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流体力学|海岸线上的隐形“杀手”

2022年1月7日下午,三亚后海村附近海域发生了一宗溺水事故,甘肃一家四口全部遇难。除了沉痛哀悼之外,大家也开始关注「离岸流」这种一直以来被忽视的自然灾害。据中国海洋报的调查,公众对离岸流的认识也存在盲区和误区,仅2%的人知道什么是离岸流。



01、 什么是「离岸流」


离岸流是垂直于海岸线、向外海方向快速移动的强劲海流。每当海浪向海岸冲击时,因遇岸边阻力而溃散,同时受到后浪推挤,这些海水初期会沿着与沙滩平行的方向移动,紧接会汇集成一道或数道的水流退回大海。离岸流一般在人毫无防备的情况下突然出现,任何天气条件下都会发生,和台风时产生的巨浪不一样,离岸流并不引人注目,直到人身陷其中才会发觉。


离岸流流速大多在0.3~1m/s,最快可达2m/s,其长度可达30~100m,甚至更长,流向几乎与岸线垂直,可将强壮的游泳者迅速拖拽入深水,引起溺水。


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02、如何应对「离岸流」

专家以及多国官方建议,如果遇上「离岸流」,应保持冷静,「离岸流」只会把人带离海岸,不会把人卷到海底,吸足气,人体就会漂浮了。

遇到离岸流强劲时不要与之对抗或逆流游回岸边,应保持镇定,用最省力的踩水或漂浮、呼叫或挥手寻求救援。没有得到救援时,要「随波逐流」,然后顺着离岸流的水流方向,沿与海岸平行的方向游离,脱离裂流后再转向游回岸边。


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另一种方法只适用于有脚蹼,处于自由潜水,或水肺潜水状态(气瓶有气),而且别无选择的情况下:


任何的粘性流体流动,在靠近海底,尤其是珊瑚、礁石等糙率(粗糙程度)较大的床面附近,流速都会成指数减小状态,形成一个层流或湍流边界层(Laminar or turbulence bottom boundary layer,海里遇到的都是湍流边界层),这个边界层内因为流速很小,因此自然地离岸流的影响也很小。


在水深不是太大、底床的地形较为规则的情况下,水性好,有推进辅助的或者气瓶有足够余气的遇险者可以尝试潜水到达水底(duck dive),从底部边界层通过爬行或者游动的方式侧向脱离离岸流区域,或者(如果流强一般的话)直接顶流回到可以双脚安全站立的区域。这个方法的要领是,尽可能贴近海底,贴得越近,越省力!另外,一定估计好自己的能力,一定估计好自己的能力,一定估计好自己的能力!重要的话说三遍!自由潜水的话,一定要防止出现浅水昏迷(Shallow Water Blackout,一种和体内氧和二氧化碳的气分压急剧变化有关的危险的水中昏迷现象,学过自由潜水的应该都知道),因此一定要保守保守再保守,除非别无选择,否则不要冒险!



03、海洋中的流体力学

实际上,通过“流体力学”知识,能很好的掌握这些隐形的海洋杀手的“作案”手法。比如“结构流”,当水流遇到礁石(障碍物)后,会形成卡门涡流,它将阻碍生物在该区域内的逃离。

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此外,还有“海峡流”。如果你看到有一个沙洲连接着此岸和彼岸,可能会觉得这条沙洲和安全绳一样,能保护你。你要这么想可能会赔上性命。


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“海峡流”是流体力学中的伯努利原理引起的:液体在通过狭窄的通道时,流速会增加,这就是海峡流的物理原理。美国国家气象局提示,被海峡流卷入的话,游泳的人要尽快游回岸边,而不应该再靠近沙洲。


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