书城科普读物海洋知识小百科-水文篇
45018100000009

第9章 海洋的自然神韵(5)

不同海区的潮汐规律都有自己的特点,那么,我国海区的潮汐有什么特点呢?由于中国海区潮汐的能量主要来自太平洋,因此中国海区潮汐的特点是既有半日潮和全日潮,又有混合潮;潮差小的只有几十厘米,大的将近10米;潮流从每秒几厘米到5米以上不等。我国的渤海是以不正规半日潮为主,秦皇岛外和黄河口外各有一个不大的不正规全日潮区,渤海海峡为正规半日潮区,其余地区都是不正规半日潮区,渤海海区的潮差在海中央及湾口较小,中部最大不超过2米,海峡处平均2米左右,西部及南部沿岸都不到1米,北部的湾顶部较大,辽东湾最大在5米以上。黄海大部分地区属于正规的半日潮,只有海州湾东部的一片海域为不正规半日潮;山东成山头近岸附近有半径不足20千米极小范围的正规全日潮区,由周围的不正规全日潮和不正规半日潮带环绕着。东海潮汐多属半日潮性质,潮差沿岸大,中央小。东海沿岸多为正规半日潮,但在杭州湾口南岸局部地区为不正规半日潮,潮差外侧小,向沿岸方向逐渐增大。南海潮汐性质就比较复杂了,它大部分海区特别是南海中部以不正规全日潮为主;北部湾、吕宋岛西岸中部、加里曼丹的米里西岸、卡里马塔海和泰国湾附近海域为正规全日潮;巴士海峡、广东沿岸、越南中部及南部沿岸、加里曼丹西北沿岸等处有几个不正规半日潮区。

最大的涌潮在地球的什么地方?

潮波逆河流而上运动时,会产生涌潮。当潮波涌入河流时,由于水流断面逐渐狭窄,因而潮波高度急剧增加,但潮波速度却由于河水对流反而下降了,结果引起潮波翻滚,形成高达3米和3米以上的大浪。在几内亚和巴西,有的河流入海口处涌潮最高可达9.3米。但如从涌潮波及范围来看,我国钱塘江上的涌潮应属世界第一。涌潮来临时,潮头高达3.5米,潮宽2千米,潮差8.9米,运动速度达到14节。

潮汐对军事的影响?

渡海登陆作战,从选择登陆场到确定登陆时机,都要考虑到潮汐的影响。一般来说,理想的登陆时机应选择在高潮前1小时~2小时。这样做,一来可以利用涨潮的顺流缩短航渡时间,二来可以利用高潮缩短登陆部队的滩头冲击距离,减少伤亡。在第二次世界大战中,盟军诺曼底登陆作战,就是一个利用潮汐夺取战斗胜利的典型战例。

在我国历史上,利用潮汐战胜敌人的例子数不胜数。民族英雄郑成功在收复台湾的战争中,由于正确地利用了鹿耳门的潮汐规律,趁大潮进入沉船和泥沙淤积的北航道,迅速通过浅水区,一举登陆成功,全部逐出了荷兰侵略者。

潮汐对于布雷、扫雷、渡海登陆作战、舰船安全航行等海上军事活动,以及军港、码头建设等关系也都非常密切。潮汐直接影响海上布放水雷的活动。如果把锚雷定深了,敌舰能在高潮时安全通过雷区;而定浅了,低潮时又会被敌人发现。潮流能使水雷产生位移,不了解潮流规律,水雷就可能漂出封锁区,不但不能打击敌人,反而会伤及己方的舰船。

“假潮”是怎么回事?

假潮,日本人称作静振。在湖里或在比较封闭的海湾中,在大风过后,经常能看到岸边水位以一定周期(几十分钟到几个小时)作上下摇动,像是潮汐升降,但又不是潮汐引起的(潮汐周期13小时左右)。因此,取名为假潮。日本人曾在1925年在琵琶湖东岸的彦根及对岸的今津地方分别发现了两边水位振动,又具有相位相反的规律:一边水位上升,另一边水位就下降,或者反之。就像踩跷跷板那样,一端上升,另一端必然下降。这种振动具有28分钟至35分钟的周期。进一步研究又发现,这个周期是随湖的直径和深度而变化的。关于静振的原因,主要是气压、风、降水,雷雨等短期气象因子变化引起的。这种假潮的振幅很少超过50厘米。1932年,在日本洞湖曾发生振幅50厘米、周期10分钟的静振,使居住在湖边的人极度恐慌,一时谣言四起,说湖底要发生地震。后来,以静振进行解释辟谣,人们的恐慌才渐渐止息。

海浪是怎么形成的呢?

