內波

內波

英文名稱:Internal Wave“內波”從字面上看,就是發生在流體內部的波動。“內波”的產生,應具備兩個條件,一是流體密度穩定分層;二是要有擾動源,兩者缺一不可。內波既出現在大氣當中,也普遍出現在海洋當中。內波雖不像海面波浪那樣洶湧澎湃,但它隱匿水中,暗中作祟,常使人們防範不及,故有“水下魔鬼”之稱。內波與表面波雖然都是液體波動,但它們又各不相同。內波的破壞力,主要是產生內波的躍層上下,會形成兩支流向正相反的內波流。內波峰高谷深,垂直作用也很大。

與表面波的區別

內波與表面波雖然都是液體波動,但它們又各不相同。空氣與水的密度相差近千倍,在海面形成的波浪,它的波動最大值在海面,隨著深度增加而減少,到達一定深度就消失了。 海水密度隨著水溫鹽度及壓力的不同,通常由上至下密度逐漸增大,形成穩定連續密度層結,密度梯度一般在O(0.001)的量級。在外力擾動下,就會海水內部產生內波,因此海洋內波是一種非常普遍的現象。 內波的振幅,一般要比表面波高大得多,從幾十米甚至達到上百米;內波的波長,一般有幾百米,甚至萬米以上。這主要是由於海水密度和空氣密度的差異不同引起的。因為同樣的外力,使海水內部產生的波動,要比海面上大很多。這種現象用阿基米德原理是不難解釋的,猶如在水中抬起重物,比由海面抬到空氣中要省力很多。

破壞作用

內波雖不像海面波浪那樣洶湧澎湃,但它隱匿水中,暗中作祟,常使人們防範不及,故有“水下魔鬼”之稱。內波的破壞力,主要是產生內波的躍層上下,會形成兩支流向正相反的內波流。這種內波流可高達1.5米/秒,猶如剪刀一般,破壞力極大。加拿大戴維斯海峽深水區的一座石油鑽探平台,就曾遭內波襲擊而不得不中斷作業,為此,美國英特俄辛公司為其安裝了內波預警系統,以保障其安全作業。內波峰高谷深,垂直作用也很大。1963年4月10日,美國“長尾鯊”號核潛艇,在大西洋距波士頓港口350公里處突然沉沒,艇上129人無一生還,事後經過對沉入海底,變成碎片的殘核分析判斷,下沉的原因是潛艇在水中航渡時,遇到了強烈的內波,將其拖拽至海底,承受不了超極限的壓力而破碎,這就是強大內波垂直力作用的後果。

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