因为物理规律,野外玩⽔时看起来安全的地⽅反⽽危险

作者: 七君

来源: 把科学带回家

发布日期: 2022-08-24 22:15:50

每年暑假都有⼩朋友在野外嬉⽔不⼩⼼死亡的消息,令⼈痛⼼。在野外游泳时,⼀些看起来安全的地⽅实际上⾮常危险,许多成年⼈甚⾄都不清楚。本文盘点了⼀些貌似安全,实则杀⼈于⽆形的地形和⽔流,如离岸流、结构流、海峡流和沿岸流,并提供了识别和防范这些危险⽔流的方法。

每年暑假都有⼩朋友在野外嬉⽔不⼩⼼死亡的消息,令⼈痛⼼。在野外游泳时,⼀些看起来安全的地⽅实际上⾮常危险,许多成年⼈甚⾄都不清楚。今天我们就来盘点⼀些貌似安全,实则杀⼈于⽆形的地形和⽔流。

第⼀个要介绍的就是⼤名⿍⿍的离岸流了。离岸流是海岸营救的主要原因,约占出警次数的80%,每年美国有46⼈因为离岸流溺毙。拍向海滩的海⽔不会死在沙滩上,最终还是要回归⼤海,它们回归海洋的⼀⼤途径就是离岸流。

离岸流就像下课后涌出教室的⼩学⽣,势不可挡:虽然离岸流的宽度⼀般只有⼏⽶,深度常在成年⼈腰部附近,但它是⼀种强⼒的⽔流,流速⾮常快。根据美国国家公园管理局(NPS),离岸流的速度可达每秒2.4⽶,超过普通⼈的游速,这是它致命的⼀⼤因素。美国国家⽓象局(NWS)表⽰,想要离开离岸流的话,游泳者切记不要试图挣脱,⽽要先假装顺从它。

当你放弃抵抗,顺着离岸流漂到⼀定远处后,离岸流就会汇⼊⼤海⽽消散,这时你再从边上游回来。你也不⽤担⼼离岸流会把你拉到⽔底,因为它很肤浅。

要提醒的是,许多⼈会有⼀种误解,那就是离岸流只出现在海边,实际上⼤湖⾥也会出现离岸流。⽐如,美国五⼤湖地区就有各种危险的⽔流,其中就包括离岸流。美国国家⽓象局表⽰,在五⼤湖,离岸流是游客溺⽔的主要原因。

在2002-2012年间,五⼤湖地区发⽣了413起⽔流引发的事故,其中离岸流共造成120⼈死亡,占29%。当然了,判断什么地⽅会出现离岸流⾮常重要。离岸流常出现在沙洲缺⼜处。当岸边的沙洲出现了⼀个豁⼜时,此处往往就会产⽣离岸流,因为⽔流从这⾥能更⽅便地回家。在海岸边,离岸流的典型特征就是沙漏形态。

此外,离岸流看起来和附近的⽔⾯不太⼀样,有时甚⾄看起来很清澈平静,让⼈有下去洗脚践踏的欲望,但这也是它的危险之处。另外有⼀个⽅法可以帮你更好地识别离岸流,那就是佩戴偏振太阳眼镜,它可以消除⽔⾯反光,帮你分辨妖艳的离岸流在哪⾥。

最后,就是要关注政府在岸边的警⽰信息。2017年,我国⾃然资源部海洋减灾中⼼开展了⾸次滨海旅游区离岸流灾害风险排查,发现我国⼤量滨海休闲海滩存在浅滩沙坝和离岸流现象。⽽根据2018年⾃然资源部海洋减灾中⼼的研究,我国浅海海滩的离岸流尺⼨和美国、澳⼤利亚等深海岸线捕捉到的离岸流相当。因此近年来,我国滨海地区也开始开展针对离岸流的科普和防范⼯作。⼤家在海边玩⽔时,切记先看公告牌。

