Le onde quadrate si formano quando due sistemi di onde si intersecano, offrendo alla vista una sorta di reticolato ondoso sulla superficie dell'acqua. Questo fenomeno, che è noto anche come "mare incrociato", può essere pericoloso perché crea delle correnti di risacca che mettono a rischio le imbarcazioni, aumentando la probabilità di incidenti.
In Italia è molto difficile vedere questo tipo di fenomeno, mentre è molto comune nell'isola di Rè (Nuova Aquitania, Francia), visto che in quell'area si intersecano due mari che hanno modelli meteorologici diversi. Spesso si vede anche sulle spiagge che bagnano Tel Aviv (Israele) e nei grandi laghi americani (soprattutto nel Lago Michigan).
Quando e perché si verifica il mare a croce
Il fenomeno – più facile da vedere nelle acque poco profonde di alcune zone costiere bagnate da acque oceaniche – si verifica quando due o più sistemi di onde che viaggiano in direzioni reciprocamente perpendicolari (o che viaggiano lungo direzioni che formano un angolo compreso tra i 60° e i 120° tra di loro) si scontrano, dando forma a queste onde quadrate. Le onde che si scontrano potrebbero essere alimentate da venti (wind waves) con onde non più sostenute da venti e quindi dette "onde morte" (swell). Se invece si incrociano solo onde morte si parla di "cross swell". In ogni caso, il fenomeno avviene quando si intersecano due sistemi di onde che in principio avevano direzioni diverse.
Le onde quadrate e la rifrazione e la diffrazione
Ma non solo: il mare incrociato si può osservare anche in seguito a fenomeni di rifrazione e/o diffrazione delle onde.
Cos'è esattamente la rifrazione? La rifrazione è il fenomeno per cui un'onda, passando da un mezzo a un altro (ad esempio dall'acqua profonda a quella bassa), cambia direzione. Questo avviene perché la velocità dell'onda varia a seconda della profondità dell'acqua. Ma ciò come influisce sulla formazione delle onde quadrate? Quando un'onda si avvicina alla costa, la parte più vicina alla riva rallenta a causa della minore profondità, mentre la parte più lontana continua a muoversi più velocemente. Questo fa sì che l'onda si incurvi e cambi direzione. Se due sistemi di onde si avvicinano alla costa da direzioni leggermente diverse, la rifrazione può far sì che le loro creste si incrocino formando un pattern a scacchiera.
Nella diffrazione invece un'onda, incontrando un ostacolo o un'apertura, tende a "diffondersi" o "piegarsi" attorno ad esso/a. Ciò avviene perché le onde non si propagano sempre in linea retta, ma possono "curvare" attorno agli ostacoli. Come influisce sulla formazione delle onde quadrate? In due modi:
- Interagendo con degli ostacoli: Quando le onde incontrano ostacoli come scogliere, moli o banchi di sabbia, la diffrazione fa sì che esse si incurvino e cambino direzione. Questo può contribuire alla formazione di pattern complessi sulla superficie dell'acqua, compresi quelli a scacchiera (mare incrociato).
- Interferenza tra onde difratte: Le onde difratte da ostacoli diversi possono interferire tra loro, sommandosi o cancellandosi a vicenda. Questa interferenza può accentuare o attenuare determinati pattern, come le onde quadrate.
Talvolta la rifrazione e la diffrazione agiscono in combinazione. Ad esempio, un'onda che si avvicina a una costa con una profondità variabile subirà sia rifrazione (a causa del cambiamento di profondità) sia diffrazione (a causa della presenza di scogliere o promontori). L'interazione di questi due fenomeni può creare pattern d'onda molto complessi e affascinanti.
Quindi sia la rifrazione che la diffrazione sono fattori importanti nella formazione delle onde quadrate, ma è fondamentale sottolineare che la formazione di questi pattern è il risultato di una combinazione di fattori, tra cui le condizioni del vento, la topografia del fondale e le caratteristiche delle mareggiate.
Perché le onde quadrate possono essere pericolose
Sebbene osservare le onde quadrate sulla spiaggia (in acque poco profonde dove le correnti non sono forti) non presenti un pericolo, è necessario tenere a mente che la forza di correnti di risacca generata dalla collisione di due sistemi di onde differenti e i rapidi mutamenti delle maree rappresentano un rischio sia per i bagnanti che per le barche. Infatti, nel corso degli anni ci sono stati diversi naufragi e incidenti marittimi in cui tra le concause era presente anche questo fenomeno. Chiaramente, se si è in acqua e si vede che questo tipo di onde si sta formando, ci si dovrebbe allontanare il prima possibile per evitare di essere trascinati da diverse angolazioni e di non riemergere.