海浪记录仪及其在天气预测中的实验

海面四处飘荡着风的脚步。

——斯温伯恩

海浪不断侵袭英格兰最西端兰兹角的同时，也带来了遥远的大西洋彼岸的气息。随着逐渐靠拢海岸线，海床在急剧上升，海水的颜色也由深蓝变成了暗绿。海水越过“探测之声”的边缘，拍打在大陆架上，激起阵阵波涛，汹涌澎湃。海水越过浅滩继续向前，奋力地冲刷着锡利群岛和兰兹角之间的七方石海峡，像是对着海水中沉没的暗礁和熠熠闪光的岩石在耀武扬威。随着接近兰兹角那怪石嶙峋的尾端，海水淹没了位于海底的一个神奇机器。在这里，海水上升或下降的波动压力将通过仪器释放出许多遥远大西洋海域的信息，经内部机制进一步转化为人类可以理解的信息。

如果你曾来过这儿，跟这儿的气象学家聊过天，你就会知道，这儿的海水一刻不停地传递着远方的信息。气象学家会告诉你，哪些海浪是在风对水的作用下产生的，催生海浪的风力有多强，风速有多快，如果有必要的话，还有何时需要提高英格兰海岸的风暴等级警报。气象学家会告诉你，兰兹角记录仪上记录的大部分海浪都产生于纽芬兰和格陵兰岛南部的大西洋暴风雨中，有些海浪的溯源可以穿过西印度群岛和佛罗里达海岸，直到大西洋对岸的热带风暴。还有些海浪产生于世界最南端，沿着合恩角，转了一个大圈，又到陆地尽头，总行程多达6000英里。

加利福尼亚海岸上的海浪记录仪已经可以检测到很遥远的波浪，比如夏季里侵袭海岸的一些海浪实际上产生于南半球的西风带。自第二次世界大战以来，加利福尼亚海岸的康沃尔等海浪记录仪和美国东海岸的一些记录仪便一直投入使用。这些实验仪器都有一系列实验用途，其中包括开发新型天气预测方法。与北大西洋接壤的国家实际上并不需要依靠海浪来获取天气信息，因为那里有着数量众多且布局合理的气象站。目前使用海浪记录仪的海域实际上仅是作为该天气预测方法的实验室。这种天气预测方法将很快在世界其他地方投入使用，因为在那里除了海浪能带来气象数据外没有其他方法。特别是南半球，许多海浪来自人迹罕至的海域。没有船只会偏离既定航线而驶入这些海域。这些偏远海域上可能会产生风暴而不被人观测到，然后突然扫向海洋中部岛屿或暴露的海岸。数百万年来，暴风雨来临之前海浪会一直翻滚向人类发出警示，但直到今天我们才开始阅读这门语言。或者说，人类已经对这门语言开始进行系统科学的学习。在现代海浪学研究基础中有一部分是来自于民间经验。太平洋岛屿上生活的几代原住民早已总结出，当出现某种程度的涨潮就意味着台风即将来临。几个世纪以来，每当汹涌的潮水咆哮着冲向孤独的爱尔兰海岸，当地居民就会陷入对充斥着死亡阴影海啸的深深恐惧之中。

现代海浪学研究日趋成熟，从各方面来看，都有证据表明现代人类正依靠着海浪来满足日常需要。新泽西州朗布兰奇的钓鱼码头下，在距离海床1/4英里长的管线尽头，有一个海浪记录仪正默默地记录着来自大西洋的海浪。通过管线传输的电子脉冲展示出了每个波峰的高度和连续波峰之间的距离，这些信息传输到岸边检测站并自动记录为波形图。美国陆军工程兵团的海滩侵蚀委员会将会仔细研究这些记录，该委员会密切关注着新泽西州沿海地区的侵蚀率。

最近，飞机在非洲海岸附近高空飞行时拍摄了一组海浪和近海区域的重叠照片。经验深厚的科学家们从这些照片中确定了海浪向岸边移动的速度，然后运用一个数学公式，将海浪进入浅海区域的深度联系起来。英国政府通过这些信息，获得了“日不落帝国”范围以外的海岸信息。如果采用传统方式，这些数据可能需要耗费极大的代价和通过无穷无尽麻烦的程序。这种实用方法像人们获得海浪新知识一样，也是来源于战时的必要性。

第二次世界大战期间，特别是在欧洲和非洲的海滩上，常年对海洋状况，特别是海浪高度的预测，处于常规预备状态。但起初，理论在实际条件下的应用是困难的，海浪高度或海面动荡程度对船只或人员物资转移实际影响的预测也是如此。正如一位海军官员所说，军事海洋学的第一次实战尝试是“最可怕的教训”，因为人们对“海洋性质基本信息都匮乏到几乎令人绝望的地步”。

