W

Wad 锰土 锰土是一种含水的氧化锰的混合物。Wash Load 冲泻质［泥沙］河流中比河床物质更细的固体径流。通常由悬浮在河水中粒径最细小的微粒组成。

Waterfall（或 Cataract）瀑布 河流因平滑的纵剖面的破坏而陡急

（垂直或近乎垂直）下跌。瀑布和梯级瀑（cascad）不同，梯级瀑是一连串的小瀑布。和急流（rapid）也有区别，急流没有那么陡。瀑布多半都是分异侵蚀造成的。有一种出现在水平沉积层中的瀑布，原因是其中有耐蚀的角状岩体。瀑布跌水的力量很大。能侵蚀下面的物质，掏蚀瀑布，冲出跌水潭（就象尼亚加拉瀑布那样）。侵入岩墙可以拦阻河流的侵蚀，创造出瀑布。美国怀俄明州黄石河上的大瀑布，就是这样形成的。

瀑布

当一条河流从耐侵蚀的岩层或冠岩上跌落时，瀑布就形成了，而耐蚀岩层底上覆有一层较软的岩层。当较软的岩层被侵蚀时，冠岩架空而崩塌，而产生瀑布陡崖的新的上缘。翻腾的水流瀑布跌落处冲出深潭，而粗砾石则在下游湍流较少的地方沉积下来。

支流越过悬谷同主流汇合时也能产生瀑布。高山冰川作用地区，主谷被冰川刨掘得比干谷深，因而会出现悬谷。冰川融化后，支谷就■然高出主谷了。加利福尼亚州的约塞米特瀑布（Yosemite Falls）是一个例子。海岸线上有海蚀崖，它们向后退缩得比小冲沟快，这样也会产生瀑布。

第三类瀑布是构造瀑布。 1959 年，美国蒙大拿州的海格本湖

（HegbenLake）发生地震，断层崖横穿几条河流，创造出许多瀑布。一个地区抬升，使河流回春，形成下切波，出现波折点，也会有瀑布诞生。所有的瀑布都不会长存。因为庞大的水压力促使瀑布不断后退，直至河流的纵剖面平滑为止。

很难说那个瀑布是世界“最大”的瀑布。因为水头悬掛最高的瀑布，很少是水力最大的。比如委内瑞拉丘伦河（ Churun River）的安赫尔瀑布

（AngelFalls），水头悬高 807 米，水量却不足 560 秒立方米。事实上，许

多水头悬高超高 300 米的瀑布，水量都很平常。反之，巴拉那河的七瀑布（Sete Quedas）即瓜伊拉瀑布（Guaira Falls），水头悬高仅仅 65 米，水量却最大：

13 310 秒立方米。有些水量和水头悬高都很可观的瀑，显然也都是最为壮观的，如维多利亚、尼亚加拉、保罗·阿尔方索（Paulo Alfonso）①和七瀑布等瀑布，都是其例。这些瀑布都曾在不同时期被不同的考察者推为世界最大的瀑布。不拘怎么说，这些雄伟的天然景物，都是地球上最引人入胜的地方。不仅如此，它们还都是极其重要的水力来源。

Water Gap 水峡 横穿耐蚀山脊的峡口或山隘。由河流侵蚀而成并由河流从中流过。水峡的成因，或者是先成（antecedence），或者是叠置

（superposi- tion）。如果来自先成，那是山脊横着抬升以前，河流已经在此流贯；如果来自叠置，那是本来流径上覆岩层的河流，后来向下切入下伏的耐蚀岩层，仍维持原有路径不变。许多地区，如英国英格兰的乔尔克·当

① 全名为 Cachoeira de Paulo Alfonso，位于巴西东部巴伊亚州、阿拉戈斯州之间的圣弗兰西斯科河下游。—

—译者

斯（Chalk Downs）地区，美国的褶皱山脉阿巴拉契亚地区和落基山脉地区，都有水峡。参见 Wind Gap［风口］条。

Water Mass 水团 一个以特定的温度和/或盐度为特征的、具有均一密度的巨大水块，谓之水团。在所有海洋中，凡是一个具有特定特点的水团，它的均一性一般可达数百公里甚至数千公里。这样的水团基本上是由水体从一个地方流到另一个地方或从一个环境流到另一个环境中而形成的，例如，当淡水从象密西西比河这样的大河流入到海洋环境中，就形成水团。地中海的海水经过直布罗陀海峡流入大西洋中后，形成了一个典型的水团，就是在大西洋中部，这个水团仍然相当明显。