除了离岸流,还有许多恐怖的⽔流常出现在你认为很安全的地⽅。这第⼆种⽔流叫做结构流(structural currents),⼀般发⽣在岸边建筑物,还有峡⾓附近。许多⼈觉得在岸边的岩⽯、防波堤附近玩⽔更有安全感、更容易得救,那真是⼤错特错了。这是因为,和离岸流类似,想回家的⽔流也喜欢沿着海岸边的突起物回归。美国国家公园管理局提⽰,在防波堤和码头附近容易出现结构流,它们沿着和建筑物平⾏的⽅向流向⼤海。

和离岸流⼀样,结构流也很难挣脱。这就是为什么救⽣员会让⼤家不要在防波堤附近游泳。

这⾥顺便插播⼀下,⽔中的障碍物附近到处都是坑。实际上这也是流体⼒学的考点:当⽔流或⽓体遇到障碍物时,障碍物后⽅会产⽣⼀连串漩涡,它们叫做卡⻔涡流(Kármán vortex street)。⽽这些漩涡通常分成不同的形态,越靠近障碍物,⽐如⽯头附近的漩涡越危险,因为它们长这样,会阻碍⽣物游出。在救援时,这些调⽪的漩涡还会给救援者造成困扰,让救援者难以判断⾃⼰是在⽯头上游还是下游。

在所有的⽔中⽯⾥,有⼀类下⽅悬空的⽯头的恐怖程度刷到了满绩点,这种悬浮的障碍物常被叫做Undercut rocks,我们暂且叫它“下旋⽯”吧。下旋⽯的恐怖之处在于,漩涡在它们的下⽅⽽不是后⽅。玩⽔的⼈误⼊的话,就会变成卤煮⾁⽚,在这个⾃洽的冷⽔⽕锅⾥不断翻滚且滚不出去。宾⼣法尼亚州的约克加尼河⾥就有⼀块著名的下旋⽯叫做Dimple Rock,这块⽯头已经要了⾄少9⼈的命。

所以⼤家没事⼉不要靠近⽔⾥的⽯头,以及任何硬邦邦、湿漉漉的东西。

第三种危险的⽔流叫做海峡流(channel current),它也出现在意想不到的地⽅。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。

如果你沿着沙洲游到对岸,就可能会遭遇海峡流,你会感觉⾃⼰被⼀条和岸平⾏的河流带到远处,怎么也游不到对岸,因为海峡流⼀般位于滩涂和对岸之间,和岸是平⾏的。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。

最后再提⼀个没上⾯那⼏个那么危险,但许多⼈不知道的经典⽔流——沿岸流(longshore current)。美国国家海洋和⼤⽓管理局(NOAA)介绍,当浪拍到岸上时,想要回归⼤海或⼤湖的浪会产⽣⼀股和岸平⾏的⽔流,这就是沿岸流。海岸线越陡峭,浪速越⼤,沿岸流的速度越快。虽然沿岸流不会直接把你带到远海,但是它却能让你不知不觉地远离初始坐标,越漂越远,甚⾄漂到危险的离岸流处。

在海边游泳过的⼈应该都有过这个体验。除了对游客不利以外,沿岸流对岸边建筑物有长期的破坏⼒,因为沿岸流会带⾛岸边的泥沙,侵蚀海岸线,造成沿岸沉积物流(longshore drift)的现象。沿岸流甚⾄会造成房屋倒塌。1927年,新泽西州塔克岛(Tucker's Island)上的灯塔就因为沿岸流的侵蚀⽽倒塌,沿岸流最终把整个塔克岛夷平。

总⽽⾔之,由于不同⽔体上下部的拓扑结构的参差,即使是经验丰富的游泳⾼⼿也难免被多变的湖海吞噬。在野外游泳前,除了学好体育还要先学好物理。⼤⾃然才不会给你挂科警告,⽽是直接取消你今后参加任何考试的资格好吗。当你在玩⽔的时候,⽔也在玩你。

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