只要地球存在，大量空气移动所形成的风就会在地球表面上来回扫过。只要海洋存在，海水就会随着风的流动而搅动。大多数海浪是风对水作用的结果。但也有例外，例如海底地震有时产生的潮汐。但是，大多数人所熟悉的海浪都是由风产生的。

海浪在公海中的运动模式相当混乱，无数不同波列混合、融合、取代、超越或有时甚至是相互吞没；海浪群自其起源开始，运动方式、速度、行动方向上就各不相同；有些海浪注定永远不会到达任何海岸，有些海浪注定要滚动过半个海洋，才能在远处海滩上躲避雷声。

多年来，经过诸多科学家的耐心研究，从这看似无望的困惑中梳理出了惊人的秩序。人们虽然需要更好地去了解海浪，还需要学会已经知道的知识，但现在已经可以重建海浪的生命历史，预测其在环境变化下的所有的变化行为，预示其对人类事务的影响。

我们在试图构建典型海浪的虚构生活史之前，需要熟悉海浪的一些物理特征。海浪的高度要从波谷到波峰算起，长度要从前一波峰到后一波峰的距离为准。海浪的周期是指后续波峰通过固定点所需的时间。这些维度都不是静态的，所有的变化都与风、水深和许多其他事物有明确的关系。此外，构成海浪的水分子也不会在海上直线前进，每个水粒子都描述了波形所通过的圆形或椭圆形轨道，然后又几乎返回到原始位置。幸运的是，正是如此，航海才是可能的，因为如果构成海浪的巨大海水直线直接穿过海洋，那么航海将再不可能。那些专业驰骋在海浪中的人经常使用一个美如画的词来描述海浪——“风之长”。“风之长”是海浪在风力恒定方向的驱动下，且没有阻碍的情况下所运行的距离。风之长越大，海浪越高。海湾或狭小海域空间内不能产生真正的大海浪。要产生最大的海浪，风速需要达到每分钟大约600到800英里。

现在让我们假设，大西洋远处产生的风暴，在经过一段时间的平静后，距离我们正在度暑假的新泽西海岸可能有1000英里。海风不规则地吹，阵风突袭，方向变换，但一般都会向岸边吹。风力下的海浪响应着压力的变化。海面不再平坦，而是沟槽交错的海槽和海脊。海浪逐渐向海岸移动的过程中不断由风控制着命运。随着风暴继续发展，海浪继续从风中获得能量而高度逐渐增长，向海岸移动。在一定程度上，海浪将继续为自身吸收风的强大能量，呈现在高度的增长上。但是当海浪从波谷到波峰的高度变得只有距离下一个波峰长度的约1/7时，海浪就要逐渐消失在白色浪花中了。肆虐的飓风经常会借助暴力对海浪大发雷霆；在这样的风暴中，最猛烈的海浪可能出现于风力消歇之后。

但是再来看诞生于大西洋上的风和水相互作用下的典型海浪，并依靠风的能量逐渐增高，诸多海浪开始汇成混乱而不规则的运动模式，而人类称其为“海面”。海浪逐渐远离风暴海域，高度减小，波峰之间的距离却逐渐增加，“海面”也变成“浪涌起伏”，以平均每小时15英里的速度移动着。在海岸附近，规则的浪涌模式取代了开阔海洋的湍流。但浪涌进入浅水区后发生了惊人的转变。海浪第一次进入浅水海域后，就会感觉到浅滩底部的拖累，而速度逐渐减弱，随后海浪波峰开始聚集，导致海浪高度突然增加，变得陡峭。海水随后溢出，翻滚流动的海水注入波谷，溶解在沸腾的浪花中。

岸上的观察者至少可以动动脑筋猜一猜，这些海浪在被或近或远的风暴塑造之前，会不会溢出到沙滩上。刚刚在风力塑造下形成的年轻海浪，在海面上具有陡峭的尖峰形状。人们从遥远的地平线上就可以看到海浪汇入时形成的白色浪花；一些浪花不断向前溢出，在前行海面上沸腾翻滚，最后迎来一个漫长而刻意的过程。但是，任何海浪进入碎波带就会高涨，好像聚集所有的力量去演绎生命的最后一幕，波峰向前行进，然后开始向前弯曲，整团海水突然轰隆隆地咆哮着进入低谷——这些海浪来自海洋中非常遥远的地方，已经在最终解散之前走了很远很远。

我们所熟悉的大西洋海浪的情况通常适用于全世界范围内的风浪。海浪一生中会发生很多意外。海浪能存活多久，能走多远，将以何种方式结束生命，这在很大程度上取决于海面环境。因为海浪的基本性质是移动，任何事物的阻碍都会让海浪消失解散。

