On the growth rate of wind‐generated waves

Abstract

A new approach to fetch‐limited wave studies is taken in this paper. Using data from five towers arranged along a line from the eastern shore of Lake St Clair, the differential growth between towers is explored as a function of local wave age. It is argued that this method avoids the usual fetch‐limited pitfall of inhomogeneity over long fetches and, in particular, the changes in wind speed downfetch of an abrupt roughness change. It is found that the growth rate decreases uniformly downfetch as the waves approach full development. This differential method leads to a smooth transition from rapidly growing short fetch waves to the asymptotic invariant state of full development. When the variation in wind speed after an abrupt (land to water) roughness change is taken into account, the idea of a universal fetch‐limited growth curve is called into question.

Résumé

On utilise une nouvelle approche pour étudier les vagues limitées par le fetch. À l'aide de cinq tours installées le long des rives est du lac Sainte‐Claire, on examine l'accroissement différentiel entre les tours en fonction de l'âge des vagues locales. On pense que cette méthode évite les problèmes habituels de non homogénéité limitée par le fetch sur de longues distances et, particulièrement, les changements de la vitesse du vent en aval d'un changement soudain de la rugosité. On constate que le taux d'accroissement diminue uniformément en aval du fetch lorsque les vagues approchent de leur développement maximum. La méthode différentielle entraîne une transition régulière des vagues de court fetch qui grandissent rapidement au stage asymtotique invariable d'un développement complet. Lorsqu'on tient compte de la variation du vent après un changement soudain (rivage à eau) de rugosité, on s'interroge sur l'hypothèse d'une courbe de croissance universelle limitée par le fetch.