内波是一种水下的重力波,它经常发生于不同的分层介质中,比如我们将油和水两种密度不同的液体混合,在它们的分界面上,当受到一定的外力扰动时,会产生相互之间的扰动,从而在混合液体的内部形成“暗流汹涌”的状态,而混合液体的表面一般是看不到什么异样来的。
海洋实质上也是由不同密度的介质所构成的混合液体,其中上层海水往往温度更高、盐度更低,下层海水一般温度偏低、盐度较高,这样上下层海水之间,就会产生密度差,形成分层现象。当海水在流动的过程中,遇到海底复杂地形的影响,甚至强烈的风、潮汐等作用下,就会出现“内波”现象。
由于内波相较于海洋表面的波浪,其能量要小很多,所以在很小的外力扰动下就能够产生,所以,在靠近大陆架的海域、洋流常年流动的线路附近、热带气旋的主要发源地带,都有较大的几率产生“内波”。
虽然内波本身携带的能量没有海浪大,但是,在不同介质的水体界面上,水体的运动方向往往不一致,会呈现一定的角度甚至完全相反,那么就会在界面处产生相对运动的剪切效应,就如同一把剪刀一样,产生极大的破坏力。
其实,不光是海洋中会形成“内波”,在大气层中也有几率出现。因为大气层随着高度的不同,温度也会发生变化,特别是在大气密度最高的对流层中,也会出现具有冷热分层的空气,在空气对流扰动下,也会形成“看不见”的内波。
其实,海洋中的内波,和海面上的波浪一样,也是广泛存在于地球上的各大海洋中,只不过内波的传播速度、振幅、周期以及深度,会由于海水密度的差异程度、温度差异的高低、海底地形、外力扰动强弱,而出现很大的变化。
一般情况下,海洋中的“内波”,可以在海面之下传播几公里甚至几十公里,持续的时间可以延续到几个小时。从振幅来看,其上下波动的范围,经常会超过50米。有的“内波”形成以后,可以在水深10米左右的海面之下,形成高达40~60米的水波,非常强烈地影响海水的稳定性,只不过这个水波的方向,一般是向下延伸的。由于“内波”扰动海水的能力非常强大,而且在海水表面还不容易发现,因此无论是从真实还是潜在的破坏力来看,威胁都是非常大的。
在世界各大海域中,“内波”发生频率较高、强度较大、破坏力较强的区域,最明显的莫过于直布罗陀海峡。比如1984年,前苏联一艘潜艇在通过该海峡时,突然失控撞向了一艘货船,潜艇和货船均出现了不同程度的损坏。之所以直布罗陀海峡“内波”效应非常显著,一方面在于其海水分层现象非常明显,另一方面是由于海底的地形地貌非常复杂。
除此之外,我国的南海区域,也是“内波”效应比较明显的海域,其造成的剪切力可能还更为剧烈,主要原因在于南海区域即靠近大陆架,其深度也很深,因此“内波”的振幅有时会高达300米。
除此之外,像印尼的龙目海峡、意大利墨西拿海峡、安达曼海等区域,也经常发生“内波”效应,对来往的船只以及近海潜水作业造成严重的影响。
“内波”就像是沉睡在海水中的“巨人”,它来无影去无踪,虽然我们很少能直接看到它,但是它的确普遍存在于海面之下,随时“窥视”着海洋中的一切,冷不丁来一下子来证明它的存在。如果我们在海面之上,看到有一行行间距非常大的微波,那极有可能下方就暗藏着“内波”,这个时候我们就得注意了。