知识窗︱影响海岸地貌发育的主要因素
前几天在网上看到周成虎院士的一篇文章《地貌学是地理国情调查的科学基础》，他在文中指出：在新时期，地貌是测绘领域一种不可或缺的内容或者要素，从传统的地形测量到地貌测量，特别是地理国情里面的地貌分析处理，将为地理国情调查分析提供很好的科学基础。由此启发，作为海洋工作者，引发了我对海洋地貌描述的兴趣，今天先从海岸地貌的成因说起。
地球上的陆地都被海洋包围着，海岸是陆地与海洋的分界线，由于海与陆的相互作用，形成了一系列特殊的海岸侵蚀地貌和堆积地貌。在海陆相互作用地带，最活跃的动力因素是海水运动。海水动力主要有三种形式，即波浪、潮流、洋流，对海岸地貌发育而言起着很大影响的是波浪和潮汐，尤以波浪最为重要。
一、波浪对海岸地貌发育的影响
⒈ 波浪运动规律
波浪是海水的一种有规律地起伏运动。俗话说“无风不起浪”，反映了风是形成波浪的主要原因。而地震、火山、潮汐、海面上气压的差异以及海水温度、盐分含量的变化，也都能引起海水运动。
波浪是水质点在平衡位置上作周期性的圆周运动。就实质而言，波浪仅是一种海水振动后的波形传递，而海水质点并不前进。例如，当我们在海边看到波浪滚滚不断向岸边推来时，水位并不因此而上涨。
海水作波浪运动，水质点作规则的圆周运动时，从垂直剖面上看（见下图），水质点位于最高处时称为波峰，位于最底处时称为波谷。波峰与波谷之间的垂直高差称为波高，两相邻波峰或波谷之间的水平距离称为波长。
在深水区，海水质点的圆周运动半径随着深度的增加而减少（如下图），达到一定深度时，水质点就处于静止状态。所以，在深水区，波浪作用不可能达到海底。在水深等于1/2波长的地方，振幅（1/2波高称为振幅）是表面波的4%，而在水深等于波长的地方，振幅只有表面波的0.2%。通常海洋上的波浪，波长大约为70～130m，波高常在2m左右，超过6m的波高不多见。波高超过11m的，其波长可达150m，即使是这样的狂涛，在水深75m处，波高也只有40cm，而在150m水深处，波高仅为2cm。因此，一般认为，在水深等于1/2波长的地方，波浪作用就基本停止了。
上面叙述的是深水区波浪的一般特征。实际上，由于各方面因素影响（如在暴风的情况下），在多数情况下，水质点的实际运动不是封闭的圆周运动，即在完成一周后并不回到原来的位置，而是前进了一段距离（如下图），这样，深水区海水质点呈往复螺旋式的前进运动。
⒉ 波浪在浅水区的运动规律
当波浪进入浅水区后，水质点的圆周运动将遭到破坏。在水深小于1/2波长的地方，波浪在浅水区运动过程中受到海底的摩阻，水质点的运动轨迹从圆形逐渐变成了椭圆形。随着浅水区深度的减少，椭圆的压扁程度也愈来愈大。
总的来说，波浪在浅水区发生下列一些显著的变化（如下图所示）：
①波浪底部受海底摩阻而使波速逐渐变慢。这样，每一个波浪的前进，都较后面的波浪慢了一些，因此，波浪相互拥挤在一起。
②波浪的能量与波长和波高有关。一个波浪的能量可以用作圆周运动的一条水柱来代表，在浅水区，当波浪运动接触到海底而影响到这条水柱时，来自深部水柱的能量在较浅的水柱中集中起来，使波高显著增大。当波浪逐渐增高而波速减慢时，就达到了临界点，这时，圆形轨迹上的前进速度使波形发生畸变。于是，波峰扩展到水柱所能控制的范围以外，形成破浪。这种情况大致发生在水深相当1～2倍波高的地方。如下图所示。
③在这一点上，所有的水都向前运动。波形失去大半，所释放出来的能量造成一股向前流动的激流。这时，水体大致作整体的水平运动，冲击海岸，称为激浪流或拍岸流。如下图所示。
⒊ 波浪对海岸的作用
