當海嘯排山倒海而來的時候，幾乎沒有東西能阻擋。但是從牛頓時期就開始的水波研究，最近有了一個重大的突破——復旦大學昨天宣布，由該校先進材料實驗室胡新華教授帶領(lǐng)的課題組與他的合作者研究發(fā)現(xiàn)，一個由低頻共振器排成的周期陣列能夠完全阻擋住水波，這一阻擋的過程轉(zhuǎn)化為電能，即便是海嘯也可能變成發(fā)電的能源。這項最新成果發(fā)表在物理學領(lǐng)域的頂級刊物、最新一期的《物理評論快報》上。
后浪并非比前浪有力
人們總說“長江后浪推前浪”，似乎后浪的“力氣”肯定比前浪大。實際上，波浪從泛起一直到平靜，不管浪花走了多少路，它所包含的能量幾乎不會衰減。也就是說，無論是普通的風浪波還是海嘯的水波，水波的長度周期不會使它的能量減少。
胡新華教授介紹說，水波有兩個特點：一是它是重力作為回復力的一種機械波，也就是說，如果沒有重力，水波是不可能傳播的，這也是為什么太空中不會出現(xiàn)水波，即便是在小小的杯子里，水也一直是平靜的，不會有動蕩的感覺。另一個特點是，水波是在水的表面上傳播。普通的風浪波周期是1秒到25秒，海嘯的波濤周期更長，周期是10分鐘到兩個小時。一般的風浪波是由風吹動水引起的波，而海嘯則是水從海底上升或者從海面卷下來形成了波，并且造成了整個水體都在震動。
人類對水波的研究開始得很早，即牛頓時期。而對海洋能的運用，到現(xiàn)在已經(jīng)研究了30多年。從1975年開始，科學家們把海浪能的研究作為一個熱門課題，但5年之后，隨著石油價格回落，對海浪能的研究投資出現(xiàn)大幅度下降。但在一些發(fā)達國家，仍有不少科研機構(gòu)在從事這方面的研究。
共振器陣列使海浪動能轉(zhuǎn)化為電能
胡新華教授和他的合作者研究發(fā)現(xiàn)，一個低頻的共振器產(chǎn)生的周期陣列可以完全阻擋住往常人們認為不能阻擋的長水波。因為研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當水波的頻率在共振器頻率附近時，共振器陣列會完全反射水波，并且使共振器上下運動，這種強反射戲劇性地改變了共振器的海浪能吸收效率。
胡新華介紹稱，所謂的共振器，是一種開縫管，它和實心的柱子不同，是空心的，而且在管壁上有一些縫，通過這樣的共振器排成一種陣列，而且在共振器的下方有一些可上下浮動的特殊設(shè)備，當水波頻率和共振器頻率相同時，就能高效地吸收海浪能量，并將機械能轉(zhuǎn)化成電能。而這些特殊設(shè)計的設(shè)備未來可用于提取海浪能，成為海浪能發(fā)電廠的核心部件。
海浪能的效率是風能的1000倍
相對于我們熟悉的風能來說，海浪能是它的1000倍，因為水的密度是空氣密度的1000倍，所以能量的密集程度也是風力發(fā)電的1000倍，海浪能里面的能量密度則更高。但胡新華教授表示，這一領(lǐng)域的缺點是海浪能的測試和研發(fā)成本要比風能高很多。
因為海浪的頻度很寬，有各種波長，就像陽光一樣，光線頻譜中既包含可見的部分，這就意味著需要各種頻率的共振器，如果想要利用海嘯的海浪能發(fā)電，按照海嘯在遠海中500公里的波長，近海中1到2公里的波長，要阻擋海嘯的話，這個共振器就必須做得非常龐大。
課題組目前已經(jīng)在部分海域嘗試放置了共振器陣列，發(fā)現(xiàn)這個共振器陣列除了可以發(fā)電以外，還有另外的效果，就是阻擋海浪后，在這個陣列后面形成一片比較安靜的水域，魚類可在其中迅速地繁殖。不過目前來說，還很難將之用于漁業(yè)的發(fā)展。
大風藍色預警