Watershed 流域 参见 Drainage Basin［流域］条。

Waterspout 水龙卷 海水呈漏斗状上升到空中。水龙卷是在有积雨云存在的条件下而且是由于大陆性气团经过海面时空气扰动而形成的。虽然在结构上水龙卷类似于陆龙卷，但是水龙卷在规模上和力量上通常都要小。在有水龙卷出现时，海水只能升高到高出海面几米的高度，但是水沫达到的高度则要高得多。在墨西哥湾中和在美国东南沿海的亚热带水域中，水龙卷是很普遍的。

Water Table 潜水面 地壳中的一个不规则的界面，凡是低于这个界面的地方，所有的罅缝、小孔和其他的孔隙都充满了水。高于这个界面的孔洞，里面有一部分是空气。如果气候湿润，潜水面可能挨近地表，但在干燥地区，则可能低于地面数十米以下。山丘地区的潜水面，可能离地面很远，谷地的潜水面，又可能离地面近些。因此，潜水面是地形的一种大致的反映。潜水面时高时低，旱天下降，雨季升高。

在风化覆盖层和基岩中，隙缝和其他孔洞内有一部分空气，是为通气层。通气层介于地表和潜水面之间。从潜水面起，隙缝和其他孔洞内都充满了水，这叫饱和层。饱和层向下一直延伸到巨大压力把一切空洞完全封死的地方为止。潜水面以下饱和层中的地下水叫潜水（Phreatic water。 “phreatic” 来自希腊语，原义为“井”）。积蓄在风化层和基岩中的空洞里的地下水，叫下层滞水（Groundwater）。很多地质学家用“Groundwater”一词时，仅限于指潜水面以下的地下水（即 Phreatic water）而言。通气层内紧挨地面的这一层（即土壤湿润层）里的水分叫悬着水或上层滞水（ Suspended water）。这一层被植物吸收利用，因而无法通过毛细管下达潜水面。紧挨潜水面上（即毛细管边缘层）的孔隙中的水分，虽受表面张力的吸着，但与潜水面以下的水分仍保持联系。过渡层中的水分则成为孔洞的薄膜。参见Subsurface Water［地下水］条。

Water Vapor 水蒸汽 以气体或蒸汽的形态存在的水。水蒸汽是水循环的一个环节。空气中的水蒸汽是来自地球表面的水的蒸发。大气层中的水蒸汽主要集中于地面之上几公里的范围内。在这里，水蒸汽通过凝结变成液体或者通过升华作用变成冰晶形成云。通过蒸发和凝结作用，水蒸汽从大洋中把潜热能输送到大气层中去。地球表面所吸收的太阳辐射能就通过这种方式把很大一部分能转化为推动大气运动的能量。水蒸汽在大气层的温室效应中也起着重要作用（温室效应就是大气层通过吸收一部分地面辐射并把其中的一部分再辐射回地球表面；使地球表面的温度比在没有这种作用存在时要高一些）。

空气湿度这一术语通常是用来表示空气中水蒸汽的含量。因为从地球表

面蒸发进入大气层中去的水蒸汽通常是在对流层内进行凝结，因此，大气层中的水蒸汽大部分分布于对流层内，对流层以外的水蒸汽只占极少一部分。大气层中的水蒸汽约有一半左右集中于距地面 2 公里的高度以内。空气中的湿度一方面随世界各地气候不同而变化，另一方面也随天气状况而变化。

wave 波浪 波浪是水面的一种扰动。实际上，所有的波浪都是由于气压的变化（风）而形成的，也有少数波浪是由于地壳的突然震动而形成的。理想的波浪具有呈圆滑的正弦曲线的波峰和波谷。波浪通常用波长（两个相邻的波浪上的相应的两点之间的距离）和波高（波峰和波谷之间的垂直距离）来表述。波浪还可以用它的传播速度来表述。

