海浪破碎的聲音由內部氣泡的分佈決定

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海浪拍打海岸的聲音往往具有鎮靜效果。但海浪噪音的來源絕非平靜。當海浪破碎時,會在表層水中形成濃密的微小氣泡群。研究人員今天在《自然》雜誌上報告說,正是這些氣泡的大小分佈決定了海浪聽起來像什麼。由於氣泡的比例也會影響氣候影響過程,例如海洋和空氣之間的氣體交換,因此這些發現可能有助於科學家們構建更好的氣候模型。

海浪中氣泡形成後幾十到幾百秒內的命運已經被很好地理解了。但加利福尼亞州斯克裡普斯海洋研究所的 Grant D. Deane 和 M. Dale Stokes 想知道海浪破碎後立即發生了什麼。科學家們使用專門設計的 BubbleCam 記錄實驗室水箱中的波浪和它們在開闊海洋中的對應物在破碎時的情景(見影像),他們數了氣泡的數量並根據大小對其進行了分類。他們確定小氣泡(直徑小於一毫米)的分佈與大氣泡(直徑大於一毫米)的分佈不同。由於這兩類氣泡的行為方式不同,科學家們認為它們是由不同的過程產生的。當海浪自身捲曲(形成衝浪者喜歡的管狀浪)時,會形成大氣泡。相比之下,較小的氣泡則來自波浪尖端與浪面碰撞時產生的飛濺。“從表面上看,破碎的波浪似乎非常複雜,”Deane 說。“但其背後有一個非常吸引人且簡單的過程在驅動著這一切。”

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