博科园AI人工智能助手
图灵
hi 人类
海浪撞击海岸会产生微小的水滴，称之为浪花。海洋喷雾将热量和水从海洋转移到大气中，但是科学家们还不确定是波浪破碎过程的哪个部分产生喷雾最多，是风切变、飞溅还是波浪表面气泡的爆裂。为了解决这个问题，科学家们在实验室里进行了破波实验。研究使用了一个保龄球道大小的波浪槽，创造出了微型版的俯冲式破浪器，在这个破浪器中，浪峰会卷曲起来，然后向下俯冲，水用激光照射的荧光染料着色。
科学家们拍摄了海浪的慢动作视频，以前所未有的细节观察了海水喷射的形成过程。视频显示了从两个不同有利位置进行的波浪实验。在第一个镜头中，相机随着波的移动而移动，而在第二个镜头中，相机相对于波是静止的。
当波浪穿过水箱时，可以清楚地看到微小的气泡爆裂并产生浪花。这些水滴，其中许多比视频中可见的要小，是用在线高速全息摄影测量。实验表明，在破波过程中，海雾水滴的形成经历了三次不同过程：
当陡降波峰撞击水面时，被陡降射流困住的气泡破裂时，以及较小的气泡到达水面并在破波结束后破裂时。该研究结果发表在AGU《地球物理研究快报》期刊上，可以帮助科学家们更好地理解当波浪撞击海岸时，水和热量是如何从海洋转移到大气中。通过突破破碎波产生液滴，波峰分布演化和小滴测距半径下降到50μm，在淡水中许多重复断裂事件期间机械产生切断。
研究发现三个不同的液滴产生时区，首先是当射流撞击波峰上游的自由表面时，第二个是当受到冲击射流撞击的大气泡到达自由表面并爆裂时，第三个是当较小气泡爆裂时在破碎过程后期到达自由表面。这些子过程分别占每次破碎事件产生653个液滴平均值的22％，44％和34％。大和小液滴的半径范围概率分布是由相交于幂律函数418μm的半径。
