如何科学地“乘风破浪”?

本文转载自“中国国家地理”

“风”怎样掀起“浪”

“浪”怎样塑造出造型奇特的海蚀景观

如何从地理的角度科学地乘“风”破“浪”

今天,我们一起来探索其中的秘密

海 浪 的 形 成 阶 段 

为了描述海浪“从生到死”的典型过程

假设有一处远离海岸的“风区”

作为浪的发源地

从风区到海岸,可以依次划分为:

起浪带、破浪带、碎浪带、冲洗带

图源《博物》2016.11

在这四个区域,海浪也历经了

风浪、涌浪、近岸浪、拍岸浪四个阶段

   风  浪    

在距海岸较远的位置

风从海面“拖拽”起水来,形成“风浪”

这是初始阶段的海浪

风浪的方向一般与风向一致

表面“粗糙”,周期短、波面不规则

它的成长主要与风速、风区和风时有关

    涌   浪   

“风浪”传递一段距离、离开风区后

逐渐演化为“涌浪”

“涌浪”外形柔和,表面平滑,波脊线越来越长

形成的波峰浪谷比较完整稳定,对称性好

“涌浪”的方向与海面实际的风向无关

两者间可成任意角度

因为此时还处在深水区

海浪传播不受海底摩擦力影响

   近  岸  浪   

“涌浪”继续前行,靠近海岸,海水变浅

海底就开始对海浪的运动产生干扰

摩擦力拉住下部海浪

而上部的海浪还在继续前进

于是完整的波形受到翻卷而变得破碎

波长变短,波高增大,波峰浪谷不再对称

形成向海岸倾斜的“近岸浪”

    拍  岸  浪   

“近岸浪”倾斜到一定程度后

发生弯曲卷入空气

再落下来会碎成一个个的浪花,涌向岸边

若是地形比较陡峭的基岩海岸

浪花受到岩石突然阻挡

会形成强有力的“拍岸浪”

最后,拍岸浪日积月累地击打海岸线

岩石软弱的地方最先被掏空

结实的地方随后崩落

在我国漫长的海岸线上塑造出了

海蚀崖、海蚀柱、海蚀洞、海蚀崖等海蚀景观

海 浪 侵 蚀 形 成 的 景 观

台 台 湾 - 野  柳   

台湾野柳以神奇的海蚀地貌闻名于世

这是一片极为奇异的海岸

由于波浪差异的侵蚀、

岩石风化及海陆相对运动等地质作用的影响

而产生了这片罕见的海岸地貌景观

据地质学家的研究

在600万年前、或是在2000万年前

由于地球造山运动的挤压

野柳的两侧出现了两道断层

原来的海底被挤压凸出地表

经海水日夜冲击后

破碎的断层带便凹入内陆形成海湾

中间突出的部分造就成今日的野柳海岬

岸边则产生了单面山、海蚀崖、海蚀洞等地形

经由海水不断地冲刷、东北季风不停地吹拂

将原本沉寂海底的海中古生物的坚硬结核风化

当周围的软岩层被侵蚀之后

呈现不规则状的结核便露出地表

人们惊叹之余,依照石头的形状为之命名

其中鼎鼎大名的女王头

更是成为野柳乃至台湾的地标

   广  西 - 涠  洲  岛   

涠洲岛位于广西北海市南面

因属水围之洲,故名

它是地质学家发现的中国至今

最大、最年轻的火山岛,其地层是

第四纪火山活动形成的火山岩和火山喷出岩

因而岛的南部,有大量的火山地貌景观

那一个个因火山爆发而被烧灼的、积压留下的

海蚀地貌也多姿多彩的散布在周围沿岸

涠洲岛在射气岩浆喷发形成的火山地貌基础上

经海蚀作用和新构造运动

进一步雕塑了壮美奇特的现代地貌景观

这里的基岩和生物海岸在海浪长期侵蚀作用下

海蚀地貌异常发育

尤其在涠洲岛的西部和南部

海蚀地貌类型较为齐全

以海蚀平台、海蚀洞、海蚀崖最具特色

   东 — 成山头   

成山头位于山东半岛最东端荣成市的龙须岛镇

是中国腹地伸向大海最远的地方

临海山体崖壁如削,崖下海涛翻腾,水流湍急

常年经受大风、大浪和风暴潮的冲击

海域最大浪高有7米以上

这里有典型海蚀柱、海蚀洞等海蚀地貌

以及受地质学家高度重视的柳夼红层等自然遗迹

这里集海洋和海岸生态系统、海湾生态系统、

海岛生态系统于一体

建有多个水文、海洋生物、地质地貌观测站

同时也因地处独特的地理区位

成为了中国北方海域海洋生物物种多样性

最为丰富的海域

据《史记》记载

姜太公、秦始皇、汉武帝等都曾到此

这里是秦始皇统一六国后东游的最东端

曾让宰相李斯在此刻碑纪念

   辽  宁 - 大  连   

大连金石滩海岸一段基岩海岸侵蚀地貌中

最引人注目的是一座海蚀拱桥,也可称为海蚀穹

当地人称为“恐龙探海”

