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当动能在水中传播时,海洋会从平静变为灾难。
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海浪是海岸风景和海滩度假中无处不在的一部分。但你是否曾停下来思考过波从哪里起源,它传播了多远,或者它最初为什么会形成? 5 o8 a$ k, J' p0 M/ q
当能量通过水体时,就会形成波,从而使水作圆周运动。尽管许多事件——包括飓风、满月和地震——都可以将动能或运动产生的能量转移到水中,但最常被指责的是风。所创建的波的类型取决于上述哪个事件启动了波的动作。 / T2 J( H9 M c/ @# ~
波的解剖
2 p8 x' @3 n/ A/ h1 [9 w7 T 当风吹过光滑的水面时,会发生两件事:当空气与水摩擦时产生摩擦,这种摩擦力开始拉伸水面。随着风的不断吹,水面会变得粗糙,变成波涛汹涌的海浪,然后是白浪,然后开始向上伸展,形成波峰——海浪的最高点。
3 g/ Z- O5 Q; e7 [* K8 ~; Z% g 波高
" }5 S' j7 |; V# O4 M- d% g 波的最高部分被称为波峰,它的底部被称为波谷。波峰和波谷之间的垂直距离告诉你波的高度。
, r7 m O9 i1 Q. X6 J) u& X 海浪的高度取决于风速、持续时间(吹的时间)和风区长度(在一个方向上吹的距离)。缓慢的风速会产生小波浪。同样,如果风只吹一小段时间,或者风吹的距离很短,波浪就会变小。要形成一个大浪,这三个因素必须都很重要。例如,在340英里(547公里)的海面上,持续24小时33英里每小时(30节)的风激起的平均海浪高度为11英尺(3.3米)。
3 _. q) S' B8 b& G; v3 O# J 至于海浪能长多高,虽然65英尺以上(19.8米)突然的巨浪可以在极端的风暴条件下发生,这样的浪高是极其罕见的。在飓风桑迪期间,几个海洋浮标测量到的单个海浪高度超过45英尺(13.7米)。 " k8 I# M+ `7 I( m5 \: b9 H
+ u9 u. O. J2 @4 l1 t* g% Q' t 海浪不仅会在岸边拍打。
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波速 % l$ c5 k8 Y! a+ s9 G1 H7 a1 f
一个波移动的速度取决于它在水中的深度,以及它的波长(两个连续波之间的距离)。长度越长的波在水中移动越快。 ) u0 B# y4 N( z# S1 o
破碎波 ) z$ T' C$ m% \6 f8 i1 R0 q0 {- O
与此同时,所有这些都发生在水线以上,一股汹涌的水柱也在水线以下移动。然而,当一个深海波接近海岸,这个阴影波遇到较浅的海底,它的运动被打断。它会减速,压缩,迫使波峰升到更高的空中。这导致波浪变得不平衡,波浪崩溃下来,这被称为“破碎波”。至于波浪能,一开始是风能,但它在海浪中消散了。
7 s3 t# K) F. i5 D 波的类型
# `6 c- E& F7 \+ U 风驱动的表面波是最常见的波类型,但它们不是你在海上发现的唯一类型的波。
1 Y4 m3 }& o) h- J w- j( U 潮汐波
) A8 D5 G1 ~& X 当月亮而不是风拉动海洋表面时,潮汐就形成了。是的,月球的引力实际上拉着地球表面。(这种引力既影响陆地也影响水,但受影响最大的是可塑性更强的水。)
% o* ~7 S; u2 F: y: i( j 形成的潮汐类型取决于你在地球的哪一边。当你所在的地区正对着月球时,由于海洋向月球隆起,你会经历上升的水位向内陆的海滩蔓延(涨潮)。但是当你所在的地区离月球最远时,海平面会后退,远离海岸(低潮),因为它们本质上是被向内拉向地球中心。 * u& H% h7 w) O3 o
海啸 % Z* J( [8 B8 K* j" d1 T# \6 ~
虽然海啸有时被称为潮汐波,但它们并不是一回事。尽管它们像潮汐一样沿着海岸冲向内陆,但它们主要是由海底地震引发的。太平洋是世界上地震最活跃的海洋盆地,平均每年发生两次海啸。
r/ D6 B4 q3 g0 m 风暴潮
# R" L) y# e, D7 { 当飓风的风吹过海面,逐渐将海面上的海水吹出时,就会产生一系列被称为风暴潮的长波。当风暴接近海岸时,水已经“堆积”成一个几百英里宽、几十英尺高的圆顶。然后,这股海浪向岸上移动,淹没海岸,侵蚀海滩。 5 q* k1 I& q9 C
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