俗话说,无风不起浪,那就是说,海上有风必然会引起波浪。由于风吹动海水形成的波浪,被称为风浪。
因此,在航海上或者海洋学中,风浪不是风吹和浪打的意思,而是一个专业的术语名词。
下面这个图显示的就是风浪:
风浪最明显的特点,就是形态上表现为不规则,乱七八糟的样子,用专业名词来说,就是波峰线短。
除此之外,风浪通常会形成白色的像泡沫一样的浪花,同时波峰显得比较陡峭。
风浪的形成过程
实际上,风浪的形成是很好理解的。
风的本质是大气流动,但这种流动是不均匀的。又因为月球引潮力的存在,海平面本来就有一定的扰动而并非完全水平不动。
当不均匀的风吹到不完全水平的海水表面时,海水表面上的一部分水质点又被吹起来,就形成了涟漪,有了涟漪海面就更加的不平坦。
从流体力学的角度上说,海面涟漪引起的凹凸不平,导致了风速在其各自的位置上是不同的。凸起的部分风速大,压力小,该位置水质点就上升;凹陷的部分风速小,压力大,该位置水质点就下降。
这样一来又加剧了海面的凹凸不平现象,形成了更大的涟漪。
在大涟漪的迎风面,受到的风力较大,而在其背风面受到的风力较小,水质点的扰动将继续增大。而风还在继续不停地作用在这些大涟漪上,结果,在风力不断的推动下导致大涟漪不断增大,风浪就此形成。
就是常说的风吹浪起。因此,只要风速大于波速,风浪就会不断的增大。
如果忽略潮汐作用和潮流的存在,风浪刚开始形成的时段,可以看作水质点仅存在上下和水平小范围波动,传播的只是波,而水质点并未随着波的传播改变太大的位置。
理想状态下可以看作是,水质点仅有上下波动而传递的仅仅是波的形式,而水质点本身并没有在风向上发生位移。
风对海面的摩擦力以及风对海浪迎风面施加的压力,迫使海水向前移动。表面海水一旦开始流动,地转偏向力和摩擦力马上发生作用。
表面海水在风力、地转偏向力和下层海水的摩擦力以及风对海浪迎风面施加的压力,迫使海水向前移动,便形成风海流,也就是航海学中提到的风生流。
俗话说,无风三尺浪。这里的浪指的就是涌浪,而不再是风浪。风浪必须有风才能形成的波浪,风浪必须依靠风,而涌浪则不依靠风。
涌浪就是从其他海面传来的波动,或由于风向改变或风力减小停息之后遗留下来的海面波动。
下面这个图显示的就是涌浪:
涌浪的特点是波峰线长,波面光滑没有浪花,传播的距离长,而且对于船舶航行来说,具有较大的破坏性。
涌浪的形成过程
涌浪一般是由风浪带来的,可以看作是老去的风浪。
当风力变小逐渐停息了之后,由于惯性作用,风浪仍然沿着原来的风向继续向前传播。
风停了,风浪上的水质点就得不到之前风力产生的能量,而空气摩擦阻力的存在消耗了波的能量,如果再遇到浅水区,海底地形的阻挡进一步消耗了波的能量,此时波的表面比较光滑,因此被称之为涌浪。
当然,风浪在前进的过程中,如果风向发生了改变,也能使得风浪演变成涌浪。
涌浪的危害大
有经验的渔民都知道,不怕风浪怕涌浪。
经验丰富的海员更加懂得涌浪的危害是很大的,它不但能引起船舶产生很大的横摇角,威胁船舶的动稳性,还可能引发船体的参数横摇。
但是,涌浪的威力可能还是被低估了。
据海洋领域权威机构统计,30%左右的海难事故,都和大风浪有密切的关系,而可能说不清楚具体原因的事故占有较大的比例,而这个比例可能与涌浪密切相关。
在某些情况下,涌浪也不都是强弩之末,其对船舶航行安全是威胁是巨大的。尤其是对大型集装箱船,可能造成较大的莫名其妙的短时剧烈横摇。因此,航运界应该严密重视涌浪带来的危险和危害。
船员和船公司应当密切关注航次任务所在海区的天气预报,使用良好的船艺做好抛锚避风等各种预案。
在不确定的情况下,或者不熟悉的航行区域,船公司尽量使用气导航线,花钱保平安。
谢谢。
船员帮 帮船员