由风形成的波浪，其规模和速度取决于风速、风的持续时间以及风吹过水面的距离，在深水中有两种类型的波浪：一种是海浪，海浪是处于风的直接影响之下的波浪；另一种是涌浪，涌浪是在风停止以后还继续存在着的波浪或者是处在风的直接影响范围以外的波浪。海浪的波峰和波谷都呈尖状。在浅水区，海浪和涌浪都变得陡立和破裂，形状也发生变化，然后变成拍岸浪。当波浪缓慢地破裂、并且看起来好象是要翻越一堵墙的样子，这时的波浪称为破波。所谓卷跃破波是指这样的一种破波：波浪陡立、向前卷曲冲去，最后跌落下去而破裂。所谓激散破波是由小的波浪变陡而形成并冲向海滩的波浪。

波浪

波浪的高度为波浪的最高点——波峰和波浪的最低点——波谷之间的高差。波长是相邻两个波浪的相应部位（例如从波峰到波峰）之间的距离。当一个前进着的波浪到达浅水地区，它的下部触及到水底速度减速慢，落到后面，而波的上部却移动到前面去了。随着波峰变得越来越陡立，波浪也就变得不太稳定，最后倾倒下来并以拍岸浪的形式冲上海滩。

2.（a）深水中的波浪，水质点（表示为黑点）做圆周运动。质点运动的轨迹随着深度的增加而越来越小。（b）在浅水区，波浪的底部沿着海底拖动，水质点的运动轨迹变得鹿茸平，成为椭圆。

虽然波浪可以越过一个水域，运动的距离非常漫长，然而水本身却几乎很少或者是根本没有移动任何距离。如果注意观察漂浮在水面的物体，就会看到，当有波浪经过时，在水面漂浮的物体似乎是在做上下运动，实际上基本是在做圆周运动。水面漂浮物体的运动反映了水质点的运动。在波峰处，水质点的运动方向和波浪运动方向一致，而在波谷处，水质点的运动方向与波浪运动方向相反。水面质点的圆周运动的直径等于波高，随着向水下深度的增加，水质点的圆周运动的直径越来越小，最后大约在相当于波长一半的深度处，水质点就完全停止做圆周运动了。

当波浪运动到浅水地方，之所以会变得陡立以至于最后破碎，是由于海底和水质点运动二者相互作用的结果。最终，由于水质点的圆周运动的速度超过了波浪的运动速度，使波浪崩溃瓦解。

当一条波浪运动到浅水处并触及到水底时，这条波浪就会发生弯曲或折曲，这是由于在这条波浪的某一段可能不受海底的影响，而在波浪的另一段，可能因受海底的影响而减速。因此，在一条波浪的横向方向上的不同位置上，波峰的速度也是不同的。这就导致波峰线发生弯曲或折曲，使其大致与浅水区水底的地形等高线相平行。在海岸工程中的所谓波向线的建筑物是和波峰线相垂直的，是由于波浪运动到近岸的浅水区波峰线发生折曲而建筑的。波

向线表示了波浪能量的传播方向。在海岬处，波向线是收敛式排列的，而在海湾处，波向线则是放射式排列的，表明了在这些地方波浪的能量是以汇聚的方式或是以辐散的方式进行传播。

就波浪可以做衍射运动或能被反射而言，它的行为有些象光线或声波。当波浪经过象防波堤这样的障碍物时，衍射作用使能量沿障碍物的两侧传播，结果当波浪越过障碍物时，导致障碍物背面的水也产生一定的运动。波浪也能被象防波堤这样的不可逾越的障碍物反射回来。如果障碍物是直立的和平滑的，以及波浪大致与障碍物相平行，那么波浪在被反射时能量的损失很少或几乎没有损失。

Wavellite 银星石 银星石是一种含水的磷酸铝矿物，常常是放射状晶体形成的球状集合体。是一种少见的次生矿物，在低级的变质岩中，褐铁矿中，以及磷矿床中发现过。参见 Mineral Properties［矿物性质］条。