海洋的本身力量对海浪的影响可能最为深刻。当潮汐洋流穿过海浪或与海浪逆行时，会触发海洋中一些最可怕的海啸。这就是苏格兰著名“栖息地”的成因，类似于设得兰群岛最南端的萨姆堡海角。“栖息地”在东北风中处于静止状态，但是随风而起的海浪无论从其他任何角度汇入，都会遇到潮汐洋流，要么在洪水中向海岸流动，要么在潮水中向海流动，好似两只野兽狭路相逢。海浪和洋流的“战场”宽度可能就是仅有3英里宽的海域，首先离开了萨姆堡海角，然后逐渐向海上移动，潮汐暂时消退。“船只在混乱、翻滚、沸腾的大海中，往往完全无法航行，有时甚至会沉没”，《英国群岛航行》报道，“而其他一些船则被困在一起好几天了”。许多危险的海域都已经被人们人格化了，在几代航海人中口耳相传。想当年在我们祖父那个时代里，彭特兰海峡的两端不时就有激流狭路相逢，又在奥克尼群岛与苏格兰岛北端分道扬镳。1875年《北海航行》在彭特兰海峡的航行提示中有对海员的警告，只字未改地保留到现如今的航海报中：

所有船只在进入彭特兰海峡之前，应做好封舱准备。即使在最好的天气下，也应该保护好小型船只的舱口，因为很难预知远处会发生什么事情。平静海面可能瞬息之间就惊涛骇浪，根本无法做即时准备。

这两个风云多变之地都是由于大洋潮汐和逆行洋流相遇而引起的。海峡东端经历着东行潮涌和洋流的斗争，在西端则是西行洋流潮起潮落的狂欢。根据《航海志》的说法：“从未体验过的人根本无法想象出海洋翻腾的程度。”

海浪和潮汐之间因愤怒而坚定斗争，而它们间的裂缝能为近岸提供保护。托马斯·史蒂文森很久以前就注意到，只要萨姆堡激流突然断裂并且波峰从海角猛烈降落，岸边几乎没有大浪；一旦潮汐的力量消耗殆尽，海浪再也无法在海上肆意流转，再也不能重击海岸或提升高度。而西大西洋芬迪湾口中混乱而迅捷的洋流跟从西南到东南任何角度而来的海浪都会猛烈对抗，以至于海湾内所有海浪几乎都是“本地起家”。

大海中，劲风可以在须臾转瞬之间湮没一股海浪，因为造物之力亦可毁之。因此，大西洋从冰岛直到非洲的海域上，刚刚形成的信风所到之处往往会压平阵阵浪涌。原本温和友好的风突然沿着海浪移动的方向增强，海浪波峰高度以每分钟1到2英尺的速度增加。一旦形成一组移动的海脊，风就只能夹在海槽中间，而那时海浪会更迅速地升高。

在海浪不断向岸前行的过程中，突出的岩石、泥沙浅滩、海湾口的沿海岛屿都发挥着至关重要的作用。从开阔的海洋向新英格兰北部海岸流动的长长浪涌很少有机会能走完全程，因为这些浪潮的能量都耗费在著名的水下高地乔治海岸上。这片被淹没的巨大高地的最高峰接近浅滩平面。围绕这些水下山丘阻碍旋转的潮流也会抢走海洋浪涌的能量，海湾内或分布在其周围的岛屿甚至也可能会吸收海角海浪的强度，即使沿海岸分散的珊瑚礁也充当着海岸的保护伞。高昂的海浪到了这里会被四散打破，从而永远不会到达海岸。

冰、雪、雨——海浪之敌，在适当的条件下可能会击打海洋或缓冲海浪的力量。松散冰块中的船只即使在大风肆虐、海浪侵蚀的情况下，也可以依靠平坦冰面航行。海中形成的冰晶增加了水颗粒之间的摩擦力从而平滑了海浪；甚至微观层面上，精致的雪花结晶也在小规模内起到了一定效果。但冰雹风暴也能瞬时塑造出一片汹涌的大海，就像是突如其来的倾盆大雨也常常会让原本平静的海面变成油丝般波光粼粼浪涌不停。

古老的航海时代中，每当海水汹涌难以航行时，潜水员们会在嘴里面含油，然后在海面以下再释放出来。这里所运用的知识如今每个海员都熟稔于心——油对开阔海洋的自由波有镇静作用。海事国家都会对海上紧急情况下如何使用石油做出官方说明。但是一旦波形已经开始，油对波浪则几乎没有影响。

