ظاهرة السيش: الموجات الواقفة في المسطحات المائية المغلقة

ظاهرة السيش: فهم الموجات الواقفة في المسطحات المائية

تُعرف السيش (Seiche) بأنها موجة واقفة تحدث في مسطح مائي مغلق أو مغلق جزئياً. وقد لوحظت هذه الظاهرة في العديد من البيئات المائية، بما في ذلك البحيرات، والخزانات، وحمامات السباحة، والخلجان، والموانئ، والكهوف، وحتى البحار. الشرط الأساسي لتكون السيش هو أن يكون المسطح المائي محاطاً جزئياً على الأقل، مما يسمح بتشكل الموجة الواقفة.

تاريخ المصطلح وأصله

تم الترويج لهذا المصطلح في عام 1890 من قبل عالم الهيدرولوجيا السويسري فرانسوا ألفونس فوريل، الذي كان أول من قام بملاحظات علمية لهذا التأثير في بحيرة جنيف. ويبدو أن الكلمة كانت مستخدمة منذ فترة طويلة في المنطقة لوصف التذبذبات في البحيرات الألبية. ووفقاً لبعض الدراسات، فإن هذه الكلمة مشتقة من الكلمة اللاتينية siccus التي تعني "جاف"، وذلك لأن الشاطئ يجف عندما تتراجع المياه أثناء التذبذب.

أسباب وطبيعة ظاهرة السيش

غالباً ما تكون ظاهرة السيش غير محسوسة للعين المجردة، وقد لا يلاحظ الأشخاص الموجودون في القوارب على السطح حدوثها بسبب الفترات الزمنية الطويلة جداً بين القمم والقيعان. يحدث هذا التأثير نتيجة الرنين في مسطح مائي تعرض للاضطراب بسبب عوامل مختلفة، وأبرزها:

• التأثيرات الجوية: مثل الرياح القوية وتغيرات الضغط الجوي.
• النشاط الزلزالي: الهزات الأرضية التي تحرك كتلة المياه.
• تسونامي: الموجات الضخمة التي قد تدخل إلى خلجان أو بحيرات.

تسعى الجاذبية دائماً إلى استعادة السطح الأفقي للمياه لتحقيق التوازن الهيدروستاتيكي. يؤدي هذا إلى حركة توافقية عمودية تنتج نبضة تنتقل عبر الحوض بسرعة تعتمد على عمق المياه. عندما تنعكس هذه النبضة من نهاية الحوض، يحدث تداخل يؤدي إلى تكوين موجات واقفة تحتوي على نقاط تسمى "العقد" (nodes)، وهي نقاط لا تشهد أي حركة عمودية.

حساب فترة التذبذب

يمكن تقدير أطول فترة طبيعية للسيش في مسطح مائي مستطيل مغلق باستخدام صيغة ميريان، حيث تعتمد الفترة الزمنية على طول المسطح المائي، ومتوسط عمقه، وتسارع الجاذبية الأرضية.

أماكن حدوث ظاهرة السيش

تحدث السيش في البحيرات والبحار على حد سواء، ولا يشترط أن يكون شكل الحوض منتظماً؛ فحتى الموانئ ذات الأشكال غير المنتظمة تظهر تذبذبات بترددات مستقرة.

السيش في البحيرات

تتواجد السيش الإيقاعية المنخفضة بشكل دائم تقريباً في البحيرات الكبيرة، لكنها تظل غير ملحوظة إلا في فترات الهدوء الشديد. على سبيل المثال، وجدت الدراسات في بحيرة جنيف أن الدورة الطولية تستغرق 73 دقيقة، بينما تستغرق الدورة العرضية حوالي 10 دقائق.

مخاطر السيش في البحيرات العظمى

تصدر مصلحة الأرصاد الجوية الوطنية تحذيرات من انخفاض مستوى المياه في أجزاء من البحيرات العظمى عندما يُتوقع حدوث سيش بارتفاع 0.6 متر أو أكثر. وتعتبر بحيرة إيري عرضة بشكل خاص للسيش الناتجة عن الرياح بسبب ضحالتها وشكلها المستطيل الذي يتوافق مع اتجاه الرياح السائدة، مما قد يؤدي إلى تذبذبات تصل إلى 5 أمتار بين طرفي البحيرة.

يمكن أن تكون هذه الظاهرة خطيرة جداً؛ ففي عام 1954، تسببت سيش بارتفاع 3 أمتار في شيكاغو (بحيرة ميشيغان) في جرف ثمانية صيادين من الأرصفة وغرقهم، مما يبرز القوة التدميرية لهذه الموجات الواقفة رغم طبيعتها الهادئة في البداية.