日本有一幅著名的浮世繪(風(fēng)俗畫)“神奈川海浪里”，畫的是大海中洶涌澎湃的巨浪，浪花奔騰，一葉扁舟出沒在風(fēng)浪里。蘇軾有一首名詞《念奴嬌·赤壁懷古》，其中有“亂石穿空，驚濤拍岸，卷起千堆雪”的詞句。

從物理海洋學(xué)的角度來分析，上述日本的畫和蘇軾的詞描寫的浪花都很準(zhǔn)確、很科學(xué)。

日本浮世繪畫的是深水中“風(fēng)浪”的浪花。顧名思義，也就是風(fēng)吹成的波浪的浪花。風(fēng)從空中以某個(gè)角度吹向海面，就對(duì)海而產(chǎn)生一個(gè)壓力。這個(gè)壓力有兩個(gè)分量：垂直于海面的分量和沿海面切線的分量。前者被海水抵消，后者則驅(qū)動(dòng)海水的質(zhì)點(diǎn)，迫使它們進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，從而形成了海面的起伏，這就是風(fēng)浪。風(fēng)越大，風(fēng)壓就越大，波浪的波高和波長(zhǎng)也就越大。俗話說“風(fēng)大浪高”，就是這個(gè)道理。

不過天有不測(cè)風(fēng)云。如果海面上風(fēng)向變了，變得與波“逆流”，“風(fēng)大浪高”就無從談起了。這時(shí)，風(fēng)反而阻擋了波浪的前進(jìn)，沿海面切線的壓力反而阻擋了海水質(zhì)點(diǎn)原來的圓周運(yùn)動(dòng)，海面不再穩(wěn)定，波就被風(fēng)吹成了浪花。因此，風(fēng)與波逆流是形成浪花的一個(gè)必要條件。但很顯然，微風(fēng)肯定阻擋不了波浪的前進(jìn)，或者說吹成浪花的風(fēng)速必須足夠大，這是形成浪花的另一個(gè)必要條件。這個(gè)足夠大的風(fēng)速值受波速、海面張力以及海水密度等的影響，十分復(fù)雜。根據(jù)美國(guó)物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者拉姆的計(jì)算，一般至少要在12.5海里／小時(shí)以上。

那么，風(fēng)是怎樣把波浪吹成浪花的呢?這是因?yàn)椴ǚ逄幩|(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大，位置又高，所以動(dòng)量和勢(shì)能都大；與此相反，波谷處水質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量和勢(shì)能都小。因而在同樣大小的沿海面切線風(fēng)壓的阻擋下，波峰處水質(zhì)點(diǎn)的速度就大于波谷處，于是波浪變得前后不對(duì)稱，前傾、彎曲，最后坍塌形成浪花。

與深水中的浪花成因不同，蘇軾詞里描寫的是淺水或近岸“拍岸浪”的浪花。如前所述，波浪中的每一個(gè)水質(zhì)點(diǎn)并不是在“隨波逐流”，而是在“原地”作圓周運(yùn)動(dòng)。越接近海面的質(zhì)點(diǎn)，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑也就越大。水深到一個(gè)波長(zhǎng)以下時(shí)，水質(zhì)點(diǎn)就靜止了。但是，在淺水或近岸處，由于水與河底或海底的摩擦，水質(zhì)點(diǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)已改變?yōu)闄E圓運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度則自上而下越來越小。也就是說，波峰處的水質(zhì)點(diǎn)仍以原來的速度向前運(yùn)動(dòng)，但波谷處水質(zhì)點(diǎn)的速度卻慢了很多，這同樣會(huì)使波浪變得前后不對(duì)稱，前傾、彎曲。越接近岸邊，前傾彎曲越嚴(yán)重。最后終于坍塌，形成了浪花，這叫做“破浪”。拍打在岸邊的就叫“拍岸浪”，所激起的浪花就是拍岸浪花。拍岸浪高速撲打在“亂石”上，自然就“驚濤拍岸，卷起千堆雪”了。一個(gè)“拍”字，一個(gè)“卷”字，十分生動(dòng)而且科學(xué)。

浪花綻放時(shí)伴隨著美妙的歌聲。美國(guó)科學(xué)家利用高速攝影發(fā)現(xiàn)，浪花在前傾、彎曲的過程中，浪尖會(huì)迅速卷進(jìn)一部分空氣，形成無數(shù)支粗細(xì)不同的氣管。坍塌的瞬間，無數(shù)支粗細(xì)不同的氣管被水?dāng)D破，成為數(shù)量更多的大氣泡和水珠，四處飛濺。浪尖與水而苒次碰撞時(shí)，大氣泡又會(huì)變成數(shù)量更多的小氣泡和水珠，激蕩飛揚(yáng)。氣管的粗細(xì)不同，振動(dòng)所發(fā)出的頻率和音響就不同。氣泡的大小不同，發(fā)出的頻率和音響也不同。

于是粗細(xì)不同的氣管猶如無數(shù)支長(zhǎng)號(hào)、薩克斯、巴松和低音號(hào)，大氣泡猶如無數(shù)個(gè)大提琴、低音提琴和小捉琴，小氣泡則像無數(shù)個(gè)琵琶和古箏，氣泡破裂時(shí)又像無數(shù)架大鼓小鼓，它們同時(shí)在演奏!排山倒海，驚天動(dòng)地。

經(jīng)過分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)波浪的頻譜特別寬，高次諧波特別豐富，20～8000赫茲間的中低音尤其豐厚。因此，它竟是最適于人耳的最動(dòng)人心魄的音樂!這是世界上最磅礴、最雄渾、最純美的浪花的歌唱!

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