佛罗里达大学盖恩斯维尔分校海岸和海洋工程系的丹尼尔·M·海恩斯回答说
“您所询问的波浪只是所谓的床面形态的一个例子，当流体流过松散的沉积物时就会发生床面形态。它们在世界各地许多不同的条件下发生，并产生各种壮丽的形状和图案。其中一些保持静止，例如有时在干燥海滩上看到的菱形图案。另一些，例如沙漠中的沙丘，则沿着盛行风或水流的方向移动。
“导致特定床面形态的机制有几种可能性，这是一个合法的科学争议领域。最被接受的解释是，上覆流体（水或空气）的流动以产生稳定形状或床面形态的方式与移动的沉积物颗粒相互作用。因此，具体形状取决于流体的密度和粘度、其在沙子之上的速度以及沉积物的性质（即其特征尺寸、形状和密度）。
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“拉尔夫·A·巴格诺德在他的著作《吹沙与沙漠沙丘物理学》（查普曼和霍尔出版社，1984年[1941年版重印]）中提供了一些关于床面形态的有趣早期观察和解释。”
加利福尼亚大学圣克鲁兹分校地球科学副教授罗伯特·S·安德森对这种看似简单实则复杂的现象提供了更全面的概述
“沙子中的波纹，在海滩和沙丘上都能找到，是自然界最普遍和壮观的自组织例子之一。它们并非源于风中某种预定的模式以某种方式印在表面上，而是源于表面上运动的单个颗粒的动力学。只要风足够强地吹过沙面，将颗粒卷入风中，它们就会出现。这些颗粒随后的跳跃被称为跃移。跃移的颗粒沿着细长的、不对称的轨迹运动：相对陡峭地从床面升起，它们的路径然后被阻力拉伸到顺风方向。它们以厘米到几十厘米的距离撞击顺风方向的沙面，通常以大约 10 度的低角度撞击。正是这种以低角度撞击沙面的风加速颗粒束形成了波纹。
“人为压平的沙面不会长时间保持平坦。（在海滩上或沙丘的迎风面尝试一下，亲眼看看。）沙面上的小而不规则的斑点，波长可能只有几厘米，一旦风开始足够大以引发跃移，就会迅速出现和生长。然后，它们慢慢地组织成更规则的波浪，这些波浪的低波峰垂直于风向排列，并开始缓慢地向下风方向移动。典型的波纹间距约为 10 厘米，而波峰高于波谷的典型高度为几毫米。图案永远不是完美的，相反，波纹波峰偶尔会分裂或终止，产生的图案看起来非常像人的指纹。在横截面中，波纹是不对称的，具有低角度的迎风（迎浪）面和更陡峭的顺风（背风）面。有趣的是，较大的颗粒往往积聚在波纹的波峰上，而波谷则富含较小的颗粒。
“低角度撞击的跃移颗粒束是如何形成这种向下风方向移动的沙波的？这种地形模式源于沙面沉积和侵蚀的空间模式。为了向下风方向移动，沉积必须发生在波纹的顺风面上，而侵蚀必须发生在迎风面上。当离开表面的颗粒多于到达表面的颗粒时，就会发生侵蚀；当到达表面的颗粒多于离开表面的颗粒时，就会发生沉积。一旦跃移顺利进行，绝大多数运动中的颗粒实际上是被其他跃移颗粒的撞击从沙面炸飞的，而不是直接被风的流体力量带走的。然而，撞击您脚踝或积聚在您的裤腿袖口中的沙粒会沿着长轨迹运动，而大多数运动中的颗粒则以非常短的跳跃方式运动，长度仅为几毫米。少数沿长轨迹运动的颗粒以足够的能量撞击沙面，迫使大量沙粒跳跃。
“那么，是什么决定了沉积和侵蚀的模式呢？由于它们的低撞击角度，能量充足的长轨迹轰击强度在波纹的迎风侧最高。这导致从迎浪面弹出的颗粒比降落在迎浪面的颗粒多得多，从而导致侵蚀。相反，波纹的背风面倾斜得非常陡峭，以至于不会受到轰击；波纹的波峰实际上屏蔽了背风面免受轰击。因此，背风面成为净积累区；从迎风面和波纹波峰炸飞的许多颗粒都降落在这里，而从表面炸飞的颗粒很少。这个过程解释了为什么即使是沙面上最初的小凸起也会生长，以及为什么波纹会向下风方向移动。
“是什么控制了波长？间接地说是风速，方式如下。风速决定了较长轨迹的撞击角度：风速越大，跃移轨迹拉伸得越长，最终的撞击角度越小。较低的撞击角度导致每个波纹波峰后方有更长的轰击阴影，从而产生更长的波长。
“这可能是一个冗长的答案，但我希望它能帮助其他人理解自然界中这些奇妙的模式。”
密歇根州立大学东北密歇根州休伦湖沿岸推广处的海洋补助教育家沃尔特·霍格曼补充了一些具体的细节
“海滩上规则的波浪状脊被称为沙纹或波纹痕迹。波纹只是一个小波浪，周期为三秒或更短。然而，沙纹没有容易辨别的周期（它们确实有周期，但周期约为几天）。风速为每小时 3 至 15 公里将产生周期最多为三秒的水波。在每小时 15 公里的风速下，完全形成的水波的最大尺寸为 0.55 米，平均尺寸约为 0.30 米（一英尺）。然而，大多数水波纹要小得多，来自更常见的风速在每小时 3 到 11 公里之间的风。
“水波相当容易理解。当来自风的压力开始形成压力驼峰时，水波就会产生，压力驼峰会将其能量传递给风向上的相邻水分子。随着风速增加，波浪变得规则，并以可预测的速度和可预测的高度沿着表面“行进”。当风速超过波浪速度的 1.3 倍时，远离海岸的水波变得不稳定。此时，它们开始变得陡峭并开始向前破碎，产生白色浪花。然后，迎风坡变得比顺风坡更浅（更平坦）。风相对于波速越大，波浪就越陡峭，尤其是在顺风侧。
“风吹过沙子的表现略有不同，但一些相同的基本力也在起作用，以产生规则间隔的波纹。由于当风吹过沙子时，沙子不会将能量传递给相邻的沙粒，因此风必须上升到静止的驼峰之上。这样做时，它在垂直方向上被压缩，因此必须加速。驼峰（沙波）的顶部和迎风坡获得最大的速度。两者之间的山谷（风可以再次膨胀的地方）的风速最慢；那里产生了一个滚动的漩涡，它像真空一样将沙子从山谷中吸起。为了形成沙纹，风或沿着海岸的冲刷必须是持久的并且来自一个方向的连续风。在五大湖地区，沙纹在水下最好看或感觉到。它们在周围干燥的海滩上相当罕见，可能是因为当地的风非常不稳定，而且沙子不如海沙粘稠。
“任何波浪形成的频率都取决于风的整体强度，或者在水下沙纹的情况下，取决于波浪的强度。对于干燥的沙子，强风开始抹去波纹，形成更大更规则的护堤，护堤彼此间隔均匀地垂直于风向。这些实际上是大的波纹。持续的强风可以将这些隆起变成起伏的沙丘，沙丘通常会延伸到内陆很远的地方。