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海洋三部曲(全三册)

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第三十六章《我们身边的海洋》(11)
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第三十六章《我们身边的海洋》(11)[1/3页]

  第九章风与海行

  海面四处飘荡着风的脚步。

  ——斯温伯恩

  海浪不断侵袭英格兰最西端兰兹角的同时,也带来了遥远的大西洋彼岸的气息。随着逐渐靠拢海岸线,海床在急剧上升,海水的颜色也由深蓝变成了暗绿。海水越过“探测之声”的边缘,拍打在大陆架上,激起阵阵波涛,汹涌澎湃。海水越过浅滩继续向前,奋力地冲刷着锡利群岛和兰兹角之间的七方石海峡,像是对着海水中沉没的暗礁和熠熠闪光的岩石在耀武扬威。随着接近兰兹角那怪石嶙峋的尾端,海水淹没了位于海底的一个神奇机器。在这里,海水上升或下降的波动压力将通过仪器释放出许多遥远大西洋海域的信息,经内部机制进一步转化为人类可以理解的信息。

  如果你曾来过这儿,跟这儿的气象学家聊过天,你就会知道,这儿的海水一刻不停地传递着远方的信息。气象学家会告诉你,哪些海浪是在风对水的作用下产生的,催生海浪的风力有多强,风速有多快,如果有必要的话,还有何时需要提高英格兰海岸的风暴等级警报。气象学家会告诉你,兰兹角记录仪上记录的大部分海浪都产生于纽芬兰和格陵兰岛南部的大西洋暴风雨中,有些海浪的溯源可以穿过西印度群岛和佛罗里达海岸,直到大西洋对岸的热带风暴。还有些海浪产生于世界最南端,沿着合恩角,转了一个大圈,又到陆地尽头,总行程多达6000英里。

  加利福尼亚海岸上的海浪记录仪已经可以检测到很遥远的波浪,比如夏季里侵袭海岸的一些海浪实际上产生于南半球的西风带。自第二次世界大战以来,加利福尼亚海岸的康沃尔等海浪记录仪和美国东海岸的一些记录仪便一直投入使用。这些实验仪器都有一系列实验用途,其中包括开发新型天气预测方法。与北大西洋接壤的国家实际上并不需要依靠海浪来获取天气信息,因为那里有着数量众多且布局合理的气象站。目前使用海浪记录仪的海域实际上仅是作为该天气预测方法的实验室。这种天气预测方法将很快在世界其他地方投入使用,因为在那里除了海浪能带来气象数据外没有其他方法。特别是南半球,许多海浪来自人迹罕至的海域。没有船只会偏离既定航线而驶入这些海域。这些偏远海域上可能会产生风暴而不被人观测到,然后突然扫向海洋中部岛屿或暴露的海岸。数百万年来,暴风雨来临之前海浪会一直翻滚向人类发出警示,但直到今天我们才开始阅读这门语言。或者说,人类已经对这门语言开始进行系统科学的学习。在现代海浪学研究基础中有一部分是来自于民间经验。太平洋岛屿上生活的几代原住民早已总结出,当出现某种程度的涨潮就意味着台风即将来临。几个世纪以来,每当汹涌的潮水咆哮着冲向孤独的爱尔兰海岸,当地居民就会陷入对充斥着死亡阴影海啸的深深恐惧之中。

  现代海浪学研究日趋成熟,从各方面来看,都有证据表明现代人类正依靠着海浪来满足日常需要。新泽西州朗布兰奇的钓鱼码头下,在距离海床1/4英里长的管线尽头,有一个海浪记录仪正默默地记录着来自大西洋的海浪。通过管线传输的电子脉冲展示出了每个波峰的高度和连续波峰之间的距离,这些信息传输到岸边检测站并自动记录为波形图。美国陆军工程兵团的海滩侵蚀委员会将会仔细研究这些记录,该委员会密切关注着新泽西州沿海地区的侵蚀率。

  最近,飞机在非洲海岸附近高空飞行时拍摄了一组海浪和近海区域的重叠照片。经验深厚的科学家们从这些照片中确定了海浪向岸边移动的速度,然后运用一个数学公式,将海浪进入浅海区域的深度联系起来。英国政府通过这些信息,获得了“日不落帝国”范围以外的海岸信息。如果采用传统方式,这些数据可能需要耗费极大的代价和通过无穷无尽麻烦的程序。这种实用方法像人们获得海浪新知识一样,也是来源于战时的必要性。