在沿海具有宽阔浅水区的海岸，当从海洋方向推移过来的波浪未到达海岸的陆地时，大部分能量已消耗在克服海底的摩擦上，在距岸很远的海面上已产生破浪。在这种情况下，达到岸边的拍岸流力量是很小的。而在那些沿岸深度很大的陡峭的海岸，波浪达到岸边时，仍具有巨大的能量冲击海岸，尤其是在大风暴时，这种力量更加惊人。据测量，拍岸流对海岸的冲击力可达30吨/m2。
拍岸流或激浪流在惯性的作用下冲击陆地，又在重力作用下沿海滩的斜坡退流。由于大部分退流渗入到海滩上透水的沙砾之中，同时又受下一个进流阻碍的影响，因此，退流速度总是小于进流速度。
在海洋上，波浪的行列总是与风向垂直的，波群一列列地顺着风向向前移动。但是我们在岸边看不到，不管什么风向。从海洋方向来的波浪，到达岸边时，几乎总是与海岸平行的，这种现象就是波浪的折射(如下图)。
当波浪与海岸成锐角相交时，同一波峰上的各点情况不同。如上图所示，位于近岸浅水地方的A点较B点和C点更早受到海底影响，由于摩擦拖曳，速度减慢。而在B和C处，海水深度比A处大，所受到海底摩擦的影响小甚至没有，所以仍能以比较大的速度前进。这样，同一波峰线上各处波浪前进速度的差异导致波峰线发生弯曲，最后到岸边时，形成大致与海岸平行的波峰线。
在岬湾曲折的海岸，由于波浪折射，使海岸各部分（岬角与海湾）波浪作用不同。在某些地段（如岬角）波浪能量特别集中，对海岸进行强烈的侵蚀；而在另一些地段（如海湾），能量分散，产生大片的堆积地貌。
上图中，AB、BC、CD是深海区相等的波峰线段，每段具有同等的波浪能量。当AB、CD的波浪还在海湾外侧以较大速度前进时，而BC段的波浪却已因海底的摩擦而减慢速度，于是波浪发生折射。BˊCˊ段的能量集中到狭窄的岬角处，而AˊBˊ、CˊDˊ段的能量则分散到宽阔的海湾上。由于波浪能量的集中与分散，致使岬角处遭受巨大的冲击，在这里发育了海蚀地貌；在海湾内，则是波浪堆积作用旺盛的地段，发育了堆积地貌。
二、其他因素对海岸地貌发育的影响
⒈ 潮汐对海岸地貌发育的影响
在海岸地貌发育过程中，除了波浪是主要作用外，在某些地区，潮汐也起了一定的作用。
潮汐是在月球和太阳的引力作用下，海面产生的周期性交替上升与降落的现象。由于海面高度的变化迫使水体作水平方向移动，形成潮流。潮流对海岸的作用取决于涨潮与落潮之间流速的差异，前者大于后者，则产生沉积，反之，则产生侵蚀。
潮汐对海岸的作用还与陆地地形有关，世界上许多喇叭型河口常是强潮发生的地方。我国的钱塘江，潮高一般6～8m，最大达13m，流速可达6～7m/s。著名的钱塘江涌潮，就是由于潮流以很大速度逆河口向上推进，因河口段狭窄，波高增大，形成巨大的破浪所造成的。南美亚马逊河由于河面低、河道宽而平直，潮汐作用影响河水水面升降的距离可上溯1400km。
⒉ 海啸对海岸地貌发育的影响
由风所形成的波浪是对海岸经常作用的动力因素。但是由于海底地震、火山所产生的海啸，也常常突然给海岸以巨大的作用。由海底地震和火山引起的海啸波与风成波不同，它的能量是从海底传递给海水，因此在海水深部也存在波浪运动。
从发生海啸波的海底开始，波峰以极快的速度向外传播，每小时可达480～800km，甚至可以横跨整个太平洋。在深海区，海啸波的波高仅为30～60cm，但其波长可为50～200km。因此，在辽阔的海洋里，海啸在通过时并不引人注意。当波浪临近海岸时，原来分散在深部水体里的能量逐渐集中到越来越浅的水体中，结果使波高急速增大。在深海区域波高不到60cm的波浪，这时往往可以达到15m以上。形成具有极大破坏力的拍岸浪，冲击海岛，凡经过的地方，把房屋、树木及其它的一切统统毁掉。
三、结束语
当然，除了上述因素对海岸地貌发育的影响外，组成海岸的岩石、地质构造、陆地地貌、形态、沿海生物生长情况等因素对海岸地貌发育的塑造也都有一定的影响。在某些情况下，还可能成为某一局部海岸形态形成过程中的主导因素。