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揭秘海水运动的主要表现及形成原因(一)

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海水运动主要表现为波浪、潮汐和海流。海洋辽阔无垠,即使在无风的日子里,海面也在微微起伏。当大风袭来时,滚滚巨浪如同不驯的野马,奔腾跃跳。波浪(又称海浪)的形态几乎相同:水波凸起的部分为波峰,凹下的部分为波谷,两个波峰或波谷之间的距离称为波长。波浪的形成原因很多,但主要是受风力作用,由风产生的波浪称为风浪。风浪传播至无风区域或风息后的余波称为涌浪。风浪的大小取决于风力、风速和风向。此外,风浪还与“风时”和“风区”有关,风吹的时间越长,区域越大,海浪也越大。通常情况下,波浪的高度小于4米。在我国周围海域,除南海在台风季节曾见到过10米高的巨浪外,一般浪潮高度不超过6-8米。


海底火山喷发和地震可能导致更大的海浪,这被称为海啸。1883年,印度尼西亚海峡中的喀拉喀托火山喷发,激起的海浪高达35米,波长524公里,影响范围遍及世界各大洋。波浪运动只是波形向前传播,水质点仅在其平衡位置附近振动,水团并未随波形前进。因此,波浪对海水没有输送作用,只起到加强海水紊动混合的作用。波浪拍打海岸时,有时会激起几十米高的浪花,产生强大的冲击力。巨大的波浪可以把13吨重的岩石抛掷到20米的高处,也能把1.7万吨的巨轮甩到岸上。实测结果显示,波浪的冲击力一般在每平方米20-30吨之间,大的甚至高达60吨以上,堪称“大力士”。
潮汐是海水在太阳、月球引力作用下形成的一种周期性涨落运动。例如,当您站在浙江省钱塘江口时,在农历8月18日看到这样一幅壮观景象:海面上一道白浪向江口涌来,后浪紧逼前浪,潮头陡立如墙,水墙高达8-9米,推进速度达到每秒4-5米,犹如千军万马汹涌奔腾,轰轰作响,数十里外都能听到。这就是著名的钱塘江大潮。不仅钱塘江口有潮汐现象,任何曾经到过海边的人都能观察到这种周期性涨落现象。白天的涨落称为“潮”,晚上的涨落称为“汐”,合称为“潮汐”。


潮汐的涨落具有严格的时间规律,每隔12小时25分钟一次,循环往复,永不停歇。为什么海水会有这样的规律涨落呢?这是因为有两个“大力士”在争夺地球上的海水吸引力,它们分别是太阳和月亮。起潮力的大小与太阳、月球的质量成正比,而与太阳、月球至地心距离的三次方成反比。因此,尽管太阳个头大、力气大,但由于离地球较远,其作用较小;虽然月亮个头不如太阳远大,但由于距离较近,其起潮力大于太阳起潮力的2.25倍。因此,地球上潮水的涨落主要是由月亮的吸引引起的,并随着月亮圆缺的周期性出现“大潮”和“小潮”现象。


在潮汐升降的每一个周期中,上升过程称为涨潮,海面上涨至最高点时称之为高潮;下降过程称为落潮,海面下降至最低点时称之为低潮。高潮和低潮之间的潮差称为潮差。大洋中潮差较小,近陆海区潮差较大,但受地形影响各地潮差不尽相同。尽管潮涨潮落过程中水面高度相差不大(一般不超过4米),但月球将海水抬升的力量非常惊人。据估计,全球海洋的潮汐能量约为10亿多千瓦。同时,潮汐天天发生,取之不尽用之不竭。正因如此,人们称誉海洋为“蓝色的煤海”。

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