了解海浪:性質、形成與分類
了解海浪:性質、形成與分類
張佳駿
2025年6月
來到海邊,望著一波波拍打岸邊的海浪時,你有否想過海浪是如何形成的?海浪是海洋中最常見的動態現象之一,它不僅塑造了海岸線,亦會影響氣候及生態系統,與人類的生活息息相關。不論是溫柔的漣漪還是洶湧的巨浪,其實都是海浪的一種,到底我們可以如何把海浪分類?了解海浪的性質,不僅能加深我們對海洋的認識,還能幫助我們應對未來海洋的挑戰。
海浪的描述
海浪是發生在海面上的一種週期性波動。在了解海浪的分類前,我們先要明白一般用以描述海浪的參數(圖一):
- 波高: 指波峰(最高點)到波谷(最低點)之間的垂直距離。波高越大,能量越高;颱風可在深海產生超過10米高的巨浪。波幅為波高的一半。
- 有效波高: 根據波浪記錄推導出來的前三分之一最高波浪的平均高度。這一般是海上觀測員最常報告的近似值,即特徵波高,通常是波浪預報中泛指的波高預測。
- 波長: 指兩個相鄰波峰或波谷之間的水平距離。在深海,波的傳播速度主要受波長影響。
- 尖銳度: 定義為波高和波長的比例,用來衡量波浪的陡峭程度,尖銳度愈大波浪愈容易「破碎」,亦即是我們常見的「白頭浪」。當尖銳度高於1/7,波浪會有大機會破碎。
- 波週期: 指兩個相鄰波峰通過某一固定點的時間間隔,通常以秒為單位。週期是海浪分類的重要參數。
- 有效波週期: 根據波浪記錄推導出來的前三分之一最高波浪的平均周期,即有效波高各波高對應週期的平均值。這特徵波周期通常是波浪預報中泛指的波周期。

圖一 波浪參數示意圖。
波浪的成因及分類
海浪主要是由風吹產生。當風吹過海洋表面時,摩擦力會使水面形成小波紋。如果風向不變,隨著風力上升,這些波紋會逐漸增大,形成波浪,所以這種浪又被稱作「風浪」。風浪的波長及週期通常較短,而風浪的生長主要受風速、風場範圍及風力持續時間長短所影響,通常風愈大,浪便會愈高。
當風浪離開風場範圍,或因風向改變或風力減弱後遺留下來的浪,便不會再受局地的風力影響,而浪在深海的相互作用令風浪的波長變長和週期上升,形成「湧浪」,可以傳播到很遠的地方 (圖二)。
當風浪離開風場範圍,或因風向改變或風力減弱後遺留下來的浪,便不會再受局地的風力影響,而浪在深海的相互作用令風浪的波長變長和週期上升,形成「湧浪」,可以傳播到很遠的地方 (圖二)。

圖二 湧浪生成示意圖。
在深海,熱帶氣旋的強風能形成巨大的風浪。當它們遠離熱帶氣旋的風場範圍後,便會變成湧浪,波長變長,傳播速度亦會變得比熱帶氣旋的移動速度快。有時候即使岸邊淺水區域還是風和日麗,湧浪可能已經抵達岸邊,出其不意地在岸邊翻起巨浪,可將岸邊的人捲出大海而造成傷亡。
除了常見的「風浪」及「湧浪」分類外,學術上海浪亦常以其週期、生成機制及影響它們的力作分類(圖三):
除了常見的「風浪」及「湧浪」分類外,學術上海浪亦常以其週期、生成機制及影響它們的力作分類(圖三):

圖三 波浪依週期分類[2]。
- 表面張力波: 主要是由風產生,加上受水的表面張力作用而產生的微波,週期在0.1秒以下,能量較低,通常在風浪形成的初期出現。而週期在0.1至1秒的微波則會同時受到水的表面張力及地球重力影響,亦被稱作「超重力波」。通常我們會把週期在1秒以下的微波統稱為「漣漪」。
- 重力波: 主要是由風產生,大部分的海浪屬於這一類,週期介乎1秒至30秒,在傳播時主要受地球重力影響。這類波浪包括常見的風浪和湧浪。
- 長波: 海嘯波是長波的一種,通常由海底地震引起,波長極長,波週期約5至60分鐘,能量巨大。海嘯波可以在大洋中傳播數千公里,並在靠近岸邊淺水區域時變形,形成巨浪。此外,由熱帶氣旋引起的風暴潮亦屬長波。
- 天文潮: 潮汐漲退主要是受到月球及太陽的引力影響,週期約為12至24小時。
海浪作為一種自然現象,種類繁多,從風浪到天文潮,每一種浪都有其獨特的成因和影響。通過了解海浪的基本參數、分類及生成機制不僅對於水上活動人士至關重要,也幫助我們可以更好地預測和應對海洋及近岸環境的變化。
參考資料:
[1] Introduction to Physical Oceanography, Robert H. Stewart, Texas A & M University, 2009。
[2] New Frontiers in Operational Oceanography, GOADE OceanView, CreateSpace Independent Publishing Platform, 2018。
[1] Introduction to Physical Oceanography, Robert H. Stewart, Texas A & M University, 2009。
[2] New Frontiers in Operational Oceanography, GOADE OceanView, CreateSpace Independent Publishing Platform, 2018。