海洋中的波浪是由什么引起的?能量分析和波的类型

当动能在水中传播时,海洋就会从平静变成灾难。

一个冲浪者骑在海浪上的鸟瞰图。"class=

本杰明·李/盖蒂图片社

在这篇文章中

海浪是海岸景观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是从哪里产生的,它传播了多远,或者它最初是为什么形成的?

当能量通过水体时,波浪就会形成,从而导致水作圆周运动。虽然任何数量的事件——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,但这是这是最常被指责的。所创建的波的类型取决于上面的哪个事件引发了波的动作。

波的解剖

当风吹过光滑的水面时,会发生两件事:空气与水摩擦产生摩擦力,摩擦力开始拉伸水面。随着风的不断吹起,水面开始变得波涛汹涌,然后是白浪,然后开始向上伸展,形成波峰——波浪的最高点。

波高

波浪的最高部分称为波峰,而它的底部称为波谷。波峰和波谷之间的垂直距离告诉你波浪的高度。

一个浪的高度取决于风速、持续时间(它吹的时间)和吹的距离(它朝一个方向吹的距离)。缓慢的风速会产生小波浪。同样,如果风只吹了很短的时间,或者如果风吹得很短,就会产生较小的波浪。为了形成一个巨大的波浪,这三个因素都必须很重要。例如,根据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和这本书的说法,一个稳定的33英里每小时(30节)的风在340英里(547公里)上空持续吹动24小时,激起的平均海浪高度为11英尺(3.3米)海洋学和航海技术。

至于海浪能涨多高,美国国家海洋和大气管理局指出,虽然65英尺以上(19.8米)“流氓”波可能发生在极端风暴条件下,这样的海浪高度是极其罕见的。飓风桑迪,多个海洋浮标测量了个别浪高超过45英尺(13.7米)。

海浪在深海中间破碎。"class=
海浪不仅拍打着海岸。

andrej67 / Getty Images

波让翻车特技

你曾经在海浪中游泳吗?你可能会觉得它像上下摆动一样把你抬起来,但这并不完全正确。波浪实际上会使水上物体在水中移动圆形运动,所以实际上,当它接近时,它会让你向上和向前,然后当它经过时,它会让你向下和向后。

波速度

一个波移动的速度取决于它在水中移动的深度,以及它的波长(两个连续波之间的距离)。长度较长的波浪通常在水中移动得更快。

断路器

与此同时,这一切都发生在水线之上,一股汹涌的水柱也在水线之下移动。然而,当深海波接近海岸时,这个阴影波遇到较浅的海底,它的运动就被打断了。它减速,压缩,迫使波峰上升到空中。这就导致波浪变得不平衡,然后波浪就会以所谓的“破浪”的形式冲下来。至于波浪能,最初是风能,后来消散在海浪中。

波的类型

由风驱动的表面波是最常见的波浪类型,但它们不是你能在海上找到的唯一一种波浪。

潮汐波

当月球(而不是风)拉动海洋表面时,潮汐就形成了。是的,月球的引力确实会拉住地球的表面。(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。)

潮汐形成的类型取决于你在地球的哪一边。当你所在的区域正对着月球时,你会体验到海水向月球方向膨胀,导致海水向内陆海滩(涨潮)蔓延的水位上升。但当你所在的地区离月球最远时,海平面就会升高向后退,远离海岸(低潮)因为它们本质上被拉向地心。

地球上每天只有两次涨潮和两次低潮(地球两侧各有一次涨潮和低潮)。

海啸

虽然海啸有时被称为潮汐波,但它们不是一回事。虽然它们像潮水一样冲向海岸和内陆,但它们主要是由海底地震引发的。平均每年都会发生两次海啸太平洋是世界上地震最活跃的海盆。

风暴潮

当飓风吹过海面,逐渐将海水推向海面,就会产生一系列被称为风暴潮的长波。当风暴接近海岸时,海水已经“堆积”成一个几百英里宽、几十英尺高的圆顶。海洋膨胀然后向海岸移动,淹没海岸,侵蚀海滩。

观点的文章来源
  1. 为什么海洋会有波浪?"美国国家海洋管理局。

  2. 风、浪和异常涌浪."国家气象局喷气流学校天气

  3. 最大喷射流:波浪的解剖."国家气象局喷气流学校天气

  4. 是什么引起了海浪?"美国国家海洋和大气管理局海洋探险

  5. 潮汐."国家气象局喷气流学校天气