Seiche

Seiche (äännetään /sɛʃ/) on suljettuun altaaseen syntyvä ominaisheilahtelu eli seisova aalto. Seiche voi syntyä esimerkiksi järvissä, poukamissa tai satama-altaissa, kun painovoima pyrkii palauttamaan esimerkiksi tuulen poikkeuttaman vesirungon takaisin tasapainotilaan ja altaan reunat heijastavat häiriön takaisin synnyttäen interferenssin.

Termiä ehdotti ensimmäisenä sveitsiläinen hydrologi François-Alphonse Forel vuonna 1890. Forel oli tarkkaillut ilmiötä Genevejärvessä Sveitsissä. Termi tulee sveitsinranskan murteellisesta sanasta, joka merkitsee "heilahdella edestakaisin" ja jota oli ilmeisesti käytetty alueella jo pitkään kuvaamaan alppijärvien oskillaatioita.

Ilmiön luonne

Seiche-heilahtelut ovat usein paljaalle silmälle näkymättömiä, eivätkä järvellä liikkujat sitä välttämättä lainkaan huomaa. Ilmiö aiheutuu, kun vesirungon tasapainoa häiritsee yksi tai useampi tekijä siten, että vedenpinta on altaan toisessa päässä korkeammalla kuin toisessa. Tämän voi aiheuttaa esimerkiksi pitkäkestoinen tuuli tai maankuoren seisminen aktiivisuus. Painovoima pyrkii palauttamaan pinnan takaisin tasapainoon eli horisontaaliseksi. Tästä syntynyt impulssi kulkee altaan päästä päähän veden syvyydestä riippuvalla nopeudella ja heijastuu takaisin altaan reunasta. Toistuvat heijastukset synnyttävät altaaseen seisovan aallon, jossa on yksi tai useampia solmukohtia (pisteitä, joissa pystysuuntaista liikettä ei tapahdu). Värähtelyn taajuus määräytyy altaan koosta, sen syvyydestä ja ääriviivoista sekä veden lämpötilasta. Järven pituus on solmujen välisen etäisyyden monikerta.

Seiche-aallon jaksonaika suljetussa suorakaiteen muotoisessa altaassa on

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

missä L on vesirungon pituus, d keskisyvyys ja g painovoimakiihtyvyys.

Ilmiön jaksonajat vaihtelevat sekunneista päiviin (Itämeressä noin päivä, Norjan vuonoissa kolme päivää, uima-altaissa sekunteja).

Syyt ja esiintyminen

Seiche-heilahtelun laukaisija voi olla esimerkiksi tuuli, myrsky, maanjäristys tai tsunami. Ilmiölle alttiita ovat etenkin maanjäristysherkillä alueilla sijaitsevat järvet. Maanjäristyksen aiheuttamia seiche-aaltoja voi havaita tuhansienkin kilometrien päässä episentristä. Varsinkin uima-altaat alkavat herkästi heilahdella maanjäristysten vuoksi kaukanakin järistyksen keskuksesta. Esimerkiksi vuoden 1964 suuri järistys Alaskassa heilutti uima-altaita aina Puerto Ricossa asti.

Pieniä säännöllisiä seiche-heilahteluja sattuu suuremmissa järvissä jatkuvasti. Muun muassa Loch Ness -järvessä Skotlannissa havaitaan ilmiö usein, ja sillä voidaan ehkä selittää osa Loch Nessin hirviön olemassaoloa perustelevista väitteistä: seiche-heilahtelut saattavat nostaa pohjasta puunrunkoja. Pohjois-Amerikan suurissa järvissä seiche-ilmiö on yleinen. Siellä vedenkorkeuden ero järven eri puolilla voi olla jopa viisi metriä.

Aiheesta muualla

• http://www.seagrant.wisc.edu/communications/lakelevels/seiche.htm What is a seiche? (englanniksi)
• http://www.coastal.udel.edu/faculty/rad/seiche.html Seichelaskuri (englanniksi)
• http://www.unmuseum.org/mwave.htm Seiche ja sen yhteys vesihirviöihin (englanniksi)