2003

Belső seiche periódus idejét a következő képen becsülhetjük (T,nap):

$T=\frac{2L}{\frac{g\ \star{(D h +De )}}{{\sqrt{(\frac {D h }{z h}+\frac{D e}{z e})}}}}$

A kifejezésben szereplő komponensek:

L tómeder hossza, m

g nehézségi gyorsulás, m/s^-2

$z_h$ hipolimnion mélysége, m

$z_e$ hipolimnion mélysége, m

$D_h$ hipolimnetikus víz sűrűsége, g/cm^-3

$D_e$ epilimnetikus víz sűrűsége, g/cm^-3

A belső tólengést nem csak a gravitációs erő generálhatja a vizekben , hanem a földrengés generálását okozó belső erő is létrehozhat e fajta vízmozgási jelenséget egy tenger vízében, melyet szökőárnak vagy cunaminak neveznek. Ekkor a tenger medréből induló lökésszerű hullám következménye lesz a belső seiche kialakulása, ami a part menti részeken feltorlasztja a tengervizet, ezáltal nagy hullámokat generál és a tenger vízszintje megemelkedik a part menti sávoknál és ekkor következik be a szökőár jelensége.

Irodalom

• Padisák Judit ELTE Eötvös Kiadó Budapest, 2005