風浪和湧浪對船舶的影響,風浪和湧浪是怎樣形成的?各有什麼特徵

時間 2021-08-16 01:24:08

1樓:

個人感覺樓上對湧浪的解說有些問題:樓上把湧浪解說成海流了。

首先來區別一下風浪和湧浪:

風浪指的是在風的直接作用下產生的水面波動,其基本特徵是:風浪中同時出現許多高低長短不等的波,波面較陡,波峰附近有浪花或大片泡沫,此起彼伏,瞬息萬變;初看無規律可循,波面粗糙,波峰線也短。

湧浪指的是風停後或風速風向突變區域內存在下來的波浪和傳出風區的波浪,其基本特徵是:具有較規則的外形,排列整齊,波面較平滑,波峰線長。湧浪與風浪相比,具有較規則的外形,排列比較整齊,波峰線較長,波面較平滑,比較接近於正弦波的形狀。

湧浪在傳播過程中,由於空氣阻力和海水的內摩擦作用,加上湧浪傳播時波動能量被散布在越來越大的區域內,所以隨著傳播距離的增加,在單位表面積的水柱內,湧浪的能量和波高都不斷減小。湧浪可以看作是由許多振幅不等、頻率不等、傳播方向不同並具有隨機初相位的正弦波的分量疊加而成。在湧浪的傳播過程中,這些波分量的波動能量,都要隨著傳播距離的增加而減小。

但是,這些波分量的衰減是有選擇性的,頻率大的組成波衰減得快,頻率小的衰減得慢,隨著傳播距離的增加,高頻分量所占有能量的比例越來越小,而低頻的波分量則相對地越來越起著支配作用,因而在傳播過程中,湧浪的外觀週期將不斷增大。隨著週期的增大,波長和波速也相應地增大,而波面的陡度則變得越來越小。另外,因為高頻分量具有使波面變得粗糙的作用,所以在湧浪傳播的過程中,高頻分量的能量比例的降低,也導致波面更加規則和光滑。

再看某著作中所述:

1. 風浪

風的動量借助於摩擦而傳給海水,使它產生風浪。

由風的直接作用所引起的水面波動,稱為風浪。當風力作用停止後,風所引起的波浪受到重力和摩擦力影響而逐漸衰減。俗話說「無風不起浪」,指的就是風浪。

風浪的週期較短,波面不規則,較凌亂,其傳播方向總是與風向保持一致。

波高與風力有密切關係。人們早就有「風大浪高」的經驗,風級越大,對應的波高就越高,例如5級風對應2m浪,7級風對應4m浪,10級風對應9m浪。但實際上風浪的大小並不僅僅取決於風力的大小,還與風區(風速和風向近似一致的風所吹刮的距離,又稱為風程)和風時(近似一致的風速和風向連續作用於風區的時間)有關。

風區越大,風時越長,海水所獲得的動能越大,風浪也就越大。在離岸風的作用下,海岸附近產生的波浪較小,是風浪的發展受到風區限制的典型例子。此外,風浪的大小還受水深及海域特徵等因素影響。

當風速相同時,淺水中的風浪尺寸要比深水中要小。

然而,風浪的發展不是無限制的,當波陡接近1/7時,波浪開始破碎,波高停止發展。這是因為風傳遞給風浪的能量,除用於增大波高外,還有相當一部分能量消耗於渦動所引起的摩擦上。

2. 湧浪

風浪離開風區後傳至遠處,或者風區里的風停息後所遺留下來的波浪,稱為湧浪。湧浪波面光滑,波長較長。俗話說「無風三尺浪」,指的就是湧浪。

顯然,湧浪的傳播方向與海面上的實際風向無關,兩者間可成任意角度。

湧浪在傳播過程中,波高逐漸降低。其原因可能有三種。首先,海水的渦動粘滯性和空氣的阻力消耗了波浪的能量,從而使波高減小。

湧的這種消衰是有選擇性的,波長大的衰減慢,小的衰減快,首先消衰的是那些疊加在大浪上的漣漪,這就是為什麼湧浪的波面一般都比較光滑的原因。另外離散和角散作用也會使波高降低。

在波高衰減的同時,湧浪的週期和波長都在增加。一方面由於波速與波長的平方根成正比,在傳播過程中長的波越來越跑向前面,短的波越來越落後,因此傳播的距離越遠,週期大(波長也長)的波將越來越佔著顯著的地位,而我們平時所觀測到的波浪,正是這些波高的顯著部分。所以,觀測的結果將發現隨著傳播距離的加大,週期和波長都在增加。

