Внутренние волны

Гравитационные волны, возникающие внутри устойчиво стратифицированных по плотности водных масс. Образуются следующим образом: если частица воды под действием каких-либо сил окажется выведенной из состояния равновесия, то разность плотностей частицы и окружающей среды приведет к возникновению силы плавучести, возвращающей ее в равновесное положение. Под действием силы инерции частица пройдет это положение и будет колебаться до тех пор, пока силы внутреннего трения ее не остановят. Поскольку частицы воды связаны друг с другом, эти колебаня распространяются в пространстве в виде В.В. Их высоты обычно значительно больше, чем высоты волн на поверхности океана; они тем больше, чем менее устойчвы слои воды. Однако при их малой устойчивости В.В. сами становятся динамически неустойчивыми и разрушаются, трансформируясь в конвективно-турбуленные вихри. Регистрируемые в океане В.В. имеют высоту 5 - 20 м, иногда устойчивые волны достигают высоты 100 - 150 м. Различают высокочастотные и низкочастотные В.В. Спектр высокочастотных В.В. с периодами от нескольких минут до нескольких часов практически непрерывен, соответственные длины лежат в пределах от нескольких метров до нескольких километров. Скорость распространения высокочастотных В.В. составляет несколько десятков сантиметров в секунду. Распространяются группами - цугами - имеют сложную форму. Каждый цуг может включать до нескольких десятков волн. Низкочастотные В.В. имеют выраженные энергонесущие максимумы на инерционной (период от 12 до нескольких десятков часов) и npиливных (периоды 12 и 24 ч) частотах. Соответственные длины волн находятся в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен километров, а фазовые скорости имеют порядок нескольких метров в секунду. Высокочастотные В.В. возбуждаются в основном за счет внутренних источников энергии, таких, например, как сдвиговая неустойчивость течений, воздействие ветровых волн и др. Низкочастотные В.В. - продукт резонансного возбуждения внешними анемобарическими и приливообразующими силами. В.В. проявляются в изменениях температуры и солености воды и оказывают существенное влияние на вертикальную стратификацию вод, турбулентное перемешивание, распределение взвесей планктона, вертикальные миграции планктона и рыб, условия распространения звука в океане. Влияние В.В. должно также учитываться при подводных плаваниях. Под действием В.В. глубина слоя скачка плотности может резко измениться, подводный аппарат, находящийся в этом слое, провалится на большую глубину. Существует версия, что гибель американской атомной подводной лодки "Трешер" в 1963 г. произошла по этой причине.