海洋中的波浪是海水运动形式之一,它的产生是外力、重力与海水表面张力共同作用的结果。引起海水波动的外力因素很多,如风、大气压力的变化、天体的引潮力、海底地震以及人为引起的船体运动等。由这些因素引起的海水波动,其周期可在极宽的范围内变化,如潮波的周期为半天至1天,海啸的周期为几十分钟,风浪的周期为几秒钟,而海水表面张力波的周期则不足1s[1] 。

虽然海浪的剖面形状复杂,但人们常把它理想化为如图所示 的规则剖面,并以各种波浪要素来表征其特性。

各波浪要素的定义

波峰:波浪剖面高十静水面的部份,其最高点称为波峰顶。

波谷:波浪剖面低于静水面的部份,其最低点称为波谷底。

波峰线:垂直波浪传播方向上各波峰顶的连线。

波向线:与波峰线正交的线,即波浪传播方向。

波高:相邻波峰顶和波谷底之间的垂直距离,通常以H表示,单位以米(m)计。在我国台湾海峡曾记录到波高达15m的巨浪。

波长:两相邻波峰顶(或波谷底)之间的水平距离,通常以L表示,单位以米(m)计。海浪的波长可达上百米,而潮波的波长则可达数公里。

周期:波浪起伏一次所需的时间,或相邻两波峰顶通过空间固定点所经历的时间间隔,通常以了表示,单位以秒(s)计。在我国沿海波浪周期一般为4~8s,曾记录到周期为20s的长浪。

波陡:波高与波长之比,通常以δ表示,即δ=H/L。海洋上常见的波陡范围在1/10~1/30之间。波陡的倒数称为波坦。

波速:波形移动的速度,通常以C表示,它等于波长除以周期,即C=L/T,单位以米/秒(m/s)计。