Weather 天气 天气主要是指以其对生物和人类活动的影响为标准的大气层的状态。天气是大气层中短期的变化。它与气候的区别就在于气候是“天气的综合”。虽然在实际气象观测中，天气这个术语只是指大气现象，但是更普遍的理解通常还包括从几分钟到几个月期间的温度、湿度、降水、云量、能见度以及风的基本情况。参见 Clouds［云］，Cyclone［气旋］， Precipitation［降水］，Temperature［温度］；Thunderstorm［雷暴雨］， Tornado［陆龙卷］，Wind［风］条。

Weathering 风化 地表或近地表的岩石在机械过程和化学过程的作用下发生的变化。长期而持续的风化作用可使坚硬的岩石破碎，形成松散的或易碎的物质。风化作用基本上是岩石与大气和地下水之间的相互作用。风化了的岩石可深及地表以下数十米；深度取决于下列因素：侵蚀的速率、气候、地形、岩石的种类、渗透性以及时间。当岩石由于机械作用从上面破裂时，称作岩石崩解；由于化学作用而在下面破裂时，就称作岩石的分解。

造成岩石机械破碎的作用是：（1）水在一个受到局限的空间里冻结因而体积膨胀，（2）气温的变化引起膨胀与收缩交替发生，（3）深埋在底下的岩石由于侵蚀作用而出露在地面发生膨胀。

化学风化结果形成新的矿物。重要的化学反应是氧化作用（这一作用与氧有关）、水解作用以及水合作用（水的化学活动）、碳酸化作用（溶解在水中的二氧化碳的化学活动）以及溶蚀作用（可溶性物质被带走）。化学风化还可由有机体的生物活动或者它们腐烂的产物所引起。此外，化学风化生成了新矿物，体积也会增大，所产生的压力可使岩石崩解。化学风化生成的最重要的物质是粘土矿、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸镁、二氧化硅以及铁的氧化物等。

其中有几种物质溶于水，流入河中，最终到达海洋，为海洋有机物所利用。粘土矿对人类的重要性极大，特别是在植物的生长方面。在气候温暖、多水的地方化学风化最为迅速。在石块小，而总的表面积大的地方，化学风化也相当迅速。

化学风化的一个尽人皆知的例子就是铁的生锈。在有水分和氧气的情况下，铁就会变成铁锈（褐铁），其物理性质与铁大为不同。化学风化的另一个常见的例子是铜上的绿色斑点（碳酸铜），这是由于二氧化碳和水作用于铜的表面而生成的。

风化作用对于人类极为重要。没有风化作用，地表上则不可能形成土壤，

海洋也就必然缺乏较高级的生命的形态。许多矿物部分地来自于风化作用，铝土矿（最重要的铝矿），某些铜矿石，还有沙金、铂以及金刚石等都是其例。风化作用使基岩变成风化壳，因而促进了流水及其它外营力的侵蚀作用。岩石表面或内部的黄色或褐色层是化学风化扩展的痕迹，是含铁的矿物风化的结果，古老的建筑物的石头也会发生风化。

Welded Tuff 焊接凝灰岩 由热的浮岩质岩屑固结而成，而这些岩屑是由火山云（所谓白炽云）沉积的。这种固结作用是由被焊接在一起的热塑性碎屑以及所含的热气体的活动性引起的。沉积层的重量压扁了气泡和浮岩以及使拉长的碎屑被拉平。变平作用在凝灰岩中产生纹理以及后来的流动能引起延伸和变形。这就产生了极容易与流纹岩中的流动条带混淆的结构，许多焊接凝灰岩（如黄石国家公园中的那些）曾经被看作是流纹岩质岩流。由于冷却造成的收缩，可以形成柱状节理。在俄勒冈州火山口湖和许多其他地方都发现有焊接凝灰岩，以及在黄石和新西兰北岛都有熔结凝灰岩高原。

Wentworth Scale 温德华标尺 为筛析沉积物和测量沉积岩粒度而设计的一种尺度。该标尺范围从粘土颗粒（直径小于 1/256 毫米）到漂砾（直径大于 256 毫米）。每一粒级乘以 2 得出相邻的更大的一个粒级。其术语从粗到细为：漂砾、中砾、砾、细砾、砂、粉砂和粘土。

