每个人大概都见过这样种现象: 一张纸或船在水中漂浮时,它们是随着波浪上下起伏的,波形在水表面水平运动,而纸张或船虽仍然上下起伏并没有作水平方向的运动．它一会儿被举到波浪尖上,一会儿又落入两个波浪的凹处．海浪的形状几乎是差不多的,一凹一凸起伏不断,凹下的低处就是波谷,那凸起的波浪尖称为波峰,波峰和其相邻波谷之间的距离即波浪的高度称波高．两个波峰间的距离就是波浪的长度——波长,波形的传播速度叫波速,即波速＝波长／周期．两个相邻的波峰先后出现的时间间隔就是波浪的周期。

那么,波浪是如何形成的呢?

民间流传着“无风不起浪,有风高三丈”的俗话,道出了风浪产生的条件和原因。

风吹在海面上,风借助与海面的摩擦作用,把能量传递给海水,从而形成层层波浪．风力越强,风吹的时间越久,波浪获取的能量就越多,浪越大；风吹的范围越大,水面上的浪区越大．海水是由无数的水质点集合起来的．在静止状态时,每个水质点都在自己的平衡位置上,而在风的作用下,水质点不断获得能量,使得波高、波长增长,使水质点失去平衡．而它们又迫不急待地要回到原来的位置上,但不可能立即回去,这样就造成它们各自绕着自己的平衡位置打转．当波浪不再接受风的能量,外力消失,那么水质点就会回到平衡位置,静止下来。

在海洋里,水面船只往往颠簸动荡,而在海洋深处的潜水艇却平安无事,这是怎么回事呢? 原来,越向深处水质点受到风的影响越小．波浪随着深度的增加越来越小,直到停止为止．一个波高为10 米,波长为200 米的波浪,在200 米的深处,它的振幅减小到10 毫米,也就是说海面上的这样大的巨浪,到 200 米的深处只不过引起两厘米的波动而已．不仅水质点的振幅变小,它们的速度也减慢了．所以尽管海面上巨浪滔天,在不太深的海里却胜似闲庭,风平浪静,潜水艇稳如泰山。

我们讲到的海浪包括风浪、涌浪及近岸波．上面我们介绍的就是风浪,那么当风浪离开风区时是不是就静止下来呢? 航海家在海上常会遇到这样的情况: 明明是风和日丽,海面上却巨浪如山．原来海面并不随着风的转向(或停止)而立即安静下来,却持续波动一个相应长的时期,它们向邻近的海域传播出去．但是这时的波动和在风咆哮时却大不相同,波面上比较平缓,波峰要圆滑得多,波长也显然长得多,以周期和波高都相同的列波开始运动,特别是当它们向邻近的海域传播出去的时候,波长变得越来越长,传播速度越来越快,波高也越来越低矮了,这种由风区传入无风区的海浪,以及风停止或转向之后,脱离风的作用而继续朝着原有的方向传播的波浪就是涌浪。

当风浪或涌浪从大洋传到近岸浅海地区时,受到海岸地形的约束,只好改变自己的方向．当我们站在海边眺望层层波浪时,总看到他们排着几乎和海岸平行的长队向岸边涌来．这是因为波浪在深水处传播的速度比在浅水里快,水越浅,它们的下部受到海底的摩擦力越大,行动就慢了．当波峰线的一端先进入较浅的地方时,行动就迟缓了些,同时,在较深的那一端行动仍较快,一快一慢,两者在等深线附近速度趋于相近,而近岸的等深线又大都和海岸平行,所以人们就会看到一排排大致与海岸平行的波浪滚向岸边,退潮时也会在海滩上留下和海岸平行的沙纹。

波浪来到岸边会发生各种不同的情况．如果是陡峭的岩岸,它们就扑上去冲击；如果是斜斜的砂砾或泥质的海岸,它们在坡度较大时形成卷波,坡度小时就形成崩波．不管是什么波,由于长年累月地冲上来,滚下去,都会使海岸或被冲击、侵蚀,或被堆积．你看那些七零八落的巨大的石块就是岸边的花岗石长期被波浪冲击的结果；那海边光滑的砾石,又是岩山的化身；粉状的砂子,又是砾石的未来呢! 海岸在波浪的作用下昼夜不停地被破坏着,又被塑造着。