南半球海洋中，没有什么海滩能去破坏海浪，西风塑造的巨大浪涌覆盖了世界各地，恰恰正是在这里形成了世界上最长的海浪和拥有最大波峰的侧向海浪。人们假设这里会发现最高的海浪，然而，目前没有证据证明这点。从工程师和船舶官员的出版物中选取的一系列报告显示，所有海域中波谷到波峰间距离高于25英尺的海浪都很少见。如果大风能完整地沿一个方向吹足够长的时间，风暴波可能会增高两倍，长达600到800英里，这样所产生的波浪可能会更高。海上风暴波的最大可能高度是一个备受争议的问题，大多数教科书都提出60英尺的保守估计，而海员顽固地认为这可以更高。迪蒙·迪尔维尔曾报告他在好望角遇到了高达100英尺的海浪，然后这之后整整一个世纪里，科学家一般都对这些数字持怀疑态度。然而，有一个巨浪的记录，由于其测量方法，被大多数人认为是可靠的。

1933年2月，美国拉马波号航船从马尼拉前往圣地亚哥时遇到了连续7天的暴风雨天气。从堪察加半岛一直延伸到纽约海域的一部分天气干扰造就了这场风暴，并且风速不间断地维持在每小时数千英里。暴风雨的高峰期内，拉马波号航船选择沿着风向和海浪的方向前进的航向。2月6日，风力达到了最强，风速为68节，狂风怒吼，海浪一度如同山丘般涌起。拉马波号上的一名军官在当天凌晨时分站在船桥上，在月光下看到巨大海浪升到船尾，直到主桅巢上的铁带上方。拉马波号船吃水平稳，船尾末端恰好在波谷。综合这些情况，从架桥到波峰可以实现精确视线测量，并且基于船舶尺寸的简单数学计算可以得出海浪的高度，数值高达112英尺。

虽然海浪在公海上能造成大量航船和人员损失伤亡，但是世界上海浪最具破坏性的地区要数海岸线周围。充足的历史案例证据表明，无论海上风暴波的高度如何，都能在电闪雷鸣的伴随下掀起惊涛骇浪去吞噬灯塔，粉碎建筑物，并在海上100至300英尺的范围内随意投掷石块。在海浪的这种力量面前，码头、防波堤和其他海岸设施都像儿童玩具一样脆弱。

世界上几乎每个海岸都会接受猛烈风暴的定期访问，甚至也有一些海岸从未见过温柔和煦的大海。“世界上没有比这更可怕的海岸了！”火地岛领主布莱斯勋爵大声说道。据报道，岸上雷声正在发出阵阵咆哮，如果在寂静的夜晚里，在内陆上传播可远达20英里。“看到这样一个海岸，”达尔文在他的日记中写道，“足以让一个土生土长的人整整一周梦到死亡、危险和海难。”

其他人声称，美国从加利福尼亚州北部到胡安·德富卡海峡的太平洋沿岸比世界上任何海域的海浪都要巨大。但是冰岛和不列颠群岛之间时不时向东流经的气旋风暴造成的海浪，似乎并不比设得兰群岛和奥克兰群岛间的海浪逊色多少。康拉德曾用散文抒发了这种风暴的所有感觉和愤怒，现都收录在平淡无奇的《英国群岛航海志》：

这里每年通常会发生4到5次极大风暴，当时，空气和水的界限消失不见，即使是距离最近的物体也都遮着层海雾，一切似乎都在浓烟笼罩之下；开阔的海面上，海浪立刻升起，浪花撞击着几百英尺之上的岩石海岸，蔓延到整个国家。

然而，狂风暴雨的持续力非常短暂，反倒是普通大风连续多天吹过对大海会造成更严重的影响；当大西洋集齐全部力量在奥克尼群岛海岸上肆虐，重达多吨的岩石被风吹起，碎浪席卷到60英尺的高度。北海的汹涌咆哮可以在哥斯达海角西北12英里的地方清晰听到。(www.xing528.com)

世界上第一个测量海浪之力的人是罗伯特·路易斯的父亲——托马斯·史蒂文森。史蒂文森开发了一种被称为海浪测力计的仪器，并研究了让家乡苏格兰海岸遭受重创的海浪。他发现，冬季大风所塑造的海浪之力可能会达到每平方英尺6000磅。也许正是拥有这股力量的海浪在1872年12月的一场风暴中摧毁了苏格兰维克的防波堤。维克防波堤的向海端由一块重达800多吨的混凝土组成，用铁棒牢固地绑在一起组成底层石块。在冬季大风的高峰期间，驻地工程师从防波堤上方悬崖上的一个点观察到了海浪的冲击。让他难以置信的一幕就在眼前发生，混凝土块被抬起并向海岸扫过。暴风雨消退后，潜水员调查残骸时发现，不仅混凝土巨石，还有附着的石头都被吹走了，也就是说海浪凭一己之力松动、抬起、移动了重量不小于1350吨也就是270万磅的物质。海浪5年之后的又一壮举证明这仅仅是一次彩排，因为重达2600吨的新码头再一次在风暴中被海浪带走了。

