為什麼海浪總是以奇數群組的形式破碎?

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美國國家海洋和大氣管理局國家氣象局東部地區氣象服務部門主管約翰·吉尼提供了以下解答。

海浪總是以奇數群組形式破碎的說法可能更多是傳聞而非事實。或許解決這個問題的最佳方法是提供一些關於海浪的資訊,以及導致海浪生長、傳播並在沿海地區破碎消亡的過程。

風產生了世界海洋中的所有海浪。海浪主要有兩種型別:風浪和湧浪。風本身形成並維持前者,風浪傾向於沿著形成它們的方向傳播。三個因素決定了風浪的大小和範圍:風速、風吹過水麵的距離(也稱為風程)以及風吹的時間長度。但是,一旦風浪離開產生它們的區域,它們就被稱為湧浪。湧浪可以在海洋中自由傳播,不受風向的影響。指的是波浪的週期。週期(波峰和波谷透過給定點所需的時間)等於或大於約15秒的湧浪可以在海面上傳播數千英里,大小或能量損失很小,直到它到達沿海地區的淺水區並破碎。


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隨著距離和時間的推移,速度幾乎相同的波浪彼此保持同步並形成一個群組。波浪測量通常顯示大型波浪傾向於聚集在一起——科學家通常將其稱為“群聚性”。通常,一個群組中的波浪數量從3個到15個或更多不等,並且通常由前部較小的波浪、中部較大的波浪和後部較小的波浪組成。這是因為後部的波浪傾向於向前移動,增大尺寸,然後在到達前部時減小。儘管單個波浪的移動速度是群組的兩倍,但它們透過它們共享的能量束縛在一起。最終,它們以群組速度傳播,在深水中,群組速度被定義為單個波浪速度的一半。

這種情況只有在波浪群組遇到淺水時才會改變。當這種情況發生時,群組速度和單個波浪速度變得相同。當波浪進入更淺的水域時,它們的速度降低,而它們的陡度或高度增加。在這裡,它們也受到海底形狀的影響。在大約波高1.3倍的深度處,波浪破碎並形成衝浪。

當在海灘觀看衝浪時,您會注意到海浪大致以高浪期和低浪期交替的形式分組,並且有些破碎的波浪比周圍的波浪更大。這可能是由沙洲引起的。穿過沙洲的波浪會破碎並重組為新的、較小的波浪,因為它們進入沙洲以外的更深水域。區域性風和地形效應也會影響海岸的波浪以及它們破碎的方式或地點。衝浪者通常將衝浪區的波浪群組稱為一組。這些組的出現頻率從每隔幾分鐘到每隔半小時或更長時間不等,具體取決於波浪傳播到海岸的距離。因此,儘管海浪確實以群組或組的形式破碎,但沒有證據表明給定組中的波浪數量是隨機的。

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