海浪是海水的波动现象。人们常说海上“无风三尺浪”,又说“无风不起浪”,这不是相互矛盾吗?其实,这两种说法都没有错。事实上海上有风没风都会出现波浪。通常所说的海浪是指海洋中由风产生的波浪。包括风浪、涌浪和近岸浪。那无风的海面为什么也会出现涌浪和近岸波呢,这是由别处的风引起的海浪传播来的。实际上,海浪形成的因素是十分复杂的,它包括在天体引力、海底地震、火山爆发、塌陷滑坡、大气压力变化和海水密度分布不均等外力和内力的作用下形成的各种海啸、风暴潮和海洋内波等。它们都会引起海水的巨大波动现象。

海浪的成长与风有密切关系,“风大浪高”是海洋中的普遍规律。如果人们在海上乘船航行,当遇到8级以上的大风时,海面上就会出现几米高的大浪,船在海中摇摇摆摆,很多人在这种情况下一定会晕得十分厉害,甚至有些小船还会被这滔天大浪卷进海中呢。当海面上出现10级风时,浪高可达12.5米。也就是说,浪高相当于住宅楼的四层楼高呢。这么高的海浪,一般的小船是吃不消的,弄不好还会发生船毁人亡的海难事故呢。所以说,在海上大风浪到达之前,小船要到避风港避一避,否则后果不堪设想。

“无风也有三尺浪”是人们的口头禅,是劳动人民在历经海上千百年的实践后总结出的一条真理。在海上生活过的人们都会遇到这样的情况:海上风和日丽,但海面却是大浪滔滔,这就是人们常说的“无风也有三尺浪”的现象了。那么人们不禁要问,无风又怎么能起浪呢?原来,经过一定方向的风长期吹刮的风浪成长、发展到一定阶段后,风虽然停止了,但浪却不能立即停止,仍然不断地在继续向前传播着。当传播到无风的海区后,这个海区也会产生波浪。“风停浪不停,无风浪也行”就是指这种在风停止、减弱或转向以后遗留下来的波浪,人们通称它为“涌浪”。涌浪波速较大,有的约达40千米/时;有的波长较长,最长的达数百米。涌浪的波峰圆滑,波形较有规则。涌浪的本事很大,它能日行千里,远渡重洋;它的“力气”也不小,会把大船弄得摇摇晃晃,有时还能冲塌海洋堤坝。

海浪最大的海区在什么地方呢?

由于海浪的成长与风速、风时、风区有关,因此,在风大、持续时间长、洋面又宽阔的海区一般风浪都大。一般来说,海洋中海浪最大地带是在三大洋的南部海域。在那里,三大洋的海水连成一片,又有强劲的西风,风区、风时和风速都达到了相当的程度,所以,那里常常是巨浪如排山倒海。就太平洋海区来说,在西风带里波高都达到12米~14米,波速25米/秒~27米/秒,而波长可达200多米。

海浪最远能够传播到哪里?

海洋中海浪的能量是在不断向外传播的,它不仅能在水平方向传播,而且也能在垂直方向传播。其传播距离主要依据海浪的大小来定。那么,海浪在水平方向上到底能传播多远呢?

一次强的风暴浪和地震海啸波,水平方向可以跋涉万里。如在太平洋北部的阿拉斯加海岸,就可以测量到从万里以外的南极风暴区传播过来的海浪;冲击到英国南岸的海浪,有的发源地则是远在1万多千米以外的南大洋风暴区。海浪在水平方向上能传播如此之远,并能维持它的一定波高,这说明海浪的威力是无比巨大的。

那么,海浪垂直向下又能传播多远呢?由于海水是一种不可压缩的流体,当海面出现波动时,海面以下海水也必然会引起波动,不过海面以下的波动可要比海面波动小得多了。这是因为随着深度的增加,海浪的能量受到海水摩擦力的作用,衰减得非常快。据专家计算,海面上的海浪,到达相当于海浪波长深度时,波高只有海面波高的五百分之一。也就是说,波高5米的海浪,波长为100米时,传至水深100米处,波高就只有1个厘米,几乎没有海浪的影响了。所以说,海浪的波高在表层最大,而到深层,波高就很小了。

美丽的浪花是怎样形成的呢?

每当人们在海边玩耍的时候,都会看到这样一种景象:海浪从远处传播过来,到岸边的时候“开出”了白色的浪花。海浪为什么会到岸边开花呢?原来,那是由于风浪和涌浪传到岸边附近,因环境条件的不同则发生的一系列变化。海浪与光波、声波类似,在遇到障碍物后都会出现折射和反射现象。因为在近岸水域面积小、水深变浅、海底摩擦增大,海浪在这里波速变慢、波长变短,而能量却比在外海时来得集中,致使浪高增大,波峰前倾,最后在岸边发生卷倒或破碎,形成了具有威胁力的拍岸浪。一般在风速达到7米/秒~8米/秒时,波峰上就开始形成浪花了。

波群是怎么回事?