Westerly Winds，Prevailing 盛行西风带 位于北半球和南半球纬度 35°与 60°之间的风带。在这一带内，任何方向的风都可能有，但是西风是占主要地位。参见 Wind［风］条。

Winmanstatte Pattern 魏德曼图像 在铁陨石的光片和酸腐蚀表面上见到的一系列相互交叉的条带。铁陨石由铁纹石和镍纹石（镍—铁）成层地组成。腐蚀会把铁纹石条带溶走，因为铁纹石比更富镍的镍纹石更快地被腐蚀。

Willemite 硅锌矿 硅锌矿是一种硅酸锌矿物，仅仅在新泽西州的富兰克林发现过大量的硅锌矿，在那里与锌铁尖晶石和红锌矿共生，很早就作为锌矿开采，大多数富兰克林的硅锌矿在紫外线下发鲜艳的黄绿色的萤光。其他地方硅锌矿通常只是少量地在锌矿床的氧化带，作为次生矿物出现。参见Miner- al Properties［矿物性质］条，附录 4。

Wind 风 空气相对于地球表面的运动谓之风。由于近地面层空气的垂直运动非常小，因此，气象学家把风这个术语几乎单纯用来表示空气的水平运动。通常只有空气在进行强烈的向上或向下运动时，垂直运动才可以明显地被查觉出来。在近地面处，风是用风速仪和风向标来予以测量；在高空，通常是用电子仪器跟踪携带仪器的气球来观测风。在自由大气中，风向和风速也可以根据气压的分布近似地估计出来。

在自由大气中，大规模水平运动的速度近似于地转风的速度，即由科里奥利力与气压梯度力二者的合力所形成的风。地转风的风向与等压线相平行，北半球，低压区在风的左侧，南半球，低压区在风的右侧。风速与气压梯度力成正比而与科里奥利参数以及等压线的间距成反比。

许多特殊的地方风是与地形有关，是由于地形导致空气不均匀的受热和冷却的结果，如海陆风、山谷风、下降风、尘旋风等。另外，大气层中还存在着许多大规模的风系。东北贸易风就是在 17 世纪由英国天文学家埃德蒙德·哈雷（Edmund Halley，1656—1742）发现并作为大气环流的一个主要部分。北半球的贸易风为东北风，南半球的贸易风为东南风。贸易风占据了热

带地区的大部分地方，或者占据了地球表面约一半的面积。每一半球的贸易风构成哈德利环的回流部分（见 Atmosphere，Planetary Circulation of［大气层的行星坏流］）。所谓哈德利环，是由热力推动的，在赤道附近空气做上升运动，然后向两侧流去，在南北纬 30°附近向下运动，并沿着地面流回赤道的环流。两半球的贸易风在赤道地区相会，形成了云带，这个云带就是热带辐合带的标志。贸易风是地球上最稳定的风系，它的变化要比中纬度西风带小得多。

西风带是地面风，位于纬度约 35°到 65°之间。西风带在低纬度一侧的界限根据副热带高压带可以很容易确定（副热带高压带是由哈德利环流的下沉空气形成的）。但是西风带在高纬度一侧的界限是不固定的、多变的和难以确定的。

极地东风带位于高纬度低压带的极地一侧。这个风系厚度不大，界线不太明确。极地东风带是厚度不大的极地反气旋向外吹的气流所形成的，或者可以说是流向极地变冷下沉形成极地反气旋的那股气流的回流。

向上距离地面越高，东风带的宽度就变得越窄。西风带的宽度越向上变得越宽，两侧也越向赤道和极地方面扩展。若从高空来看，在处于冬季的那一半地球，它的西风带就好象一个巨大的涡流，它的中心位于极地，它的外缘伸延到纬度 10°左右的地带。在西风带的核心部位，也就是在纬度 30°附近的平流层底部，冬季风速平均为每秒 40 米（每小时 140 公里）。

