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海嘯來臨之前,為什麽所有船都向海嘯開去?看完顛覆你的認知

2024-02-28科學

①從2011.3.11日本的大地震引發的海嘯看,因為海嘯的波長很長,所以在某個定點觀測的話,實際上即相當於一個縱向尺度為幾十、上百公裏,幾米厚度的水體,平移到海邊的陸地上。同時透過海邊水深變淺、海灣形狀的加成,最終產生了高達十幾米的海嘯災難。而且,這種高水位狀況會持續很長一段時間。直到整個海嘯的波長透過完畢。然後,還有海嘯結束後的退潮,真的是賊過如梳,兵過如篦,什麽也剩不下,通通被海嘯給卷到海洋中。從日本海嘯的錄像看,在深入陸地一定距離後,海水中夾帶著大量的樹木、破碎的房屋(日本房屋主要是木結構),形成一種類似於「泥石流」的流動物質。遇房拆房,遇橋拆橋,真的是摧枯拉朽!

②強行類比一下,波浪靠岸的過程很像文氏管。沿著文氏管前進,隨著界面的縮小,氣體靜壓減小,動壓增大,也就是說流速變快了,這是一個熱能轉化為機械能的過程。海浪靠岸的過程,則是機械能轉為勢能的過程,好沒意思,還是文氏管精妙。突然明白,海浪靠岸的過程一句話就能講明白,借著速度沿著斜坡往上沖。

③海嘯和大風浪航行都需要頂浪應該是差不多的道理。遠洋航行遇大風浪天氣,需要斜頂浪,一是因為船艏是船舶最堅固的部位,二是因為頂浪航行航向易於控制,三是順浪航行船尾受浪沖擊,容易打壞舵和螺旋槳從而喪失動力造成漂航(航海大忌),四是根據水動力學和船舶動力學,順浪航行,船舶尾部面積大,受力大從而容易受浪打橫,然後被下一個大浪來的時候正橫受浪,導致傾覆。四是越靠近岸邊,海浪越陡。越靠近深海區,海浪越平穩。所以在海上遇到海嘯,往深海區方向開,浪會越來越平穩。

④所謂10-30度對著海浪開,這個操作方式船必須要有一定的長度,不然不安全。小艇的話一般還是直直對著湧浪開比較安全。這裏面還要考慮 GM,wavelength,wave period,還有船的速度。至於海嘯,是因為海嘯的波浪在深海是「長而矮」,來到淺海變成「短而高」。所以必須在海嘯抵達淺海之前把船開到深海。

⑤改變航向即波舷角可以改變船舶和波浪的遭遇周期,避免產生諧搖,增強船舶穩性,但又不能船舶受橫浪影響過大。這個角度可以透過浪的性質以及船舶自身狀態計算得來。所以說遇見風暴船舶頂浪航行是不全面的,大部份情況會有一定的角度,比如采用Z形,如果波長接近於船長船舶被兩個波峰架起很容易從中間折斷。歷史上有過這樣的例子,學藝不精但希望能幫到你們。

⑥記得小時候看海爾兄弟,有一集船只卷入了漩渦以後不是逃離,而是要加速順方向沖進漩渦,再開足馬力利用慣性離心力甩出漩渦,反方向逃是逃不掉的。同樣的星際穿越庫伯的飛船也是利用了黑洞的重力達到了加速逃離了黑洞,但是途中必須卸貨,能量守恒定律要去另一個地方,必須留下點東西。

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