• 海洋科普(260)
  • 2025-05-16 07:44:53
  • 定义

    风浪是指当地风产生,且一直处在风的作用之下的海面波动状态。

    涌浪是指海面上由其他海区传来的或者当地风力迅速减小、平息,或者风向改变后海面上遗留下来的波动。

    特征

    风浪和涌浪是海面上最引人注目的波动。在海洋中,风浪和涌浪会单独存在,但往往同时存在,它们的传播方向往往不同。

    风浪:波面比较粗糙,往往波峰尖削,在海面上的分布很不规律,波峰线短,周期小,当风大时常常出现破碎现象,形成浪花。

    涌浪:波面比较平坦,光滑,波峰线长,周期、波长都比较大,在海上的传播比较规则。

    风浪的成长和消衰

    风浪的成长与大小,不是只取决于风力,而是与风所作用水域的大小和风所作用时间的长短有密切关系。为此,引进风时和风区两个概念:

    风时是指状态相同的风持续作用在海面上的时间。

    风区是指状态相同的风作用海域的范围。习惯上把从风区的上沿,沿风吹方向到某一点的距离称为风区长度,简称风区。

    风浪随风区长度的分布

    如图所示,假定风速一定的风沿OX方向吹,0点为风区上沿,OA为风区内某点A的风区长度,且当风开始作用于海面上时,风区内各点都同时产生尺寸相同的一系列波浪,以相同的速度沿x 方向传播,在传播过程中分别从风中摄取相同的能量而以相同的尺度增长。

    可知,离A 点最远的波浪是从风区上沿产生的,当它传播至A 点后,此时A 点的风浪尺度便达到了理论上的最大值,达到了定常状态。同样,A 点向风区上沿方向的波浪均比A 点更早的达到了定常状态。而向风区下沿方向的波浪还将随时间的增长而继续增大,故称为过渡状态。 定常状态波浪的尺度是越靠近风区上沿越小,过渡状态的波浪尺度则是相同的。但当A 点达到定常状态时,随着时间的推移,定常状态区域会继续向风区下沿方向移动,过渡状态区的波浪尺度同时继续增大。

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    对应于某一风区,风浪成长至理论上最大尺度所经历的最短时间称为最小风时。当实际风时大于最小风时时,波浪为定常状态,反之为过渡状态。

    对应于某一风时,风浪成长至理论上最大尺度所需要的最短距离称为最小风区。当实际风区小于最小风区时,波浪为定常状态,反之为过渡状态。

    定常状态的波浪只受制于风区,而过渡状态的风浪则只受制于风时。

    波浪在成长过程达到一定尺度后,当摄取与消耗的能量达到平衡时,波浪尺寸便不再增大。此时的风浪称为充分成长状态,达到充分成长状态所对应的风时与风区,称为充分成长的风时与风区。

    涌浪的传播

    涌浪在传播过程中的显著特点是波高逐渐降低,波长、周期逐渐变大,从而波速变快。一方面是由于内摩擦作用使其能量不断消耗所致,另一方面是由于在传播过程中发生弥散和角散所致。

    海浪的组成成分在传播过程中,波长大的速度快,波长短的速度慢,于是使原来叠加在一起的波动分散开来,这种现象称为弥散。又由于各个分波的传播方向也不尽一致,在传播过程中向不同方向分散开来,这种现象称为角散。

    涌浪传播的速度很快,常在风暴系统到来之前先行到达,有时甚至可在风暴到来之前几天内出现。涌浪的传播距离也十分惊人。

    涌浪在传播过程中比较准确地遵守了c ²=gλ/2π的关系,但传至近岸浅水时,更接近于长波的性质。

    参考书目:《海洋科学导论》,1999.6,高等教育出版社出版,冯士筰、李凤岐、李少菁

    来源:新闻中心、学生会学术部

    编辑:王斌返回搜狐,查看更多