海浪撞擊海岸會產(chǎn)生微小的水滴,，稱之為浪花。海洋噴霧將熱量和水從海洋轉(zhuǎn)移到大氣中,，但是科學(xué)家們還不確定是波浪破碎過程的哪個部分產(chǎn)生噴霧最多,，是風(fēng)切變、飛濺還是波浪表面氣泡的爆裂,。為了解決這個問題,，科學(xué)家們在實驗室里進(jìn)行了破波實驗。研究使用了一個保齡球道大小的波浪槽,，創(chuàng)造出了微型版的俯沖式破浪器,，在這個破浪器中，浪峰會卷曲起來,，然后向下俯沖,，水用激光照射的熒光染料著色,。

科學(xué)家們拍攝了海浪的慢動作視頻，以前所未有的細(xì)節(jié)觀察了海水噴射的形成過程,。視頻顯示了從兩個不同有利位置進(jìn)行的波浪實驗,。在第一個鏡頭中，相機隨著波的移動而移動,，而在第二個鏡頭中，相機相對于波是靜止的,。當(dāng)波浪穿過水箱時,，可以清楚地看到微小的氣泡爆裂并產(chǎn)生浪花。這些水滴,，其中許多比視頻中可見的要小,，是用在線高速全息攝影測量。實驗表明,，在破波過程中,，海霧水滴的形成經(jīng)歷了三次不同過程：

當(dāng)陡降波峰撞擊水面時，被陡降射流困住的氣泡破裂時,，以及較小的氣泡到達(dá)水面并在破波結(jié)束后破裂時,。該研究結(jié)果發(fā)表在AGU《地球物理研究快報》期刊上，可以幫助科學(xué)家們更好地理解當(dāng)波浪撞擊海岸時,，水和熱量是如何從海洋轉(zhuǎn)移到大氣中,。通過突破破碎波產(chǎn)生液滴，波峰分布演化和小滴測距半徑下降到50μm,，在淡水中許多重復(fù)斷裂事件期間機械產(chǎn)生切斷,。

研究發(fā)現(xiàn)三個不同的液滴產(chǎn)生時區(qū)，首先是當(dāng)射流撞擊波峰上游的自由表面時,，第二個是當(dāng)受到?jīng)_擊射流撞擊的大氣泡到達(dá)自由表面并爆裂時,，第三個是當(dāng)較小氣泡爆裂時在破碎過程后期到達(dá)自由表面。這些子過程分別占每次破碎事件產(chǎn)生653個液滴平均值的22％,，44％和34％,。大和小液滴的半徑范圍概率分布是由相交于冪律函數(shù)418μm的半徑。

博科園｜研究/來自：Geo Space

參考期刊《地球物理研究快報》

DOI: 10.1029/2019GL082831

博科園｜科學(xué),、科技,、科研、科普