[科普中国]-深水波

深水波的水质点运动

深水波出现在水深大于波长二分之一的海域，波浪形态与摆线相似。深水波浪前进时，水分子以二分之一波高为半径作圆周运动，水分子运动周期与波浪周期相等。当水分子处在波峰时，它的运动方向与波浪运动方向一致，当水分子处在波谷时，它的运动方向与波浪运动方向正好相反，处于波峰与波谷1/2处的水分子作垂直向上或向下的运动，此时，水分子的水平速度为0，水平速度最大处是波峰或波谷处的水分子。在波峰处的水分子有相聚的趋势，波谷处的水分子则有分散的趋势。

深水波的运动特征深水渡与摆线波相似，其前进速度与波长和重力间有如下关系：

式中c—浊的速度；

λ—波长；

g—重力加速度；

T—周期。

因此，c、λ、T三个未知数中，只要知道其中任一个，便可求出另两个。

在实际观测中，只要记录波浪的周期便可求出其余各值。波浪表面水分子运动速度V=πH/λ，H为波高。

以T=λ /c代入得：V=πcH/λ

一般海面渡高与波长之比H/A= 1/10~ 1/100

则水分子运动速度与波速关系r=0.3~0.03c

海水是理想的流体，波浪除在海面传播外，还可在重力方向上传播，随着水深增加，波高将迅速减小，即水深以算术级数递增，波高则以几何级数递减，两者关系为：Hd=H0e2π·d/λ

式中，H0—海面波高；

Hd—任一深度的波高；

d—海水深度。

水分子的运动速度：Vd=V0e-2π·d/λ

式中，Vd—水深为d处的水分子的运动速度；

d—水深。2