海上航行說的“大風浪”，通常指由寒潮或熱帶風暴（含強熱帶風暴、臺風）所引起的大風浪天氣。這也是個相對概念。對于中小型船舶而言，8~9 級風浪就是“大風浪”了，而對于大型船舶來說，10 級以上的風浪可能才會對船舶的安全造成威脅。

大風浪對船舶的航行安全影響很大，它會讓船產(chǎn)生劇烈的搖擺，這不僅影響船舶的穩(wěn)性、浮性和船體的強度，而且還會使船員工作困難、加速疲勞。

那么問題來了，遇到這樣的惡劣天氣，我們可以怎么把船開穩(wěn)當？3月17日是“國際航海日”，讓我們一起來了解航海相關(guān)知識。

船舶的頭號敵人——諧搖

19 世紀初，一隊拿破侖士兵邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐，通過法國昂熱市一座大橋。大隊士兵齊步走時，產(chǎn)生的一種頻率正好與大橋的固有頻率吻合，隊伍快走到橋中間時，橋梁突然自發(fā)的強烈顫動并且最終斷裂坍塌，造成多人喪生。

任何物體都有自身的頻率，當一個物體的固有頻率和另外一個振動的頻率正好相同，物體振動的振幅可能達到最大，這種現(xiàn)象就是我們熟知的“共振”。發(fā)生共振時，往往會產(chǎn)生巨大的破壞作用。

大海中的航船也有共振的風險嗎？有的。

船舶在波浪中航行有 6 種運動形式，分別是橫搖、縱搖、艏搖、垂蕩、縱蕩、橫蕩。其中，搖和蕩都屬于往復(fù)運動，搖是繞 x、y、z 軸的轉(zhuǎn)動，蕩則是沿著 x、y、z 軸的直線運動。這6種運動形式其中一種或幾種的固有周期與波浪的周期相近時，就會產(chǎn)生共振，加大船舶搖蕩的幅度。

這 6 種運動形式中，橫搖最容易發(fā)生、幅度最大、影響最深，當橫搖固有周期與波浪周期接近相等時就會產(chǎn)生諧搖現(xiàn)象，加大了橫搖的幅度，就可能發(fā)生翻船。所以說，諧搖是船舶的頭號敵人。

怎么避免發(fā)生諧搖呢？那就需要主動改變船的搖擺周期。比如，波浪運動周期是 7~9 秒，那我們就適當調(diào)整航向、航速，避開這個周期，使船橫搖的周期控制在 5 秒以下 11 秒以上，就可以避免發(fā)生諧搖。

如果船頭受浪，而縱搖周期等于波浪周期時，強烈的縱搖會使甲板大量上浪，造成拍底現(xiàn)象。什么是拍底現(xiàn)象呢？就是船頭升起又下落時，剛好撞上正在向上翻涌的波浪，往往伴隨著船體和波浪的撞擊聲，同時可能會引起船體的震動和搖晃。為了減少激烈的縱搖：采取滯航（減速或慢速頂風航行），必要時應(yīng)調(diào)整航線，避開惡劣海況區(qū)域。

“Z字航法”來應(yīng)對

我們都知道：兩點之間直線最短。可是為了應(yīng)對風浪，船有時候要走 Z 字形路線。在大風浪中，不論波向角（船首向與波向的交角，有頂浪、偏頂浪、橫浪、偏順浪和順浪等）如何，都會給船帶來危險。

如果在航線上遭遇頂浪或偏頂浪，波浪與船的相對速度較大，波浪對船體的沖擊也較大，嚴重時，會造成船舶大幅度橫搖、甲板大量上浪以及拍底、螺旋槳空轉(zhuǎn)等。

所以，頂浪航行時一般要降低船速和調(diào)整航向，而采用 Z 字航法是最有效的方法，也就是使船頭向與波浪方向成 20°~40° 角航行一段距離，再改為船頭另一舷 20°~40° 的受浪角的斜浪航行法。這樣既可以保證一定的航速，又可以減輕船舶的搖擺幅度。

