波涛

在流体动力学中，风波、水波或风生水波是由于风吹过水面而在水体的自由表面上发生的表面波。 风向的接触距离称为距离。 海洋中的波浪在到达陆地之前可以传播数千公里。 地球上的波浪大小不等，从小涟漪到超过 30 米（100 英尺）高的波浪，受风速、持续时间、获取和水深的限制。

当直接产生并受局地风影响时，风浪系统称为风海。 波涛在生成后会沿大圆路线行进——在南半球稍微向左弯曲，在北半球稍微向右弯曲。 移出取魂之域后，风浪称为涌浪，能行数千里。 一个值得注意的例子是塔斯马尼亚南部在强风期间产生的海浪，这些海浪将穿过太平洋到达加利福尼亚南部，从而产生理想的冲浪条件。 涌浪由风力产生的波浪组成，这些波浪在当时不受当地风的显着影响。 它们是在其他地方和一段时间之前生成的。 海洋中的波浪也叫海面波，主要是重力波，重力是主要的平衡力。

波涛具有一定的随机性：后续波的高度、持续时间和形状各不相同，可预测性有限。 它们可以被描述为一个随机过程，结合控制它们的产生、增长、传播和衰减的物理学，以及控制流量之间的相互依赖性，例如：水面运动、流速和水压。 可以使用风浪模型预测不断变化的海况中风浪（海浪和涌浪）的关键统计数据。

尽管地球的水海通常被认为是波浪，但土卫六的碳氢化合物海也可能有风力驱动的波浪。

在海滩上看到的绝大多数大型浪花都是由远风造成的。 五个因素影响风浪中流动结构的形成：

• 相对于波速的风速或强度 – 风的移动速度必须快于波峰以进行能量传递
• 风吹过的开阔水域的不间断距离，没有明显的方向变化（称为取水距离）
• 受fetch影响的区域的宽度（与距离成直角）
• 风持续时间 – 风吹过水面的时间。
• 水深

所有这些因素共同决定了水波的大小和其中的水流结构。

对于特定强度、持续时间和风力的风，理论上完全发展的海浪具有xxx的波浪尺寸。 进一步暴露在这种特定的风中只会由于波顶的破裂和白浪的形成而导致能量耗散。 给定区域中的波浪通常具有一定的高度范围。 对于天气预报和风浪统计的科学分析，它们在一段时间内的特征高度通常表示为有效波高。 考虑到波高的可变性，对于特定的一天或风暴，xxx的单个波浪可能略小于报告的有效波高的两倍。

风在最初平坦的水面上形成的波浪是由湍流风流在水面上的法向压力的随机分布开始的。 这种压力波动在地表水中产生法向和切向应力，从而产生波浪。 假设：

• 水本来是静止的。
• 水不粘稠。
• 水是无旋的。
• 湍流风对水面的法向压力随机分布。
• 忽略空气和水运动之间的相关性。

第二种机制涉及水面上的风切变力。