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海洋内波波速(海浪的波速)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-02-08 13:09   点击:67  编辑:jing 手机版

1. 海浪的波速

海啸与海浪和风暴潮相同点:都是重力“表面波”。

2.海啸与平常的海浪和风暴潮不同点:

①原因不同

海浪或风暴潮是由海面上的刮风或风暴引起的,而海啸大多数是由海底的突然上下变动引起的。

②周期(波长)不同

③速度不同

海啸是一种长周期的重力波,它的高频截止频率是0.01~0.02赫,也就是周期50~100秒。它的速度很快,达200~250米/秒,大约是平常海浪波速的15倍。海啸高达200~250米/秒的传播速度说明了为什么海啸具有异乎寻常的破坏力。

④激发的难易程度不同

海底地震激发海啸的能力取决于本征函数的振幅。在弹性地球中本征函数的振幅随深度和频率的增加而急剧衰减。频率决定了地震激发海啸的效能。

深度大于60km的地震,只能激发长周期的海啸。由于在地球内部,本征函数的振幅很小,分别是表面位移的10-3(当周期为~103秒时),10-5(当周期为~102秒时)和10-7(当周期为~50秒时),所以只有周期特别长的、特别大的地震在极其有利的条件下才能激发起灾害性的海啸。

2. 波浪的速度

海洋中的波浪可分为风浪、涌浪、近岸浪等数种,其中最常见的就是风浪。

涌浪(又称长浪),其它海区传来、或者当地风力迅速减小或风向改变后遗留下来的浪就叫做涌浪。涌浪在传播过程中,由于受到空气阻力和海水内摩擦影响,消耗不少能量,令到波高减低而周期拉长,所以涌浪的外形较为圆滑规则,周期较长,波长也较长,可达几百米。涌浪一般具有巨大的能量,当它传到浅水区域时便形成近岸浪。近岸浪受海底地形影响,发生变形效应。波浪底部因受海底摩擦停滞不前,而波浪顶部却以原来的速度前进,这样就使波长越来越短,波高越来越大,最后发生波峰倒卷和波浪破碎的现象。粉碎的波浪一次又一次地涌上海岸,如果海岸是断崖的话,便会造成惊涛拍岸,卷起千堆雪的景象。

3. 海浪的波长

海面上的波浪在深海处传播的速度总是比浅海处的传播速度快,越是近海岸,海水越浅,波浪的速度越慢。若用虚线AB表示海岸附近深水域与淡水域的分界线,那么在深水域中,海浪在第1、2、3……、11秒走过的距离较大(因为速度快),因此,线条之间的间隔大;在浅水域中,同样花费1秒钟时间,海浪经过的距离短,表现为线条之间的间隔小。

因此,在分界线处发生了海浪的波长和传播方向的改变,海浪的传播方向变得渐渐垂直于海岸线了。由于越靠近海岸的海水越浅,因此,海浪的速度也渐渐慢下来,这就使它的传播方向越来越垂直于海岸线。

当我们站在海岸面向大海时,由于看到的海浪都是以垂直于海岸线的方向一排排袭来,我们就感到海浪是迎你而来的。 在远离海岸的大海深处,海浪的行进方向取决于海风与海流的方向,并不一定朝观察者迎面而来。

4. 海浪的频率

海浪谱是描述海浪内部能量相对于频率和方向的分布。为研究海浪的重要概念。通常假定海浪由许多随机的正弧波叠加而成。不同频率的组成波具有不同的振幅,从而具有不同的能量。

将组成波的圆频率换为波数,可得到波数谱;将ω换为2πf(频率f 为周期的倒),得到以f 表示的频谱S(f)数。以上各种谱统称为海浪谱。

5. 海浪速度和风速的关系

由风矢表示,由风向秆和风羽组成。

风向秆: 指出风的业向,有8个方位。

风羽: 由3、4个短划和三角表示大风风力,垂直在风向杆末端右侧(北半球)

1--2级: 1 竖杠 1 横

3--4级: 1 竖杠 2 横

5--6级: 1 竖杠 3 横

7--8级: 1 竖杠 4 横

8级以上:1 竖杠 1 三角 像个小旗子

风力等级表

风级和符号 名称 风速(米)* 陆地物象 海面波浪 浪高(米)

0 无风 0.0-0.2 烟直上 平静 0.0

1 软风 0.3-1.5 烟示风向 微波峰无飞沫 0.1

2 轻风 1.6-3.3 感觉有风 小波峰未破碎 0.2

3 微风 3.4-5.4 旌旗展开 小波峰顶破裂 0.6

4 和风 5.5-7.9 吹起尘土 小浪白沫波峰 1.0

5 劲风 8.0-10.7 小树摇摆 中浪折沫峰群 2.0

6 强风 10.8-13.8 电线有声 大浪到个飞沫 3.0

7 疾风 13.9-17.1 步行困难 破峰白沫成条 4.0

8 大风 17.2-20.7 折毁树枝 浪长高有浪花 5.5

9 烈风 20.8-24.4 小损房屋 浪峰倒卷 7.0

10 狂风 24.5-28.4 拔起树木 海浪翻滚咆哮 9.0

11 暴风 28.5-32.6 损毁普遍 波峰全呈飞沫 11.5

12 飓风 32.7- 摧毁巨大 海浪滔天 14.0

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