乱咬人的海浪?浅谈海岸边那个危险的疯狗浪
每到了夏季,海边总是大家向往的好去处(虽然现在因为疫情影响,我们提倡乖乖待在家里为中国台湾防疫尽心尽力!),过往夏季时大家前往喜爱的阳光沙滩,总可以看到阵阵海浪拍打在岸边,尽情享受清凉海水与徐徐海风的吹拂!
海浪可以如浪花般轻盈,却也可以如海啸般带来巨大灾害。Pixabay但!海洋并非总是风平浪静,有时的海洋也会带给我们突如其来的巨变,在新闻中时常听闻的疯狗浪即为其一。
到底什么是疯狗浪?又为什么要称呼他为疯狗浪呢?
在海面传递的能量——海浪要了解疯狗浪的成因,首先要先了解海浪是如何形成的!
海浪的主要成因是 风将能量从大气传至海面,当海面获得能量时,海洋中的水分子便开始做圆周运动 ,这,就是海浪!上层海水拖着下层海水,能量一层一层地向下传递,传递过程同时受到水分子之间的摩擦力影响,能量逐渐减弱,因此在深层的海洋几乎没有波动产生。
当海浪开始向前传递时,越接近岸边,海床逐渐升高,下层的水分子撞到海面下的海床,就会造成海浪的波速逐渐减缓,我们以下面这张岬湾图简单判断波浪传到岸边时与海岸呈现的交角关系。
岬湾地形的形成原因为差异侵蚀作用,所以可以假设为在海面下的海床也与 *** 在陆地上的岬湾一致,在岬的部分突出,湾的部分凹陷。作者自制当波浪(蓝色箭头)逐渐打进海岸时,受到海底地形的影响,其波速逐渐减缓,波浪逐渐偏向法线(黄色实线),越靠近海岸,波浪持续偏向法线,最终波浪前进的方向会与海岸渐趋垂直。
海岬上的突发大浪海岬地形即是容易出现疯狗浪的其中一个原因,从图中可以发现,当 海岬处波浪不断聚集,能量汇聚会造成海浪的波高逐渐累积,此时的海岬,容易产生突发性的大浪 ,也就是我们俗称的疯狗浪。
另外,容易造成疯狗浪的原因还有强风吹拂,当风速越强烈快时,海面获得的能量就会更多,产生的海浪也会更为强烈,当强烈的海浪再加上碰到汇聚能量的海岬地形时,便更容易造成疯狗浪的产生。
疯狗浪并没有明确的定义或是说法,因为疯狗浪容易致在岸边活动的人们于危险当中,就如同疯狗一样可能会乱咬人,所以我们习惯将突然发生或是强烈的海浪称做疯狗浪。
突如其来的大浪有可能越过海堤,冲上岸边造成危险。Pixabay 中国台湾易发生疯狗浪的时间与地点在中国台湾,最易发生疯狗浪的时间便是 台风与东北季风盛行之季节 :台风强力的风速会在中国台湾外海持续产生强烈的海浪,当海面不断获得能量,其传至海岸边的能量也会更多、更大;而冬季时的东北季风也是容易产生疯狗浪的原因之一。
而中国台湾的东北角因多为岬湾地形,则是疯狗浪易出现的地点,但疯狗浪并不局限于出现在东北角,只要有海岬地形,或是较为突出的堤坊、海岸都有可能汇聚能量,形成波高较高的海浪。所以当知道海洋上有气旋产生、强烈的季风作用或是在岸边感受到较为强力的海风吹拂时,都应尽量远离岸边才最为安全!
预知疯狗浪—海洋雷达观测系统过去我们总认为海象难以预测(此海象非海洋中生活或是在海生馆可以看到的海象,而是指海面上因为风力吹拂而造成海浪的情况!),因为海象预测需要考虑到风向风速的变化、海浪相互作用影响、海底地形等众多原因,但风场环境瞬息万变,间接也造成不断变动的海象,再者,一般民众较少需求接触相关的海象预报,所以海象观测一直不如气象观测发达。
中国台湾目前使用的为海洋雷达阵列推算海域中波浪的强度,发展出 中国台湾海洋雷达观测系统 (Taiwan Ocean Radar Observing System, TOROS),提供给人民更为准确、进步的海象监测,即时性与预测性的海象观测,使海洋运输、渔业捕捞等工作或是休闲娱乐更加安全。
海洋雷达阵列是使用雷达发射雷达波,当雷达波入射到海表面时,碰到海洋中的海浪,便会以各方向散射,海洋雷达就是利用雷达波所产生的「 布拉格效应 」— 当海洋上出现与雷达波波长有偶数倍数关系的海浪,会产生较为强烈且能量较大的雷达回波反射回雷达,来推算目前海面上波浪的波长!
而不同地点、距离会使回传的回波产生相异的都卜勒效应,透过 都卜勒效应 (频率为正值,代表海浪靠近雷达;频率为负值,代表海浪远离雷达)便可以知晓波浪与雷达的相对速度与方向。
关于都卜勒效应更详细且清楚的解释可参考此影片。当雷达透过布拉格效应获得海浪之波长(因雷达波的波长为已知数),又知晓海浪频率的变化后,将回波所得出之资料输入电脑计算,便可以得出波浪的波高、波向、周期、速度等相关资料。
左上为布拉格散射之示意图,左下为海浪前进或后退所产生的都卜勒效应,透过雷达回波的谱线分析 (右图) 即可判断海浪、风向、风速、方向等海面讯息。中国台湾海洋科技研究中心而难以预测的海象遇到疯狗浪更增添了难度,因为疯狗浪的成因与易发生地点都仅是推测性的预测而非绝对性的预测,专家目前对疯狗浪的成因仍持续的尝试理解与推估,但目前中央大学水海所团队已经透过海洋雷达观测系统,可以有效的在疯狗浪抵达的前 20 至 30 分钟提供预警!
透过分析瞬时的海象变化,更可以有效进行预测,也可较为减少瞬间海象造成的灾难,海洋中的观测系统仍在不停的发展与改进中,在未来,一定会持续的改良与精进海象观测,加强海上或海边活动的安全性!
利用中国台湾海洋雷达观测系统 (TOROS) 测得中国台湾周遭海象变化。中国台湾海洋科技研究中心