无风不起浪

　　“无风不起浪”，这是我国的一句俗语，这句话明确地说明了海洋中风浪生成的外部原因。通常把在风的直接作用下，海面产生的波动叫做风浪。既然风浪是由风的作用产生的，那么风是如何产生浪的呢?风浪生成后，又是怎样成长和衰减的呢?这是一个很复杂的过程，到现在为止，人们对这种物理过程了解得还很不够。

　　先来说风是如何产生浪的。这个问题看似简单，却是海浪研究中最基本、也是最困难的。这里实际上有两个方面的问题：一个是风的能量怎样传递给水面，并且生成最初的风浪；另一个是进入风浪里的能量在波浪运动中如何重新进行分配。

　　目前，关于风浪生成主要有两种解释。一种解释认为，由于风的压力分布不一致，使得局部水面受压而产生波动。风浪一旦产生，风力便可以直接发生作用，浪就会继续增长。另一种解释根据流体力学的观点，认为两种相互接触的流体发生相对运动的时候，流体的接触面就变得不稳定，必须形成一定的波面才能维持平衡。当水面上稍微出现一些凹凸时，在凹凸面上各点气流的速度便不相同，凸处的风速增大，压力减小，造成这里有上升的趋势；而在凹处却相反，风速减小，压力加大，造成下降的趋势。这样一来，就加大了水面的不平，而水的表面张力和重力又有使水面恢复原状的趋势，这就形成了风浪运动。风很弱时，海面保持平静，当风速达到一定速度时，海面就开始出现毛细波。毛细波的波长很短，波高很小，可以把这种波看成是海面上的皱纹，它只存在于海面的很薄一层水面上。风再继续吹刮，促使毛细波的波长和波高增大，变成重力波。风的能量借助于气流和海面的摩擦作用，可以直接施加在波浪的迎风坡上。当风速大于波速时，波浪始终受到风的压力作用，风的能量不断地输入水体，使风浪的波高和波长不断增大。尤其在风速为波速的3-4倍时，波浪吸收的能量最强，波高和波长增长得最快，逐渐形成较大的风浪。随着风浪的增大，波的速度也相应增大。直到波速等于风速时，波浪就不再从风那里接受能量，风浪停止发展，这时候的浪也就是在这种风速下的最大浪了。

　　当风向改变，或是风停止以后，由于惯性的作用，风浪仍然沿着原来的方向传播，这时，由于空气的阻力等原因，波浪的表面变得很光滑，叫做涌浪。涌浪在传播过程中，不仅得不到能量，反而因为空气的阻力而消耗能量，在传到浅水地区时，海底的摩擦也消耗能量。能量消耗的结果，使海浪的波高比原来的波高要小，周期和波长却愈来愈长。涌浪的出现，预示着海浪已进入消衰阶段。

　　总而言之，风浪的生成、发展和消衰，取决于能量的摄取和消耗之间的关系。当能量的收入大于支出时，风浪就成长和发展；反之，风浪就趋于衰减和消失。

关闭窗口