海浪中的波群,也称群波。因为它常有突起的浪潮出现,每次会连续出现3个大浪,约持续2分钟~3分钟,而后平静一段时间,接着浪潮会突然再起,犹如疯狗似地袭来,故当地渔民称之为“疯狗浪”。

波群的特点是波动在传播的同时,振幅不断地变化,一会儿由小到大,过一段时间又由大到小,形成群集分布。它是涌浪在传播过程中形成的一系列周期和波长比较接近的波动相互叠加的结果。涌浪的传播速度很快,传播距离很长。船在航行过程中,如果遇到大的风浪和涌浪,会使其航向、航速发生变化。如果舰船的首尾在浪峰,则会发生“中垂”;如果舰船中部在浪峰,则会发生“中拱”。这两种情况,都可能造成船体断裂、倾覆。海浪对近岸和海港的泥沙运移、港建及泊稳条件均有不同程度的影响,严重的“疯狗浪”还会破坏海港码头、工程设施和海岸防护。海浪在军事上能影响登陆、抗登陆作战及舰艇武器的使用效果,给海上补给、防险救生造成困难等。

波浪的传播途径是怎样的?

有人做过这样的实验,当把一个皮球抛到海里,可以发现在波浪通过时,皮球只是在原来的地方上下颠簸:当波峰过来时,皮球只向前移动一点距离;在波谷到达时,皮球又被拉回到原来的位置上。也就是说,波浪中的皮球。只是做周期性圆周运动,并没有跟随波浪前进,这是怎么回事呢?

原来,海水是由无数个水质点组成的流体。当海面无风时,表面的水质点保持平衡状态,一旦海面有了风,在风和重力作用下,各个水质点就以原来的平衡位置为中心,近似地作圆周运动,无数个水质点都依次作这样的圆周运动,就形成向前传播的波面。当波峰传来时,水质点稍稍向前移动,当波谷到达时,它又退回到原处了。由此看来,海浪的传播只是波形向前传播,水质点本身则没有向前移动。正因为如此,无数个水质点按先后次序在自己的圆形轨道上用相同的速度运动着,由这些水质点桷成的波面就随之向前传播了。波浪中的皮球的运动就像水质点的运动一样。

“波浪杀手”有多么的可怕?

船在海上航行最怕遇到就是风暴,尽管现在有较好的预报条件,但是海上也偶有突发事件发生,其中有一种不期而至的巨浪会令人们谈之色变。这种突发的波浪危害性极大,水手们给它起了一个吓人的名称——“波浪杀手”。

这种波浪的特点是,在比较平静的海面会突然传来单个或一组波高达到15米~20米的大浪。这种浪的前峰陡峭,犹如一堵水墙,如果船只行进方向正好与之垂直,则大浪冲过时能把巨轮托起。若浪峰恰巧托在船底中央,那就会使船的两头悬空;若是船头和船尾分别落在两个巨波的浪头,船的中部就会离开水面,这两种情况都可能导致船只从中央部位折断而顷刻沉入海底。如果船只行驶的方向与这种波平行,那么巨浪袭来,能把船掀翻。

好在这种可怕的波浪并不常见,它们的出现有比较明显的地域性,多发生在非洲西南端的好望角附近,并且仅在南半球的冬季5月~10月期间较为常见。这是为什么呢?原来,在这个季节,南大洋咆哮的西风带特别凶猛,风把恶浪推向南非东南海域,而沿南非东岸恰好有一支厄加勒斯海流自北向南流来,被西风驱赶来的波浪正好受到这支海流的阻挡,波高会成倍地增大。这么高的波如果再受到壁立石岸的反射,一旦入射波与反射波叠加发生共振,波高就会再次倍增,这时就可能形成单个或一组高达15米~20米的“杀手波”了。

“疯狗浪”是怎么回事?

“疯狗浪”是一种突如其来的大浪,对正在海上航行的船只和驻足岸边的游人具有很大的危险性。“疯狗浪”可以把垂钓者卷入海中,可以倾覆小船,对航运、海港设施、海洋及海岸工程等都有潜在威胁。“疯狗浪”有突如其来的特点,那么,它是怎样形成的呢?一些学者对“疯狗浪”作了剖析,认为“疯狗浪”有以下几种:一是发生前海面相当平静,出现的征兆是海面突然降得很低,然后可以看到稍前方的海面上有排浪推近,并且达数层楼高;二是认为“疯狗浪”是一种长波浪,它是由各种不同方向的小波浪汇集而成,遇到礁石或岸壁时,因突然猛烈撞击而卷起巨浪;它也可能是由许多碎浪组合而成的一条较长的波浪,遇到V型海岸即有极大的冲击力;三是该海浪的生成起因于风的影响,持续的东北季风与同类风速共振的波浪,往往生成巨大的涌浪;第四种专家们的看法并不一致,有人认为是移动性的小风暴,或不同波长、方向的波浪相传并叠加所造成的;有学者认为是海底山崩所造成的;也有人认为是一种潮波或某种近岸流所造成的;也有人认为是远地传来的长涌浪。总之,“疯狗浪”的成因尚未完全搞清。

海浪神奇的威力到底怎样呢?

根据计算,海浪拍岸时的冲击力每平方米会达到20吨~30吨,有时甚至可达到60吨,如此巨大的冲击力,可以毫不费力地把10多吨重的巨石抛到20米高的空中,海浪的威力实在大得惊人。到目前为止,人们已经观测到海浪的最大高度是34米,而一般浪高达6米以上的海浪就被看做是灾害性海浪了。那么,灾害性海浪在海上和海岸会引起哪些灾害呢?