另外,空氣阻力和海水渦動粘滯性的選擇消衰作用,使週期小的波消衰得快。

湧浪的波長比其波高大40-100倍。非常低的湧浪,其波長可能超過波高1,000倍以上,所以湧浪又被稱為「長浪」。這種湧浪在海上是難以發覺的,僅在靠近海岸的地方才能覺察出來。

由於波長越長的浪傳播速度越快,它往往比海上風暴系統移動得快,它的出現往往是海上颱風等風暴系統來臨的重要徵兆。另外湧浪在靠近海岸和遇到海底隆起物時,波高突然增大,往往會形成拍岸浪。

湧浪傳播的距離是相當大的,例如,在38°s的特里斯坦-達庫尼亞群島的強烈西風區產生的湧浪每晝夜能傳播1,000海浬,經2-3天左右就可以到達2°n的畿內亞海岸。

至於風浪和湧浪對船舶航行的影響,個人觀點:由於風浪形成的波不規則,包括殘波和碎波,對船舶航行造成的影響比較複雜。而湧浪由於其規則和光滑的特點,對船舶航行的影響相對比較直接

2樓:匿名使用者

風浪與湧浪對於船舶操縱而言,並沒有太大的區別,體現出來最明顯的區別在於,湧浪可以在大風達到之前就已經開始影響一定範圍之外的海域,或者當大風過境後仍在該海域繼續存在,其水分子沿著湧浪的運動方向作水平運動,因此對迎浪或者順浪的船舶具有明顯的加減速作用。而風浪就定義而言僅是由大風引起的波浪,其本身水分子並不沿著波浪方向做水平運動,只在平衡位置附近做垂直運動,雖然在風浪中行駛的船舶仍受到明顯的加減速作用,其實是受到風浪之外的風、阻力增加、推進器效率下降等因素引起的,因此風浪中行駛的船舶受到風浪影響的因素很難確切的分離出來。

船舶在波浪中的運動,將圍繞著縱向軸、橫向軸和垂向軸產生橫搖、縱蕩,縱搖、橫蕩以及首搖和垂盪。沿縱向軸的運動影響船舶的橫穩性及船速,縱搖與垂盪使船舶易拍底,損壞船首底部的結構,同時由於甲板上浪,不僅增加船舶載重降低gm值,也容易損壞甲板機械,並且,大風浪中航行,螺旋槳易露出水面造成空車,高速行駛下容易損壞主機;首搖和橫蕩則影響航向的穩定性。

其實波浪對船舶操縱的影響,在相當多的教科書上都有相關的論述。個人認為,考慮風浪對船舶操縱的影響,必須考慮相當多的因素是風所起到的影響,以及當時波浪情況下船舶有效操縱剩餘能力與風力、風向的相對關係。

如果有興趣,我們可以繼續交流。

風浪和湧浪是怎樣形成的?各有什麼特徵

3樓:發現伱嘞

你說的來風浪和湧浪的指海浪

自吧?海浪即bai

不是以風為主體,也du不是天體引zhi力、海底**、dao等等唱主角。天文有紅移現象,那是因為宇宙膨脹產生的一種自然現象。同樣海水因24小時週期受太陽照射,週期產生熱脹冷縮,這樣脹時就會產生類似紅移現象,紅移產生的脹使水面變大,就像**變鬆弛會產生皺紋一樣,使海面產生大皺紋,也就是海浪。

縮時產生紫移現象同樣產生皺紋,而且離熱脹冷縮原點越遠,紅移、紫移現象越明顯,產生的能量越大。而因太陽照射的中心,24小時輪番改變,致使太陽能量轉換的紅移、紫移能量,就會以海浪波的形式或現象進行消耗。這樣不管有風、沒風,海浪從不缺崗、空崗,而其它隨機事件,比如海底**等等,都是吶喊助威而已。

4樓:新十幾

這個是指海洋中的來

波動吧。風浪自是定常風產生的海面的波動狀態,所謂定常風就是風力的持續作用。湧浪就是定常風消失後海面上遺留的波動狀態。

特徵的話我知道不多,風浪的波,振幅穩定,波長穩定,風浪變為湧浪後,振幅變小,波長增大,波速增大。

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