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水中的涟漪如何形成,又是如何消失的?最大的可以跨越整个海洋

怪罗科普 253

前言:

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你是否有过这样的经历,站在湖边并眺望远方,即使没有风拂过你的脸,你可能也会看到水中模糊的线条和不规则的形状。

想象一下,你捡起一块石头,把它扔进湖里,当它落水时,一圈不断扩大的水波就会出现,我们在水体中看到或形成的这些图案和形状通常被称为涟漪。

但是,涟漪为什么会形成,以及是什么影响它们的持续时间呢?

涟漪如何形成?

即使在你感觉不到风的日子里,空气也会有一些运动,而在一个水体的表面,这种运动会引起小的涟漪。

风能被转移到微小的水分子上,这些水分子开始上下移动,简单地上升和下降,与它们旁边的分子一起运动。

然而,由于水分子有极性的特性,水的表面张力相当强,这种张力会阻止涟漪的持续时间。转移到水里的能量在分子上下移动的过程中很快就被消耗掉,也就是涟漪很快便会消失。

当你把一块石头扔进水里时,会在水里形成一个凹面,石头会在水进来的时候把水推出去,导致波纹从它的入口变成圆形或环形。

之后,随着石头下沉,水会冲回并填补凹下的空间,这往往会引起水花飞溅,导致更多的涟漪形成。石头越大,影响越大,水波也就越强,也意味着涟漪会持续更长时间。

这些涟漪之所以不像海上的波浪,那是因为它们不够强大,它们缺乏在水的强烈表面张力面前持续下去的能量。

当水朝某个方向移动并遇到障碍物(如渔船、防波堤)时,也可能会形成这些类型的涟漪!

当水分子遇到一个物体并向上移动时,邻近的水分子会把它向下拉,这种相互作用也会形成一个涟漪,涟漪的运动方向与水的初始运动方向相反。

涟漪vs波浪vs涌浪

如上所述,纹波是一种短暂的现象,一旦其输入的能量耗尽,这种现象就会迅速消失。

然而,如果风不断地在水面上运动,产生稳定的涟漪,它们就会开始积聚更多的能量,并将转变成波浪,就像你在海滩上看到的那样。

虽然涟漪无法克服水的表面张力,但如果风在足够大的水面上稳定地吹过,波浪就能积聚足够的能量,这些波浪总是和风的方向相同,而且会随着风向的改变而改变方向。

当波浪进入较浅的水域时,波浪底部的速度会降低,而顶部的波浪会超过底部,导致波浪自动消失。

在开阔的海洋中也可以看到这一点,当不同的天气系统相互作用时,或者当风向迅速改变时,例如海上暴风雨时。

如果风强劲且持久,这就会产生最持久的运动类型——涌浪,虽然波浪总是和风的方向相同,但当波浪离开最初形成的区域时,就形成了涌浪。

涌浪已经积聚了足够的能量或动量,它甚至可以逆风而行,有时会跨越整个海洋,进行长距离跋涉,也不会消耗掉所有能量。

一般来说,在地平线上很难看到涌浪,因为它通常比普通海浪更长、更均匀、移动更慢,而且,涌浪的波谷和波峰之间的距离通常比普通波浪大得多。

最后

很明显,在适当的条件下,水能够储存和利用大量风能,但涟漪太小,能量太少,无法持久或长距离传播。

如果你有一块足够大的石头,并从足够高的地方把它扔下去,就可能会产生一个足够大的涟漪,可以从海的中间一直延伸到海岸线!

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