当前进的波浪碰到陡峭的岩岸或长长的海堤或其他建筑时,除了向前冲击外,还被反射回来．反射回来的波就重叠在前进的波浪上,使波形只在原地上下波动,既不前进也不后退．人们为了把它与前进波区别开,称它为“驻波”．驻波振动最大的地方叫“波腹”,不振动的地方叫“波节．”波腹处垂直流速最大,波节处水平流速最大．发生驻波的地方海面会升高,更由于波节处的水平流速大,所以冲刷力量强,因此在海港建筑施工设计中就要特别考虑驻波的影响,采取加强基础等措施。

波浪中蕴藏着巨大的能量．一个拍岸浪对海岸的压力每平方米可达50吨．在风暴中,巨浪曾把一个1370 吨重的水泥块推移了10 米．1894年12月的一天,美国西部太平洋沿岸的哥伦比亚河入海口,发生了一件奇怪的事。

那里有一座高高的灯塔,旁边还有一座小屋,灯塔看守人就住在里面．一天,看守人忽然听见屋顶上响声如雷,他吃惊地回过头,还没来得及闹清是怎么回事时,只见一个黑色的怪物带着劈里啪啦的声响,穿透天花板坠落地面。

看守人吓坏了,他战战兢兢地走到那黑色怪物的面前,简直不敢相信,这竟然是一块大石头! 搬搬挺重,称称则足有64 公斤．经过专家鉴定,断定这块石头是被海浪卷到40 高的天空,再砸到看守人的房顶上的。

海浪的力量如此巨大,它能把100 斤重的石块抛到比十层楼还要高的上空,说起还真有点让人难以置信。

喧嚣不息的海上波浪,确实具有千钧之力．根据观测,海浪拍岸时的冲击力每平方米会达到30 吨,大的甚至达到60 吨,具有这样冲击力的巨大海浪,可以把一吨重的巨石抛到20 米高的空中。

有人计算过,一个波高二米,周期五秒的海浪在一公里宽的海面上至少可以生产二千瓦的电力；一个波高三米,周期七秒的波浪,在十公里长的海面,可提供的电力达三万千瓦,相当于新安江水电站的发电量．而它却可任你利用,决不会枯竭。

海浪对海上航行、海洋渔业和海战都有直接的影响．巨大的海浪迫使航海停止、渔船归港、水上的飞机进入机库,水上作业无法进行．在大风前后,海洋里的鱼类往往密集成群．捕鱼时,掌握“抢风头,赶风尾”常能取得可喜的渔获量．在海军布设水雷时,也要了解海浪状况,否则,巨大的海浪往往会拉断雷索或破坏水雷．因此长期地积累大量海浪的资料并进行计算分析,从而预报某些海区的风浪、涌浪,就成为海洋科学研究中的重要课题了。

我们知道不只是风或气压剧变能引起海面异常升降,使海水作巨大的运动．海底或海岸附近的地震、海底火山爆发,都可以使得海水奔腾起来,这种规模巨大的海水运动,人们称之为“海啸”。

1960年5月22 日,智利中南部发生地震,所产生的波浪,在智利沿海平均波高为10 米,最高达25 米．当时,日本接到了地震的预报,但是,他们认为地震发生在南半球的智利,日本离智利 17,000 公里远,不会有什么灾害,没有采取必要的措施．没想到过了21 个小时,正当人们休息之时,排山般的海浪猛扑过来,仅在日本东海岸岩平县的野田湾一处,就有一百多人毙命,5,000 余间房子被冲走或损毁。

海啸给沿岸的居民带来了难以估量的灾难．在过去被认为是“天灾”,是无法抗拒的．今天已经可以通过人造卫星对海啸和其他灾害性天气进行监测．可以根据天气预报采取更为有效的防御措施,把它们带来的灾害减少到最低的限度。