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风成波

成波具有强迫波的特征;至于在风区以外或风停止后,由于惯性和重力的作用继续传播的波浪则为自由波。自由波在水深较大的海洋、湖泊或水库中推进时,波浪运动不受底部的影响。水质点的运动轨迹近于圆形,其半径随水深增加而迅速减小,运动达不到较深区域,即为深水推进波。波浪推进到浅水地带,由于受到底面的影响,水质点运动轨迹趋向扁平,接近于椭圆,近底水质点则只做前后摆动,此即为浅水推进波。

风吹过水面时,能量不断地传递给水体而使水面产生的波动。两种不同介质间发生相对运动时,在一定条件下,界面就会由于不稳定而产生波动。当风力较小时,所引起的波动称为涟波,其波长小于2~3厘米,波周期小于1/10秒;此时,使水面趋向平衡的主要作用力为表面张力,故又称表面张力波。当风力加强时,则波高、波长均有所加大;此时,使水面趋向平衡的主要作用力,则以重力为主,故又称重力波。从波动的起因和发展来说,风成波具有强迫波的特征;至于在风区以外或风停止后,由于惯性和重力的作用继续传播的波浪则为自由波。自由波在水深较大的海洋、湖泊或水库中推进时,波浪运动不受底部的影响。水质点的运动轨迹近于圆形,其半径随水深增加而迅速减小,运动达不到较深区域,即为深水推进波。波浪推进到浅水地带,由于受到底面的影响,水质点运动轨迹趋向扁平,接近于椭圆,近底水质点则只做前后摆动,此即为浅水推进波。当水深继续减小,由于水底的摩阻作用增强,波峰逐渐前倾,当波陡增大到一定程度后,波形不能继续维持完整,而发生破碎,波峰开始破碎处的水深Hc称为临界水深。根据实测,临界水深大体处于下列范围内,HC=(0.75~2.5)h,式中h为波高。对于来自深水的不同波长和波高的波浪,其临界水深均不相同,故波浪破碎往往发生在一个相当宽的范围内,称为破碎带。破碎后的波浪均具有一定的能量,并且由于底层水体运动受水层摩阻影响较大,故表层水体,形成一股向前移动的水流,底层则形成回流,这种波浪性质已不同于推进波,称其为击岸波或涌波。击岸波蓄有较大的能量,可掀起水底泥沙,冲刷岸滩。击岸波在岸边最后一次破碎后,形成的冲击水流可顺着岸滩上涌到一定高度,称为上涌带,见图。

波浪分区