海上岩架上孤独的灯塔看守人，或是暴露在狂风暴雨中的岩石岬角都可以轻松编制出一份清单来罗列海洋的各种乖张怪异行为。在设得兰群岛最北部的安斯特，一扇高出海面195英尺的灯塔门被海浪击碎。英吉利海峡的主教岩灯塔上曾在冬季大风期间，被大风从高于海面100英尺处吹走1只大钟。11月里的一天，苏格兰海岸的钟岩灯塔附近海域上虽然没有风，但是海面浪涌仍在膨胀。突然，其中一股海浪在塔楼周围升起，上升到灯塔顶部的镀金球之上，也就是岩石上部117英尺处，并且顺便带走了1米距离海面86英尺的梯子。在一些人看来，这些事情像是在超自然力的操纵下发生的，比如说1840年的埃迪斯通灯塔。灯塔的入口门按照惯例用强力螺栓制成。在一个波涛汹涌的海洋之夜里，门从内部被打开，所有的铁螺栓和铰链都松开了。工程师说，这种事情是由于气动作用而发生的——由于重浪的衰退，门外压力突然释放而产生的突然后退。

美国的大西洋沿岸上马萨诸塞州迈诺特岩架上的97英尺高的塔楼经常被波浪击碎然后冲刷进浩瀚大海。早在1851年，这个灯塔里的灯就被大海卷走了。人们也经常会说起加利福尼亚州北部海岸的特立尼达海角灯塔经历12月风暴的故事。看守人从高出海面196英尺的灯笼天窗里观察风暴时，他发现附近的派利特岩一次又一次地被百尺高的海浪席卷吞没。然后，更大的海浪袭击了灯塔底部的悬崖。坚固的水墙似乎上升到了跟灯塔相同的高度，浪花雾气完全喷到了塔上，完全阻挡了光线的传播。

强风暴推着海浪沿着岩石海岸而来，逐渐通过石块和岩石碎片的武装后，极大地增加了破坏力。一块重达135磅的岩石曾经落在俄勒冈州海岸蒂拉穆克岩石灯塔的上面，高出海平面整整100英尺。巨石后来在坠落时，穿过屋顶，留下一个20英尺的洞。同一天里，规模较小的岩石阵雨袭击打破了海拔132英尺高的灯塔里的许多玻璃窗。最令人惊奇的故事要数邓尼特角灯塔，该灯塔位于彭特兰海峡西南入口处300英尺高的悬崖顶上。灯塔的窗户被从悬崖上扫过的石头反复打破，被海浪冲向高处。

数不清多少年里，海浪一直冲击侵蚀着全球海岸线，也许在这里切断了悬崖，在那里又从沙滩上剥去了大量的沙子，或经过惊天大逆转塑造出暗礁或小岛。海浪作用与导致半个陆地洪水泛滥的缓慢地质变化不同，是人类在短暂生命跨度里可以见证的，因此我们每个人都可以亲眼看到海水对大陆边缘的雕蚀。

科德角的高黏土悬崖在伊斯特姆崛起，一路向北直到消失在鸡翼角附近的沙丘中。消失的速度如此之快，以至于政府作为高地灯塔所在地的10英亩土地有一半已经消失了。据说悬崖也在以每年大约3英尺的速度后退。从地质学的角度来看，科德角并不是最古老冰河时代的冰川产物，但显然海浪已经将其切断，形成了一条宽约两英里的土地带。按目前的侵蚀速度，海角外层注定要消失，可能过4000或5000年后就再也见不到了。

海洋对付岩石海岸的方法是通过磨削将其磨损，凿出岩石碎片，而每一块碎片都反过来成为磨损悬崖的工具。当岩石被大量削弱时，整块巨大岩石块就会落入海中，被海浪研磨搅碎之后反而为海浪的攻击力提供了武器。岩石海岸上，岩石和碎片的磨削和抛光不断地发出声音，而海岸上的碎浪与含有沙子的碎浪有着不同的声音——那种深沉的轰轰隆隆声，让人难以忘却，即使只是随便在这样的海滩上散散步的人也会过耳不忘。几乎没有人在海洋深处聆听过波浪的嚯嚯轰鸣，这个声音恰如亨伍德先生在访问一座延伸到海底的英国矿井后所描述的那样：

我们站在悬崖底部之下的矿场里，海洋跟我们相距只有9英尺。巨石块伴随着不断磨碎的鹅卵石不断落下，波涛轰鸣声随着石块反弹时的噼啪声阵阵不绝，这是一场我所见过最骇人听闻的暴风雨。这一切，让我永生难忘。我们不止一次怀疑岩石盾牌的保护作用，我们正确地选择了退缩；只有经过反复试验，我们才有信心进行调查。^[1]