这是一处典型的基岩港湾海岸地貌

因海浪作用形成海蚀拱桥

恐龙的头部则是一个突出于海中的岬角

由于受到海浪不断侵蚀和风化作用

形成了雕塑般的残丘,人们便因此形而命其名

辽东湾东侧

从营口团山到大连甘井子区黄龙尾

岸线曲折,岬角众多

这里的岩礁不但受海浪侵蚀

冬季的海冰也会对它们产生极大的雕蚀作用

在海蚀、风力以及冬季的海冰冻融共同作用下

这里的海岸被雕蚀得与众不同

被当地人称为“滴水岩”的海蚀拱桥

外形酷似“桌子腿儿”

高约20米,最细处不过十几厘米

  福  建 - 平  潭   

平潭县素有“千礁百屿”之称

有大小岛屿126座、岩礁648座

这里的礁岛主要由燕山晚期的花岗岩所组成

新生代晚期岛屿曾一度沉沦海中,遭受海水侵蚀

直到第四纪中更新世以后才又隆升出海面

风大浪高潮差大,海洋动力作用强烈

造就了这一世界罕见的海蚀地貌博物馆

《中国国家地理》2009.04 摄影:胡国钦

这里有中国最大的一对花岗岩球状风化海蚀柱

——海坛岛上的半洋石帆

两块毗邻的巨石一高(33米)一低(17米)

巍然屹立于汪洋大海之中

风平浪静时如巨船停泊

狂风骇浪时则似破浪前行

清朝女诗人林淑贞诗称赞这里:

“共说前朝帝子舟,双帆偶趁此句留”

当然,除了将海岸边的岩石塑造成

一个个造型奇特的海蚀地标

海浪还带来了很多意想不到的惊喜

来 自 海 浪 的 馈 赠

海边的植物,生活空间往往被挤压得非常有限

为了开辟新的栖居地

很多植物的种子与果实落入大海,随海浪漂流

所以在海边退潮的沙滩上

偶尔会看见一些

被遗留下来的植物的果实或种子

一个经典的例子是

十七世纪末,哲学家弗朗西斯·里加乘坐的船

在西印度洋上发生了意外

由于得不到补给

船长把他们丢弃在了无人岛上

有人抱怨沙滩上连棵椰子树都没有

怎么可能活下去?

但一场暴风雨袭击了这里,待海浪退去后

在沙滩上的海藻、树枝、碎船木、螺壳中

竟然混有几颗椰果

凭借这几颗椰果他们活了下来

获救之后,为记录下椰子漂流的状况

这段故事被收录在了《自然观察》中

那座岛便是如今归属于毛里求斯的罗德里格斯岛

出现在岛上的椰子

应是搭乘洋流由东南亚地区漂泊而来的

能够通过漂洋过海传播种子的植物约有一百多种

这类植物可以统称为“海漂植物”

如同背井离乡漂泊在外的人一样

“海漂植物”的果实和种子进入海洋

只是为了寻找到一点点生存下去的可能性

潮汐和海浪是“海漂”果实和种子上岸的助力

这些植物“航海家”们既需要海浪的推动

将它们抛向海岸

同时又需要潮水润物细无声一般渐渐退去

这样,它们就会被最终留在海岸上

常年风浪凶猛,或是海岸太过陡峭

都不利于“海漂植物”登陆

相对平静而平缓的河口、泥滩、海湾之中

会更容易见到漂流而来的植物果实和种子

“海漂植物”不但记载了洋流的动向

也记录了物种的传播方式

甚至有科学家专门以此来研究

不同地域植物基因的交流方式和海岸林的形成

在漂泊中寻找生存希望的“海飘果实”

是在通过自己的努力变得出众、优秀

这种披荆斩棘,乘风破浪的精神

无论何时,都是正当时

参考资料:

海边看浪,《博物》2016.11

绿色“漂流瓶”,《博物》2012.08

随黑潮流浪,果实与种子寻觅新的栖居地,《中国国家地理》2019.12

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