4.2波浪(6)

　　2.热带风暴潮 热带风暴潮常见于夏秋季节，总伴有急剧的水位变化。凡是热带风暴影响的沿海地区均有热带风暴潮的发生。中国东南沿海也是这类风暴潮的多发地区。

　　典型的热带风暴潮位变化的过程，大致经历了3个阶段的变化：①当风暴还在很远的海面上时，可能由于风暴移动速度小于当地自由长波速度，便有“先兆波”先于风暴到达岸边，引起沿岸的海面缓慢的上升或下降（初振阶段）；②当风暴逼近或过境时，海面直接感受到风暴的影响，沿岸的水位急剧升高，这时风暴潮位可达极大值（高达数米），持续时间约数小时（主振阶段）；③当风暴离境后，水位的主峰已过，但风暴潮并不稳定的下降，仍残留着一系列明显的波动（余振阶段）。当风暴移动速度等于或接近于当地的长波速度时，将出现共振现象，导致水位猛涨，极易酿成潮灾。在大陆架上，即使没有风暴潮的直接作用，也能产生由外海风暴潮以自由波的形式传入的风暴潮。

　　作用于水面的风应力和气压变化作用相比，前者是诱发浅水风暴潮的主要强迫力，后者是诱发深水风暴潮的主要强迫力。这种深水风暴潮位很少超过1米，其值可用静压关系近似地表达，即气压下降（升高）1毫巴，海面升高（降低）1厘米。风暴移动越慢，这种近似表达精度越高。海水越浅，风暴潮的非线性效应将变得越加重要。风暴潮的大小和风暴的结构、强度、路径、移速、海岸和海底形态、水深、纬度及海水的势力——动力性质等因子密切相关。

　　位于太平洋西岸的中国，台风季节长，频数多，强度大，过渡季节冷气团和暖气团在北部海区又十分活跃，加上中国海拥有助长风暴潮发展的广阔的大陆架海区，使中国不仅是世界上多风暴潮灾害的国家和地区之一，而且其最大风暴潮的高度名列世界前茅。例如，东南沿海区最大风暴潮高度达到5.94米（表4-8），居世界第三位。

　　五、近岸波

　　在浅水中，由于海底上不可能存在垂直运动，因而，波动的性质便将有所改变。在海底，水质点的运动只能前进或后退，如果水深远较波长小，则在所有深度上，运动轨迹将保持几乎水平的状态。实际上，由于受到水深变浅的影响，每一质点的运动轨迹将变为一扁椭圆，愈接近海底，椭圆轨迹变得愈扁，在海底附近，终将成为一条直线。

　　进入浅水地带的波浪，其波速不再与波长有关，而是深度的函数，即

　　（一）海岸的绕射

　　海浪可以绕过障碍进入被岛屿、海岬或防波堤等遮蔽的水域，这种现象叫做绕射。

　　当波峰线与防波堤平行的波浪传到港口时，一部分被防波堤迎面挡住，其余的波浪继续向港内传播，并绕过防波堤向被隐蔽的水域扩散，绕射后的波浪，其波峰线为以防波堤一端处为中心的一系列弧线。由于越过防波堤后，波向线的扩散，所以波高将变低。

　　（二）波浪的折射

　　当海浪传至浅水或近岸区域后，由于地形影响，将发生一系列变化，由于深度变浅，不仅波长变短，而且波速也要变慢，从而使波向发生转折，出现折射现象。由于能量的集中，波高将增大，最后发生破碎，通过绕射，海浪可深入到隐蔽的水域，在直线或陡壁面前，海浪又能产生反射。这些现象，对筑港、航运和海岸保护等均有很大意义。

　　如图4-15（图略）中EF为等深线，在等深线的外海一侧深度为h1，波速c1=

　　

　　在水深为h1处的波峰线AB与EF交角为θ1，在h2处的交角为θ2，

　　

　　如c1=c2，则θ1=θ2，波向不发生变化。现在c1＞c2，所以θ1＞θ2，波向发生折射。由此可见，所谓波浪的折射就是指当波浪传入浅水或近岸区域时，其波峰线与底部地形的等深线成一偏角θ≠0时，因水深不断变浅，使波速减慢，从而波向线将逐渐偏转，转到接近于与等深线垂直，最后垂直于岸线（也就是波峰线平行于岸线）的现象叫海浪折射。

　　对于海岸曲折的地段，由于折射的结果，使得突出的海岸（岬）成为波能的辐聚带，这里的波浪特别大。

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