波浪wave

波浪是水面的一种扰动。实际上，所有的波浪都是由于气压的变化（风）而形成的，也有少数波浪是由于地壳的突然震动而形成的。

　　理想的波浪具有呈圆滑的正弦曲线的波峰和波谷。波浪通常用波长（两个相邻的波浪上的相应的两点之间的距离）和波高（波峰和波谷之间的垂直距离）来表述。波浪还可以用它的传播速度来表述。

　　由风形成的波浪，其规模和速度取决于风速、风的持续时间以及风吹过水面的距离，在深水中有两种类型的波浪：一种是海浪，海浪是处于风的直接影响之下的波浪；另一种是涌浪，涌浪是在风停止以后还继续存在着的波浪或者是处在风的直接影响范围以外的波浪。海浪的波峰和波谷都呈尖状。

　　在浅水区，海浪和涌浪都变得陡立和破裂，形状也发生变化，然后变成拍岸浪。当波浪缓慢地破裂、并且看起来好象是要翻越一堵墙的样子，这时的波浪称为破波。所谓卷跃破波是指这样的一种破波：波浪陡立、向前卷曲冲去，最后跌落下去而破裂。所谓激散破波是由小的波浪变陡而形成并冲向海滩的波浪。

　　波浪

　　1.波浪的高度为波浪的最高点——波峰和波浪的最低点——波谷之间的高差。波长是相邻两个波浪的相应部位（例如从波峰到波峰）之间的距离。当一个前进着的波浪到达浅水地区，它的下部触及到水底速度减速慢，落到后面，而波的上部却移动到前面去了。随着波峰变得越来越陡立，波浪也就变得不太稳定，最后倾倒下来并以拍岸浪的形式冲上海滩。

　　2.（a）深水中的波浪，水质点（表示为黑点）做圆周运动。质点运动的轨迹随着深度的增加而越来越小。（b）在浅水区，波浪的底部沿着海底拖动，水质点的运动轨迹变得鹿茸平，成为椭圆。

　　虽然波浪可以越过一个水域，运动的距离非常漫长，然而水本身却几乎很少或者是根本没有移动任何距离。如果注意观察漂浮在水面的物体，就会看到，当有波浪经过时，在水面漂浮的物体似乎是在做上下运动，实际上基本是在做圆周运动。水面漂浮物体的运动反映了水质点的运动。在波峰处，水质点的运动方向和波浪运动方向一致，而在波谷处，水质点的运动方向与波浪运动方向相反。水面质点的圆周运动的直径等于波高，随着向水下深度的增加，水质点的圆周运动的直径越来越小，最后大约在相当于波长一半的深度处，水质点就完全停止做圆周运动了。

　　当波浪运动到浅水地方，之所以会变得陡立以至于最后破碎，是由于海底和水质点运动二者相互作用的结果。最终，由于水质点的圆周运动的速度超过了波浪的运动速度，使波浪崩溃瓦解。

　　当一条波浪运动到浅水处并触及到水底时，这条波浪就会发生弯曲或折曲，这是由于在这条波浪的某一段可能不受海底的影响，而在波浪的另一段，可能因受海底的影响而减速。因此，在一条波浪的横向方向上的不同位置上，波峰的速度也是不同的。这就导致波峰线发生弯曲或折曲，使其大致与浅水区水底的地形等高线相平行。在海岸工程中的所谓波向线的建筑物是和波峰线相垂直的，是由于波浪运动到近岸的浅水区波峰线发生折曲而建筑的。波向线表示了波浪能量的传播方向。在海岬处，波向线是收敛式排列的，而在海湾处，波向线则是放射式排列的，表明了在这些地方波浪的能量是以汇聚的方式或是以辐散的方式进行传播。

　　就波浪可以做衍射运动或能被反射而言，它的行为有些象光线或声波。当波浪经过象防波堤这样的障碍物时，衍射作用使能量沿障碍物的两侧传播，结果当波浪越过障碍物时，导致障碍物背面的水也产生一定的运动。波浪也能被象防波堤这样的不可逾越的障碍物反射回来。如果障碍物是直立的和平滑的，以及波浪大致与障碍物相平行，那么波浪在被反射时能量的损失很少或几乎没有损失。