虽然根据所有经度上的长期平均来看，西风带表现为带状的风，但是，在任何一个瞬间，西风带又表现为波状弯曲。这种波状弯曲有各种称呼：行星波、西风带中的长波、罗斯比波。然而，在室内用流体做旋转运动进行的实验表明，西风带中的波并不是真正的罗斯比波（参见 Atmospheric Waves and Vorticity［大气层中的波和涡流度］条）。在较长时间吹着近似于带状的气流之后，西风带中的波就发育最盛。由于波是把热量从低纬度输送到高纬度，因此，据认为，当低纬度和高纬度之间的温度差异达到一定的临界值时，带状气流就变得不稳定，也就是说，这时最有利于波的扰动作用的发展。实验室实验支持上述看法。把两个直径不同的圆筒套在一起，再把流体装入这两个圆筒之间的环形空间中并使流体进行旋转来模拟对流环流，实验结果表明，对流环流与两个因素有关：经线方向的温度差异和流体的旋转速度。

虽然地球的旋转速度是固定的，但是，地平面绕着一个垂直轴的旋转速度相对于一个固定的参考系来说是随纬度而变化：在两极最大，而在赤道则为零。从低纬度到高纬度的温度递减率，在热带地区最小，而在中纬度地区最大。用旋转的流体进行的模拟实验表明，在沿着圆筒的纵向方向温差较小以及圆筒的旋转速度较慢的条件下，有利于类似地球低纬度地区大气层中的哈德利环流那种环流的形成。如果圆筒的旋转速度较快，圆筒纵向方向的温差较大，则有利于“罗斯比模式”的形成，在这种情况下，带状气流和哈德利环流都被波的运动形式所取代，这种波的运动形式很象在地球中纬度大气层中的那种波。

夏季，在 30 公里左右的高度上，西风带就消失了，取而代之的是东风，东风从极地一直延伸到赤道。以前曾经认为，赤道地区上空的东风是稳定的，但是最近 15 或 20 年来的观测揭示出了赤道地区平流层的风存在着很有趣的

周期性，称之为“两年波动周期”。大约每 26 个月，赤道地区平流层中空气流动的方向就发生一次变化，交替地吹着东风和西风。据认为，全球范围的

竖向传播的内引力波为两年周期的波动提供了原动力。

Wind Gap 风口 穿越耐蚀山脊的山口或豁子。可能是原先的河流侵蚀而成的［这也可称为水口（Water gap）］。在褶皱区，松软岩层上有后成河发育，还以袭夺方式试图切过耐蚀岩层，就会产生很多风口。

美国褶皱性的阿巴拉契亚山脉和英国英格兰的南北唐斯（North and South Downs）地区，分布着为数很多的风口。

Witherite 毒重石 毒重石是文石族的一员，碳酸钡，这个族的矿物有相似的结晶构造和晶体形态。毒重石是罕见的矿物，一般是与方铅矿共生的，是钡的一个次要来源。而重晶石则是储量大的矿物，是钡的主要来源。参见Mineral Properties［矿物性质］条。

Wolframite 黑钨矿 黑钨矿是铁锰的钨酸盐矿物，是钨的主要矿石矿物，黑钨矿是纯钨酸铁（钨铁矿）和纯钨酸锰（钨锰矿）的系列。黑钨矿系指过渡的成份，它比该系列两端的矿物常见。一般产在与花岗岩共生的伟晶岩墙和高温热液石英脉中，主要的产钨国家是中国、苏联、朝鲜、玻利维亚和澳大利亚。参见 Mineral Properties［矿物性质］条。

Wollastonite 硅灰石 硅灰石是硅酸钙矿物，一般是作为一种接触变质矿物存在于结晶灰岩之中，一般是与透辉石、石榴石、透闪石、符山石和绿帘石共生。

在那些以硅灰石为主的地方，可以开采，用来生产釉面砖。参见 Mineral Properties［矿物性质］条，附录 4。

Wulfenite 钼铅矿 钼铅矿是一种钼酸铅矿物，是铅矿床氧化带的次生产物，是钼的一个次要的来源。

它有很好的晶形，很高的光泽、黄到橙红的颜色，对矿物收集家来说是很有价值的。参见 Mineral Pr- operties［矿物性质］条。