海浪撞擊海岸會產生微小的水滴，稱之為浪花。海洋噴霧將熱量和水從海洋轉移到大氣中，但是科學家們還不確定是波浪破碎過程的哪個部分產生噴霧最多，是風切變、飛濺還是波浪表面氣泡的爆裂。為了解決這個問題，科學家們在實驗室裡進行了破波實驗。研究使用了一個保齡球道大小的波浪槽，創造出了微型版的俯衝式破浪器，在這個破浪器中，浪峰會卷曲起來，然後向下俯衝，水用雷射照射的熒光染料著色。
科學家們拍攝了海浪的慢動作視頻，以前所未有的細節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，相機相對於波是靜止的。當波浪穿過水箱時，可以清楚地看到微小的氣泡爆裂並產生浪花。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，海霧水滴的形成經歷了三次不同過程：
當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水面並在破波結束後破裂時。該研究結果發表在AGU《地球物理研究快報》期刊上，可以幫助科學家們更好地理解當波浪撞擊海岸時，水和熱量是如何從海洋轉移到大氣中。通過突破破碎波產生液滴，波峰分布演化和小滴測距半徑下降到50μm，在淡水中許多重複斷裂事件期間機械產生切斷。
研究發現三個不同的液滴產生時區，首先是當射流撞擊波峰上遊的自由表面時，第二個是當受到衝擊射流撞擊的大氣泡到達自由表面並爆裂時，第三個是當較小氣泡爆裂時在破碎過程後期到達自由表面。這些子過程分別佔每次破碎事件產生653個液滴平均值的22％，44％和34％。大和小液滴的半徑範圍概率分布是由相交於冪律函數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
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