Z 字航法一般適用于中、大型船舶，特別是大型集裝箱船舶。對于小型船舶或經(jīng)不起波浪沖擊的船舶，要改用“漂滯”方法。顧名思義，這是船舶主機停止、船舶隨風浪漂流的狀態(tài)。

當海嘯來襲，為什么反往海中走？

2004 年 12 月 26 日，位于印尼蘇門答臘以北的安達曼海（Andaman Sea）附近的海底發(fā)生了舉世震驚的 9.3 級地震，進而引起蘇門答臘北部的印度洋超級海嘯。海嘯引起了滔天巨浪，浪高超過 10 余米，造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

期間，一艘散貨船正靠在印度南方的金奈港（Chennai Port）卸貨，正當船長在船舷觀察水尺（用來觀測地下水位和潮汐水位變化的標尺）回到舷梯上時，突然，整個大地和碼頭劇烈地搖晃起來，人站不穩(wěn)了，舷邊的船用起重機也在危險的晃動。此時，船長大叫梯口的水手，同時一個箭步跳上舷梯：“快，地震了，主機備車！”

此刻整個碼頭都響起了警報，船長奔上駕駛臺，迅速和港口當局聯(lián)系要求派引水員離開碼頭，可是通訊完全中斷了。關(guān)鍵時刻，船長毫不猶豫，立即命水手解纜，快速登船。輪機長備車完成，在沒有拖輪協(xié)助下，調(diào)轉(zhuǎn)船頭迅速向港外開去。剛剛離開碼頭，船用起重機就坍塌在原來泊位的海里了。

船長知道地震后勢必引發(fā)海嘯，他命令船舶加速駛向深海。2 個小時后，散貨船已經(jīng)在離開港口 20 多海里的廣闊洋面上了。此時的金奈港內(nèi)一片狼藉，巨大的涌浪推向海岸后，沒有離開碼頭的船舶全都東倒西歪地躺在泊位上。

為什么發(fā)生海嘯了，那位散貨船的船長還要把船開到廣闊的海洋上去？

英明的船長肯定是很了解海嘯的：海嘯中心只要沒有不規(guī)則的巨浪來直接破壞船只，就是安全的，就跟大家日常說的“龍卷風的風眼里最安全”是一樣的道理。

海嘯是由水下地震、火山爆發(fā)或水下塌陷、滑坡所激起的巨浪。一般來說，如果海嘯的能量在對外傳遞、擴散過程中僅抬高水層，即便是抬高水平面 10 多米，只要海浪不直接沖擊船舶，那么在廣闊的海洋上，船仍然處于良好的浮力、良好的穩(wěn)性狀態(tài)，船會安全地浮在水面上，只是“水漲船高”了而已。

所以遇到海嘯時，船應(yīng)該迅速遠離陸地，遠離海嘯發(fā)生地航行。如果來不及躲，也應(yīng)該緊急采取雙錨泊方式減少波浪沖擊，保持船體穩(wěn)定，一旦海面恢復(fù)平靜，要盡快向外海航行。

帕斯卡說：“人只不過是一根蘆葦，是自然界里最脆弱的東西；但他是一根會思考的蘆葦?！覀冎車氖澜鐝V闊無限，但都比不上最渺小的人類所具有的精神。”

其實，這份道理也可以借用到行船。在無邊的大海上，鋼鐵巨輪也會變成一葉小舟，脆弱又飄搖。好在，駕馭船的人會思考，會總結(jié)經(jīng)驗，會反思教訓(xùn)，再將這些凝結(jié)為智慧和勇氣，去應(yīng)對和戰(zhàn)勝風浪——航?？刹痪褪沁@樣一項事業(yè)嘛。

策劃制作

來源丨凝結(jié)處

作者丨張志友 海軍大連艦艇學(xué)院航海系教師 科普基地負責人

麥芽楊 科普創(chuàng)作者

責編丨鐘艷平