  第二次世界大战期间,特别是在欧洲和非洲的海滩上,常年对海洋状况,特别是海浪高度的预测,处于常规预备状态。但起初,理论在实际条件下的应用是困难的,海浪高度或海面动荡程度对船只或人员物资转移实际影响的预测也是如此。正如一位海军官员所说,军事海洋学的第一次实战尝试是“最可怕的教训”,因为人们对“海洋性质基本信息都匮乏到几乎令人绝望的地步”。

  只要地球存在,大量空气移动所形成的风就会在地球表面上来回扫过。只要海洋存在,海水就会随着风的流动而搅动。大多数海浪是风对水作用的结果。但也有例外,例如海底地震有时产生的潮汐。但是,大多数人所熟悉的海浪都是由风产生的。

  海浪在公海中的运动模式相当混乱,无数不同波列混合、融合、取代、超越或有时甚至是相互吞没;海浪群自其起源开始,运动方式、速度、行动方向上就各不相同;有些海浪注定永远不会到达任何海岸,有些海浪注定要滚动过半个海洋,才能在远处海滩上躲避雷声。

  多年来,经过诸多科学家的耐心研究,从这看似无望的困惑中梳理出了惊人的秩序。人们虽然需要更好地去了解海浪,还需要学会已经知道的知识,但现在已经可以重建海浪的生命历史,预测其在环境变化下的所有的变化行为,预示其对人类事务的影响。

  我们在试图构建典型海浪的虚构生活史之前,需要熟悉海浪的一些物理特征。海浪的高度要从波谷到波峰算起,长度要从前一波峰到后一波峰的距离为准。海浪的周期是指后续波峰通过固定点所需的时间。这些维度都不是静态的,所有的变化都与风、水深和许多其他事物有明确的关系。此外,构成海浪的水分子也不会在海上直线前进,每个水粒子都描述了波形所通过的圆形或椭圆形轨道,然后又几乎返回到原始位置。幸运的是,正是如此,航海才是可能的,因为如果构成海浪的巨大海水直线直接穿过海洋,那么航海将再不可能。那些专业驰骋在海浪中的人经常使用一个美如画的词来描述海浪——“风之长”。“风之长”是海浪在风力恒定方向的驱动下,且没有阻碍的情况下所运行的距离。风之长越大,海浪越高。海湾或狭小海域空间内不能产生真正的大海浪。要产生最大的海浪,风速需要达到每分钟大约600到800英里。

  现在让我们假设,大西洋远处产生的风暴,在经过一段时间的平静后,距离我们正在度暑假的新泽西海岸可能有1000英里。海风不规则地吹,阵风突袭,方向变换,但一般都会向岸边吹。风力下的海浪响应着压力的变化。海面不再平坦,而是沟槽交错的海槽和海脊。海浪逐渐向海岸移动的过程中不断由风控制着命运。随着风暴继续发展,海浪继续从风中获得能量而高度逐渐增长,向海岸移动。在一定程度上,海浪将继续为自身吸收风的强大能量,呈现在高度的增长上。但是当海浪从波谷到波峰的高度变得只有距离下一个波峰长度的约1/7时,海浪就要逐渐消失在白色浪花中了。肆虐的飓风经常会借助暴力对海浪大发雷霆;在这样的风暴中,最猛烈的海浪可能出现于风力消歇之后。

  但是再来看诞生于大西洋上的风和水相互作用下的典型海浪,并依靠风的能量逐渐增高,诸多海浪开始汇成混乱而不规则的运动模式,而人类称其为“海面”。海浪逐渐远离风暴海域,高度减小,波峰之间的距离却逐渐增加,“海面”也变成“浪涌起伏”,以平均每小时15英里的速度移动着。在海岸附近,规则的浪涌模式取代了开阔海洋的湍流。但浪涌进入浅水区后发生了惊人的转变。

  海浪第一次进入浅水海域后,就会感觉到浅滩底部的拖累,而速度逐渐减弱,随后海浪波峰开始聚集,导致海浪高度突然增加,变得陡峭。海水随后溢出,翻滚流动的海水注入波谷,溶解在沸腾的浪花中。

