第二节波浪折射 在浅海和深海中运动的波浪特征有本质上的区别，进入 浅水区的波浪，其前进速度￠可由下式确定： c=vgH (2.1) 式中，名为重力加速度(9,8米/秒2)，H为水深。随着波浪 向海岸推进，水深将逐渐减少，前进速度也逐渐变慢。如果 波浪和波锋平行地向海岸推进，那么，上述移动缓慢的波浪 将会相互靠近，并减少相邻波峰间的波长。当波锋线成一直 线并成某一角度到达海岸时，容易产生折射，随着水深的减 少，这种波锋传播力图平行于等深线，从面使波浪形成不断 改变传播方向的现象（图2,2）。水波动折射现象与光线的弯 曲相似，方向变化也与波速变化有关。它是通过斯涅耳定律 深水区 洩水区 深度变化线 波峰 波向线 图2.2，波浪折射。当波锋接近海岸，在水深突然改变的线上 (点线)将产生使波终转向并力图与海岸平行，坡度 较缀的海涩将使这种作用连续发生。 27
=常数 (2.2) sjn的 表现出来。式中中是波锋线与海岸线之间的夹角。 图2.2描绘了当波浪发生的状态。当波浪斜向海岸推 进和用C二H计算波速时，浅水处的波速必然小于深水 处的波速。这种速度的差异過使波锋（峰的连线）转向，从 而使它近似地与海岸平行。正是这个道理，从深海方向传来 的涌浪总是在海滩平彳子的线上发生破碎。 波浪折射不仅起波能的分散，而且会引起波能的集 中，这种作用可以用波向线的集中来检定（见克图2.2.b)。这 些波向线可通过对波锋作垂线，并使其指向波浪前进的方 向，或能量传播的方向面绘出。 不规则的海底地形形成复杂的折射波，并促使沿岸波高 和能量发生变化。波浪在海中的峡谷或其它山世地的深水处产 生折射和辐撒，进而使峡谷向海举方向传播的波高变小，其 它点上波向线集中，波高增大（参阅图2,3）。波浪从深水向 卿角传播，同样具有折射和波向线的收束发生。因为外海的 沙洲往往与卿角紧密相连（图2.3），这样一来，波能便集中 在岬角处，并使这里的波高数倍于相邻的海湾。 波浪的辐聚和辐散，对于在延绵曲折的海岸线上选址兴 建码头或其它建筑物都具有重要的意义。在波浪折射理论 尚未应用以前，曾经行一个油码头建设在加利福尼亚州的埃 塞贡多，恰好座落在强烈的波浪辐合区中，在这种特殊的波 浪条桦下，油码头波浪滔天，经过一段时问后，码头不能再 使用了，只好关闭此项设施。 我们仔到看看图2.3可以发现，波浪对海岸产生的作用， 具有力图使波锋线与海岸线一致的倾向。岬角是经常出现 28
等源织 韬合区 辐散区 销合区 波向线 招合区 图2.3， 水下缺谷使波浪向外折射，水下高地则使波浪向内折 射，在牴合区波浪具有实际的作用，然而，在极散区 则是平静的。 的，网为它是由一利比周围坚硬的岩石组成，水不休上的波 液作用使它缓慢地受削磨。在“突出”以及和它相连的外海 海底地形中，本身受到了施加在它上面的辐合波浪的作用， 它不仪减轻了对邻区的削磨，且缓慢而明显地增加了对脚角 的冲击作用。 29
第三节破波 波浪传到浅水区后，波速变成√/gH,这里的H是水 深。当波浪接近海岸线时，波蜂与波谷的高度不等〔图2.4)。 波峰的水深大于波谷，那末，波蜂的速度也大于波谷。每个 波峰将稳定地、成行地超过波谷，直到形成一个无法维持的 水情为止.一波峰倒塌而产生破波。 破波类型 世界上某些海滩以冲浪运动而闻名。当冲浪运动处于轧 C,"m, C: 雅面 图2.4。 当波高显苦地受海底地形的影响，并使波峰与波谷的 速度√g刀有较大差异时，较快的波峰超过了波谷， 从而形成皮波。 30
期阶段，长冲浪分流行时，所滑理想的海滩乃是一种坡 底平绥，而且非常宽阔的海滩。自外海进入的波浪缓慢地、 连续地产生破波。以某一角度传入的波浪才有利于破波的形 成，因为这时候破波区可以沿着海岸方向移动。一个充分确 定，且是“长寿”的破波点，具有较长的冲浪时间。从科学 术语来说，这种波称为崩顶破波（图2.5）。 在那些日子里，冲浪者最担心的是卷庆破波的出现（又称 “垃圾车”)，因为一~位不小心的冲浪者常常容易被快速的 水流卷挟，带入水爝内，并被塌崩的水柱抛掷倾倒。摆脱这 种麻烦的一种办法是池速潜入水下，使移动竹水墙从头顶掠 过。然祈，现代树卷的冲浪者喜欢卷跃破被，他们确实地寻 找卷跃破波，寻我那整个地不酸碎的波浪。冲浪者最兴奋的是 他们能够被“卷”在水中，且随被粮移动，直至破碎为止。 海底的池形条件是决定波浪的卷倒速度、波陡，以及随之 而来的“中空程度”的最重要条件。必须指出，酿、被波海 滩，加上前述的两种状况，构成和获得了可预报的、形状最 佳的波浪。在悉尼，由浅礁产生的波浪称为bambora。 有两种破波不完全包含在冲浪的词汇中。塌崩破波多发 生在海底较陡的海雅上，它常常拖迟自身的破碎时间，直至 最后巨浪出现时才产生浪花。在更陡的海滩上，塌崩破波甚 至不产生浪花，称它为激做破波。它们仅仅在波浪到达终点 时才使水位升高一点。 因此，波浪的类型和它们对冲浪者的适应程度，单一地头 定于波浪冲王岸滩时谁底的陡度。然面，进入海滩的涌浪的性 质（好的冲浪波常常涌浪形成）同样是非常重要的，波健（波 高与波长之比)是决定形成波浪类型的主要因素（图2.）。理 想的冲浪茶件还应包新对崩顶破波或卷跃被波的判断（取决 31