海浪的速度

當海浪進入淺海,因為水深變淺,水分子運動軌跡被壓扁,增加了與海床的接觸面積,使得波速減慢。那若是在深海呢?波浪在水深3800公尺和水深4000公尺的海面上傳遞時,速度會有不同嗎?

海浪的波速可以寫成以下的式子:

海浪的波速
海浪的波速

其中
c 是波速
g 是重力加速度
d 是水深
λ是波長
若x > π 則 tanh(x)大約等於1;x < 0.5 則 tanh(x)大約等於x 在深海的狀況下(d>0.5λ),波速c約為1.25√λ,與水深d無關。意即水深只要夠深,就不會影響到水分子運動的軌跡(如下圖),則波浪的速度完全受到波長控制。波浪在深海
波浪在深海

在不深不淺海的狀況下,波速如上面的式子。意即水深不足以讓水分子運動保持正常的軌跡,形成部分橢圓形的水分子運動軌跡(如下圖)。

波浪在不深不淺海
波浪在不深不淺海

在淺海的狀況下
波浪在淺海

波浪在淺海

參考資料:Wind wave(wiki)
http://ic.ucsc.edu/~kudela/ocea1/Lectures/102607/Notes.dwt

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