A Balaton hullámzásának numerikus modellvizsgálata a Keszthelyi-öböl példáján

Rövid leírás: 

A vízfelszín szél keltette hullámzása jelentős szerepet játszik a tavak fizikai, kémiai és ökológiai állapotának alakulásában. A hullámzás elsődleges okozója a parteróziónak, illetve a mederüledék felkeveredésének és ezáltal közvetlen hatást gyakorol a medermorfológiára. Emellett, irányítja a víz-levegő határfelületen zajló turbulens cserefolyamatokat és lehetővé teszi a felszíni, oxigéngazdag és a mederközeli tápanyaggazdag rétegek keveredését. Egyrészről jelentős keveredést okoz a hullámtörés és a fodrozódás folyamata, a Langmuir-cirkuláció, de új kutatások szerint a nem-megtörő hullámok is. Bár a tapasztalati hullámzásbecslő összefüggések jól közelítik a hullámzást leíró legfontosabb statisztikákat, mint például a szignifikáns hullámmagasságot, de nem képesek a hullámzás részletes jellemzésére. A felsorolt folyamatok létrejötte és hatása pedig a hullámzás állapotának függvénye, amelyet annak spektrális jellemzése tud kielégítően megadni. Ennek számítására számos spektrális hullámzásmodellt fejlesztettek ki, amelyek a hullámzást egy adott pontban különböző irányú és frekvenciájú hullámokra bontják fel. Ezek a modellek leírják a hullámzást alakító és létrehozó folyamatokat, a hullámenergia terjedését, időbeli változását, a különböző frekvenciák és terjedési irányok közötti nemlineáris kölcsönhatásokat.

 

A Balaton esetében szél keltette hullámok ugyan nem lesznek több méteresek, ám jelentőségük nagy, hiszen a kis vízmélység miatt, azok hatása könnyen elérheti a mederfeneket. A TDK vagy diplomamunka feladata a Balaton hullámzásának részletes leírására egy spektrális hullámzásmodell felállítása, amivel vizsgálni lehet a hullámmező kifejlődését, térbeli változékonyságát. Mindehhez a Keszthelyi-öbölben végzett mérések biztosítják a szükséges szél- és hullámzásadatokat.

 

A felállíott hullámzásmodell alkalmas arra, hogy egy széleseményen keresztül bemutassuk a hullámzást leíró statisztikák és a hullámspektrum térbeli eloszlását, illetve hogy mennyire befolyásolja azt a lokálisan mért szél. Mennyiben módosítja a hullámzás alakulását, ha tóközepi vagy parti szélmérés alapján szimulálják a hullámzást? Vizsgálható, hogy elegendő-e egy tóközepi állomáson mért szélsebességgel meghajtani a modellt, valamint, hogy a szél térbeli változékonysága mekkora eltérést eredményez a hullámspektrumban, illetve a különböző hullámzást leíró paraméterekben, mint például a hullámtörés vagy éppen a hullámkor eloszlásában.

Javasolt képzés: 
BSc téma