英国，作为岛国，一直意识到自己国家海岸线不断被“强大的海洋啃咬”。1786年，测量员约翰·图克准备了一张旧地图，在霍尔德内斯海岸上标出了一长串失落的城镇和村庄，其中有霍恩锡波顿镇、霍恩锡贝克镇和哈特伯恩镇——它们都“被海水冲走”了；古代的威瑟恩西城、海德市还有海斯镇——它们都“迷失在海中”。许多其他旧记录也提供了证据，可以将现有海岸线与曾经海岸线进行比较，发现海岸的许多地方每年都在以惊人速度被侵蚀——霍尔德内斯每年被侵蚀15英尺，克罗默和曼斯利之间每年被侵蚀19英尺，索思沃尔德每年有15到45英尺不等的侵蚀速度。一位海洋工程师曾这样写道，“英国海岸线结构从没有连续两天相同过”。

然而，波澜壮阔的海洋也带给我们一些最美丽和最有趣的海岸线风景。海蚀洞几乎完全是由海浪在悬崖上塑造出来的。海水冲入岩石中的裂缝并通过液压迫使石质分开。多年来，裂缝不断扩大，还有无限数量的细岩石在不断减少，这都保证了洞穴在不断形成。这样的洞穴内部，进水的重量和由封闭空间中的水的运动引起的奇怪吸力和压力可以继续保证洞穴的“挖掘”。这些洞穴（以及陡壁悬崖）的顶部遭受来自碎浪海流的上升打击，海浪的大部分能量都注入了这些上升海流中。最终，洞穴顶部被穿出了洞，形成一个喷射角。或者，狭窄的海角上，最初形成了可以从一侧到另一侧的洞穴，进而形成一座天然的桥梁。后来，经过多年的侵蚀，拱桥可能会落下，留下向海的独立岩石群——奇形怪状类似烟囱的堆叠石块。

海浪已经在人类想象中牢固地树立了潮汐波的形象。这个术语普遍适用于两种非常不同的海浪，这两种海浪都与潮汐没有任何关系，一种是海底地震产生的地震海浪；另一种是极大的风或风暴波——由强力飓风驱动的水位线远远高于正常的海浪。

大多数地震海浪，现在被称为“海啸”，出生在海底最深的海沟中。日本海沟、阿留申海沟和阿塔卡马海沟都产生过夺走许多人生命的海啸。海沟就其本质而言，是地震的繁殖者，因为这是一个充分扰乱和不稳定的地方，在海底向下弯曲翘曲，形成地球表面最深的坑。从古人的历史记录到现代报纸都经常提到这些海域中会突然掀起巨大海浪，突然升高，对沿海的人类定居点造成破坏。最早的记录之一是在358年的地中海东岸，海浪升高完全穿过岛屿和低洼海岸，亚历山大港的屋顶上布满船只，淹死了数千人。1755年，里斯本地震之后，据说比地震时最高海浪还要高出50英尺的海浪席卷了卡迪斯的海岸。当时，地震发生才刚刚1小时。这些不安的海浪也同样席卷了大西洋，9个半小时后就到达了西印度群岛。1868年，南美洲西海岸近3000英里一段海域发生了地震。最激烈的冲击之后不久，海浪从海岸退去，留下了停泊在泥浆中深达40英尺的船只；然后海水作为巨浪再次回归，将这些船只运到内陆接近1/4英里的地方。

海洋从正常水位的这种不正常撤离通常是地震波浪即将到来的第一个警告。1946年4月1日，夏威夷海滩上惯常所有的碎浪声音突然停止，只有一种奇怪的安静，那时当地人全部都惊慌失措，非常无助。因为他们无法知道海浪这次从珊瑚礁和浅海岸进行的撤退是大海对2000多英里以外的阿留申群岛深海沟陡坡地震的反应，或者还是在短时间内水位会迅速上升，形成几乎没有浪花的惊涛骇浪。有人曾目击过海水升高到超出正常水位25英尺以上的场景，他曾这样回忆：

巨大湍急的海啸冲向前方海岸和陡峭山崖……海水所过之处一片狼藉，露出长达500英尺的大片珊瑚礁、沿海泥滩和海底。海水迅速而湍急地流动着，不断发出嘶嘶的咆哮声。在一些地方，房屋被冲到海上，甚至还有大块岩石和混凝土块被冲进了珊瑚礁……人们和财物都被冲进海里，很多人在几小时后才通过飞机扔下来的救生筏得以获救。^[2]