  岸上的观察者至少可以动动脑筋猜一猜,这些海浪在被或近或远的风暴塑造之前,会不会溢出到沙滩上。刚刚在风力塑造下形成的年轻海浪,在海面上具有陡峭的尖峰形状。人们从遥远的地平线上就可以看到海浪汇入时形成的白色浪花;一些浪花不断向前溢出,在前行海面上沸腾翻滚,最后迎来一个漫长而刻意的过程。但是,任何海浪进入碎波带就会高涨,好像聚集所有的力量去演绎生命的最后一幕,波峰向前行进,然后开始向前弯曲,整团海水突然轰隆隆地咆哮着进入低谷——这些海浪来自海洋中非常遥远的地方,已经在最终解散之前走了很远很远。

  我们所熟悉的大西洋海浪的情况通常适用于全世界范围内的风浪。海浪一生中会发生很多意外。海浪能存活多久,能走多远,将以何种方式结束生命,这在很大程度上取决于海面环境。因为海浪的基本性质是移动,任何事物的阻碍都会让海浪消失解散。

  海洋的本身力量对海浪的影响可能最为深刻。当潮汐洋流穿过海浪或与海浪逆行时,会触发海洋中一些最可怕的海啸。这就是苏格兰著名“栖息地”的成因,类似于设得兰群岛最南端的萨姆堡海角。“栖息地”在东北风中处于静止状态,但是随风而起的海浪无论从其他任何角度汇入,都会遇到潮汐洋流,要么在洪水中向海岸流动,要么在潮水中向海流动,好似两只野兽狭路相逢。海浪和洋流的“战场”宽度可能就是仅有3英里宽的海域,首先离开了萨姆堡海角,然后逐渐向海上移动,潮汐暂时消退。“船只在混乱、翻滚、沸腾的大海中,往往完全无法航行,有时甚至会沉没”,《英国群岛航行》报道,“而其他一些船则被困在一起好几天了”。许多危险的海域都已经被人们人格化了,在几代航海人中口耳相传。

  想当年在我们祖父那个时代里,彭特兰海峡的两端不时就有激流狭路相逢,又在奥克尼群岛与苏格兰岛北端分道扬镳。1875年《北海航行》在彭特兰海峡的航行提示中有对海员的警告,只字未改地保留到现如今的航海报中:

  所有船只在进入彭特兰海峡之前,应做好封舱准备。

  即使在最好的天气下,也应该保护好小型船只的舱口,因为很难预知远处会发生什么事情。平静海面可能瞬息之间就惊涛骇浪,根本无法做即时准备。

  这两个风云多变之地都是由于大洋潮汐和逆行洋流相遇而引起的。海峡东端经历着东行潮涌和洋流的斗争,在西端则是西行洋流潮起潮落的狂欢。根据《航海志》的说法:“从未体验过的人根本无法想象出海洋翻腾的程度。”

  海浪和潮汐之间因愤怒而坚定斗争,而它们间的裂缝能为近岸提供保护。托马斯·史蒂文森很久以前就注意到,只要萨姆堡激流突然断裂并且波峰从海角猛烈降落,岸边几乎没有大浪;一旦潮汐的力量消耗殆尽,海浪再也无法在海上肆意流转,再也不能重击海岸或提升高度。而西大西洋芬迪湾口中混乱而迅捷的洋流跟从西南到东南任何角度而来的海浪都会猛烈对抗,以至于海湾内所有海浪几乎都是“本地起家”。

  大海中,劲风可以在须臾转瞬之间湮没一股海浪,因为造物之力亦可毁之。因此,大西洋从冰岛直到非洲的海域上,刚刚形成的信风所到之处往往会压平阵阵浪涌。原本温和友好的风突然沿着海浪移动的方向增强,海浪波峰高度以每分钟1到2英尺的速度增加。

  一旦形成一组移动的海脊,风就只能夹在海槽中间,而那时海浪会更迅速地升高。

  在海浪不断向岸前行的过程中,突出的岩石、泥沙浅滩、海湾口的沿海岛屿都发挥着至关重要的作用。从开阔的海洋向新英格兰北部海岸流动的长长浪涌很少有机会能走完全程,因为这些浪潮的能量都耗费

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