無(wú)風(fēng)不起浪

　　“無(wú)風(fēng)不起浪”，這是我國(guó)的一句俗語(yǔ)，這句話明確地說(shuō)明了海洋中風(fēng)浪生成的外部原因。通常把在風(fēng)的直接作用下，海面產(chǎn)生的波動(dòng)叫做風(fēng)浪。既然風(fēng)浪是由風(fēng)的作用產(chǎn)生的，那么風(fēng)是如何產(chǎn)生浪的呢?風(fēng)浪生成后，又是怎樣成長(zhǎng)和衰減的呢?這是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，到現(xiàn)在為止，人們對(duì)這種物理過(guò)程了解得還很不夠。

　　先來(lái)說(shuō)風(fēng)是如何產(chǎn)生浪的。這個(gè)問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，卻是海浪研究中最基本、也是最困難的。這里實(shí)際上有兩個(gè)方面的問(wèn)題：一個(gè)是風(fēng)的能量怎樣傳遞給水面，并且生成最初的風(fēng)浪；另一個(gè)是進(jìn)入風(fēng)浪里的能量在波浪運(yùn)動(dòng)中如何重新進(jìn)行分配。

　　目前，關(guān)于風(fēng)浪生成主要有兩種解釋。一種解釋認(rèn)為，由于風(fēng)的壓力分布不一致，使得局部水面受壓而產(chǎn)生波動(dòng)。風(fēng)浪一旦產(chǎn)生，風(fēng)力便可以直接發(fā)生作用，浪就會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。另一種解釋根據(jù)流體力學(xué)的觀點(diǎn)，認(rèn)為兩種相互接觸的流體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，流體的接觸面就變得不穩(wěn)定，必須形成一定的波面才能維持平衡。當(dāng)水面上稍微出現(xiàn)一些凹凸時(shí)，在凹凸面上各點(diǎn)氣流的速度便不相同，凸處的風(fēng)速增大，壓力減小，造成這里有上升的趨勢(shì)；而在凹處卻相反，風(fēng)速減小，壓力加大，造成下降的趨勢(shì)。這樣一來(lái)，就加大了水面的不平，而水的表面張力和重力又有使水面恢復(fù)原狀的趨勢(shì)，這就形成了風(fēng)浪運(yùn)動(dòng)。風(fēng)很弱時(shí)，海面保持平靜，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定速度時(shí)，海面就開(kāi)始出現(xiàn)毛細(xì)波。毛細(xì)波的波長(zhǎng)很短，波高很小，可以把這種波看成是海面上的皺紋，它只存在于海面的很薄一層水面上。風(fēng)再繼續(xù)吹刮，促使毛細(xì)波的波長(zhǎng)和波高增大，變成重力波。風(fēng)的能量借助于氣流和海面的摩擦作用，可以直接施加在波浪的迎風(fēng)坡上。當(dāng)風(fēng)速大于波速時(shí)，波浪始終受到風(fēng)的壓力作用，風(fēng)的能量不斷地輸入水體，使風(fēng)浪的波高和波長(zhǎng)不斷增大。尤其在風(fēng)速為波速的3-4倍時(shí)，波浪吸收的能量最強(qiáng)，波高和波長(zhǎng)增長(zhǎng)得最快，逐漸形成較大的風(fēng)浪。隨著風(fēng)浪的增大，波的速度也相應(yīng)增大。直到波速等于風(fēng)速時(shí)，波浪就不再?gòu)娘L(fēng)那里接受能量，風(fēng)浪停止發(fā)展，這時(shí)候的浪也就是在這種風(fēng)速下的最大浪了。

　　當(dāng)風(fēng)向改變，或是風(fēng)停止以后，由于慣性的作用，風(fēng)浪仍然沿著原來(lái)的方向傳播，這時(shí)，由于空氣的阻力等原因，波浪的表面變得很光滑，叫做涌浪。涌浪在傳播過(guò)程中，不僅得不到能量，反而因?yàn)榭諝獾淖枇Χ�消耗能量，在傳到淺水地區(qū)時(shí)，海底的摩擦也消耗能量。能量消耗的結(jié)果，使海浪的波高比原來(lái)的波高要小，周期和波長(zhǎng)卻愈來(lái)愈長(zhǎng)。涌浪的出現(xiàn)，預(yù)示著海浪已進(jìn)入消衰階段。

　　總而言之，風(fēng)浪的生成、發(fā)展和消衰，取決于能量的攝取和消耗之間的關(guān)系。當(dāng)能量的收入大于支出時(shí)，風(fēng)浪就成長(zhǎng)和發(fā)展；反之，風(fēng)浪就趨于衰減和消失。

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