开阔海面上，阿留申地震产生的海浪只有一两英尺高，并不引人注意。然而，这股海浪却有惊人的长度，后续波浪波峰之间的距离长达90英里。海浪只需要不到5个小时就能到达2300英里之外的夏威夷群岛，所以海浪的平均速度在每小时470英里以上。海浪在东太平洋海岸所保留的纪录为18小时之内到达南半球的智利瓦尔帕莱索，也就是距离震中8066英里的地方。

地震海浪的独特性在其他所有海浪里可谓是独树一帜。人们开始思考，现在对这种海浪及其表现情况或许已经有了足够的了解，可以设计出一种警告系统，去免除人们受到意外袭击的可能。地震学家和海浪潮汐专家合作，现在已经建立了这样的系统来保护夏威夷群岛。配备有特殊仪器的站点网络分散在太平洋上，从科迪亚克到帕果帕果，从巴尔博亚到帕劳。预警系统分为两个阶段，其中之一是基于美国海岸和大地测量局运行的地震仪站的声音报警，该报警能立即关注到地震是否已经发生。如果发现地震震中位于海洋之下，并有可能产生地震海浪，则会向特定潮汐站的观察员发出警告，观察仪器量表获取海啸即将通过的证据。（即使是一个非常小的海啸也能通过固定周期来识别，因为海浪可能在一个地方很小，但在另一个地方已经发展到非常危险的高度。）当檀香山的地震学家得知发生了海底地震，并且实际上已经有些站点记录了海浪，那么科学家们就可以计算出海浪会在何时从地震震中点到达夏威夷群岛。然后他们可以发布针对海滨区域的疏散警告。这是人类有史以来第一次有组织地努力防止这些不祥的海浪突然咆哮在有人居住的海岸上。^[3]

风暴海浪有时会席卷飓风区内的低洼海岸地带，但与普通风或风暴不同，风暴海浪总是伴随着水位的上升，即风暴潮汐。水位上升得往往是如此突然，以至于人们根本来不及逃逸。这种风暴海浪造成的生命损失占热带飓风所造成整体损失的3/4。美国所经历的风暴海浪的大灾难有1900年9月8日得克萨斯州加尔维斯顿、1935年9月2、3日佛罗里达群岛下游，以及1938年9月21日新英格兰所遭受的飓风带来的灾难。1737年10月7日，孟加拉湾发生了有史以来最惨烈的飓风事故，当时有2万艘船被摧毁，30万人被淹死。^[4]

还有其他通常被称为“巨浪”的巨型海浪，会周期性地出现在某些海岸上，这些破坏性海浪能一连持续数天。这些虽然也是风暴波浪，但与海洋上的气压变化密切相关，可能对数千英里外的目的地海滩也有影响。低压海域——如冰岛南部——是臭名昭著的风暴培育地，从这里走出去的大风肆虐在海洋上。海浪离开风暴区后，往往变得越来越长，经过数千英里的海上旅行之后，就变成了长而低伏的涌浪。涌浪往往是如此规则和低伏，以至于人们根本注意不到涌浪何时穿过那些刚刚形成汹涌且短小的海浪海域的。但是当涌浪逐渐接近海岸，随着海底越来越浅，涌浪就会开始进入“高峰”，形成高而陡峭的波浪；碎波带里，陡峭的海浪会更加突出，波峰形成后会断裂伴随着大量海水倾泻而下。

北美西海岸的冬季涌浪是风暴从阿留申群岛南部进入阿拉斯加湾的产物。夏季里就会到达这里的海浪可以一路追溯到数千英里之外赤道以南的“咆哮西风带”。由于盛行风向的原因，从遥远的风暴中诞生的涌浪从来没有拜访过美国东海岸和墨西哥湾。

摩洛哥海岸一直受到涌浪极其严重的影响，因为直布罗陀海峡南部大约500英里海域内没有提供保护的港口。巨浪自古以来就会一路席卷阿森松岛、圣赫勒拿岛、南特立尼达岛和费尔南多岛—迪诺罗尼亚群岛的大多数岛屿。显然，里约热内卢附近的南美海岸上也能见同样的海浪，在那里被称为“牛轭湖”；南太平洋西风带的暴风雨中还奔腾着许多同类海浪，席卷了派莫托群岛的海岸；还有一些海浪造成了南美洲太平洋沿岸让人困扰，众所周知的“多浪日”。据罗伯特·库什曼·墨菲说，曾经进行鸟粪贸易的船长们都有约定要求在特定几天里多加补贴，因为这几天他们的船只装载将被涌浪袭击。众所周知，在这样的“多浪日”里，强大的巨浪倾泻在海堤上，可以带走40吨的货车，连根拔起混凝土墩，铁轨像铁丝一样被扭来扭去。

