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海洋内波波浪的“孪生姐妹”

2025-08-21王天傲王煊

知识就是力量 2025年6期
关键词:搅拌棒内波海面
海洋内波示意图(供图/王天傲)

“海底风暴”

海面的波浪和海洋内波本质上都是发生在不同密度流体交界处的波动,其区别在于前者是发生在大气和海洋之间的波动,后者是发生在海洋内部不同密度的海水之间的波动。

相较于海面的波浪,海洋内波的规模更加宏大、持续时间更久,振幅可达150米——相当于50层楼的高度,因此又被称为“海底风暴”。

海洋内波是如何生成的

条件一:分层

想象有一杯分层的果汁,杯子中不同密度的果汁层次分明,没有混合,这种果汁式的分层就是形成内波的第一个条件——海水密度分布的稳定层化。

具体来说,海水的密度会随着深度的增加而增大,轻的海水始终位于重的海水上方。当这种分布现象较为稳定时,海水在不同密度层之间不易发生混合或对流,便会出现分层现象。

条件二:扰动源

但仅有分层还不够,还需要有“搅拌棒”来轻轻搅动——它可能是潮流经过凹凸不平的海底引起海水上下起伏,也可能是海风吹过海面牵动下层海水运动,甚至可能是潜艇在深处驶过将海水搅动。这些来自海面、海底还有海水内部的“搅拌棒”共同构成了引起内波的另一个条件——扰动源。

这些“搅拌棒”在大海中随处可见,加上本就存在的果汁式分层结构,海洋内波就像海面波浪一样广泛分布于海洋中。

海洋生态环境的好帮手

海洋内波会像搅拌器一样,将海洋中下层的营养物质、鱼类、磷虾等带到海面上。营养物质会促进藻类和浮游植物的光合作用,提升海洋的初级生产力;……

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