涌浪从发生地缓慢前来的这一过程给摩洛哥王国一个机会去建立系统机制来预测海洋状况。在经历了无数漫长而麻烦的船只码头失事事故后，这一系统终于在1921年完成。关于海况的每日电报会提前通知让人害怕的“多浪日”的到来。接到涌浪正在接近的警告后，港口船只可能会去公海上寻求安全。这项服务建立之前，卡萨布兰卡港曾经瘫痪了7个月，圣赫勒拿岛港口内曾几乎遍布了所有船只残骸。英国和美国现在正在进行测试的现代海浪记录仪器将很快为所有这些海岸提供更强的安全保障。

总是看不见的事物最能激发人们的想象力，海浪尤为如此。海洋中最大而令人敬畏的海浪是不为人所见的，海浪继续沿着隐藏在海洋深处的神秘路线不断滚动前进。多年来人们都知道，北极探险队的船只几乎经常陷入困境，只能在“死水”中艰难前行——现在人们认为“死水”是淡水薄层和下层之间边界的内波盐水。20世纪初期，一些斯堪的纳维亚水文学家就提请人们注意海底波的存在，但是在科学有工具去彻底研究它们之前，又是整整一代人的岁月过去了。

现在，尽管神秘仍然围绕着海浪起伏的背后，深深埋藏在深海里，但人们已经熟悉海洋范围内的洋流发展。深海中洋流的力量也完全左右着潜艇，就像是海面洋流对待船只一样。深海版本洋流似乎跟墨西哥湾流和其他强大的海流完全不同，形成自己的戏剧性变换。不同水层之间可能会在边界发生内波，正如波在空气和海洋之间的边界处发生的那样。但这些海浪从未在海洋表面移动过，但所涉及的水团巨大到不可思议，一些海浪可以高达300英尺。

深海对鱼类和其他深海生物的影响我们知之甚少。瑞典科学家说，当深海内波在深海山脊滚动进入峡湾时，鲱鱼被带入瑞典的一些峡湾。在开阔的海洋中，我们知道不同温度或盐度的水团之间的界限所表示的海洋条件的轻微变化就往往是生物不能通过的屏障。这些生物本身是否会随着深海海浪而上下移动？大陆坡水温发生变化后底部动物群会发生什么变化？当海浪从北极寒冷地区进入时，生物的命运是什么？目前我们还不知道。我们只能感觉到，汹涌的海洋中，隐藏的奥秘远远超过我们所已知的真相。

【注释】

[1]来自1843年，《康沃尔郡地质汇报》第五卷。

[2]来自1947年，《史密森学会年度报告》。

[3]警报系统从建立之日起到1960年，已向夏威夷群岛的居民共发出8个地震波警报。其中有3次，海浪实际袭击了这其中大部分岛屿。1960年5月23日，那次海啸是最具有破坏性的一次，从智利海岸的地震发生地一路扩散到太平洋。如果当时没有预警，生命损失将严重到无法想象。檀香山天文台的地震仪一发现智利发生了地震，该系统就开始运作了。分散的潮汐站也给出报告充分说明地震波已形成并在太平洋上蔓延开来。天文台通过早期的新闻公报和后来的官方海浪警告来提醒该地区的居民，并预测海浪到达的时间和受影响的区域。事实证明，这些预测在合理范围内是准确的，虽然财产损失很大，但生命损失仅限于少数无视警告的人。据报道，海浪活动覆盖到新西兰西部和阿拉斯加北部，日本海岸也被海浪袭击。尽管美国的警告系统现在还没有包括其他国家，但檀香山的官员却向日本发出了警告，不幸的是，预警被忽视了。
现在（1960年）的警报系统包括在太平洋东岸和西岸以及某些岛屿上的8个地震仪站，20个广泛分布的波站，其中4个配备有自动波探测器。海岸和大地测量调查认为，额外的海浪报告潮汐站将提高系统的有效性。然而，现在它的主要缺点是，当海波到达海岸时，不可能预测其高度，必须对所有接近的地震波发出相同的警报，因此需要研究预测波高的方法。然而，即使目前存在局限性，国际上也充满了将该系统扩展到世界其他地区的浓厚兴趣。

[4]1953年2月1日，海啸席卷了荷兰海岸，这次海啸在海啸历史中应该占有一席之地。冰岛西部形成的冬季大风横扫大西洋，进入北海，它的所有力量最终都被阻挡在荷兰西南角的第一块土地。风暴驱使的海浪和潮汐在如此激烈的暴力中袭击了堤坝，以至于100多个古老的防御点被破坏，洪水淹没农场和村庄。风暴于1月31日星期六来临，等到周日中午，荷兰已经有1/8的土地处于水下。荷兰超过50万英亩最好的农业用地被盐水淹没，成千上万的建筑物，数十万的活畜，约1400人都丧身于大海。荷兰与海洋斗争的漫长历史中，这是遭受海洋攻击最惨重的一次。