Внутрішні хвилі: відмінності між версіями

[[ImageФайл:InternalWaves Gibraltar ISS009-E-09952 54.jpg|thumb|250px|'''Внутрішні хвилі'' (позначені стрілками), спричинені припливними течіями у [[Гібралтарська протока]], їх видно завдяки тому, що над внутрішніми хвилями змінюється поверхнева шорсткість, від якої по різному відбивається світло]]

'''Внутрішні хвилі''' — гравітаційні хвилі (див. [[Гравітаційні хвилі (гідродинаміка)|гравітаційні хвилі]]), які розповсюджуються всередині рідини, а не на її поверхні. Внутрішні хвилі існують в стратифікованих рідинах (див. [[Стратифікація (гідрологія)|стратифікованих]]) рідинах, тобто в рідинах, в яких густина змінюється з глибиною, наприклад, за рахунок змінної температури та/абo солоності ( див. [[Солоність|солоності]]): зверху вода має меншу густину ([[Густина|густину]]), знизу  — більшу.

Якщо густина змінюється стрибкоподібно на невеликій відстані (як у випадку з термокліном ( див [[Термоклин]] , пікноклином, галокліном (див. [[Галоклин]]) в озерах та океанах чи атмосферній інверсії), хвилі поширюються горизонтально вздовж цієї поверхні розділу між шарами із різною густиною, подібно до поверхневих гравітаційних хвиль [[Гравітаційні хвилі (гідродинаміка)]], які розповсюджуються на поверхні рідини. Але внутрішні хвилі розповсюджуються із меншими швидкостями, що визначаються різницею густини між шарами рідини знизу та над стрибком густини. Якщо ж густина змінюється непервно, то хвилі можуть поширюватися як по вертикалі так і по горизонталі.

Якщо внутрішні хвилі генеруються потоком над різкими змінами рельєфу дна, то вони називаються - — внутрішні підвітряні хвилі (див. [[підвітряні хвилі]]).

== Прояви внутрішніх хвиль ==

Внутрішні хвилі в атмосфері можна побачити у вигляді хвильових хмар. На піках хвиль повітря піднімається та охолоджується при відносно низькому тиску, що призводть до конденсації водяної пари, якщо відносна вологість близька до 100 %. Хмари, які створюють внутрішні хвилі, що генеруються потоками повітря через пагорби, називаються лінзоподібні хмари ([[Лентикулярні хмари]]) через їх схожий вигляд на лінзи. На півночі Австралії спостерігаєтья явище –  — [[Ранкова ґлорія]], якє також є проявом внутрішніх хвиль в атмосфері.

Внутрішні хвилі в океанічному термоклині можна побачити за допомогою супутника, оскільки хвилі збільшують шорсткість поверхні там, де сходяться горизонтальні потоки, і це збільшує розсіювання сонячного світла (як на зображенні вгорі цієї сторінки, показуючи хвилі, що утворюються припливними потоками через Гібралтарську протоку).

== Фізика внутрішніх хвиль ==

Згідно [[Закон Архімеда]], на будь-яке тіло, занурене в рідину діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витисненої даним тілом рідини і за напрямом протилежна їй і прикладена у центрі мас витісненого об'єму рідини. Це означає, що частинка рідини із густиною <math>\rho</math> оточена рідиною із густиною <math>\rho_0</math>. Тоді вага на одиницю об’ємуоб'єму буде <math>g(\rho-\rho_0)</math>, де <math>g</math> -&nbsp;— [[прискорення вільного падіння]]. Якщо пронормувати на приведену густну <math>\rho_{00}</math>, то отримаємо зменшене прискорення вільного падіння :

: <math>g^\prime \equiv g \frac{\rho-\rho_0}{\rho_{00}}</math>

Якщо <math>\rho>\rho_0</math>, то значення <math>g^\prime</math> додатнє та набагато менше аніж <math>g</math>. Оскільки густина води набагато більше аніж густина повітря, то переміщення водної поверхні у повітрі [[гравітаційні хвилі]] відбувається під дією майже повної сили гравітації (<math>g^\prime \sim g</math>). Переміщення ж термоклину ([[термоклин]]) в озері, що розділяє більш теплий поверхневий шар від глибинного нижнього шару відбуваються під дією зменшеної дій гравітації. Наприклад, різниця густини між крижаною водою та волою кімнатної температури становить 0.002 від характерної густини води, зменшене прискорення вільного падіння становить 0.2&nbsp;% від [[прискорення вільного падіння]. Саме з цієї причини внутрішні хвилі рухаються набагато повільніше аніж поверхневі хвилі.

== Література ==

* {{книга |автор = [[Глинський Микола Тимофійович|Глинский Н. Т.]] |частина = |посилання частина = |заголовок = Внутренние волны в океанах и морях |посилання = |відповідальний = Отв. ред. [[Озмідов Ростислав Всеволодович|Р. В. Озмидов]]. |видання = |місце = {{comment|М.|Москва}} |видавництво = [[Наука (видавництво)|Наука]] |рік = 1973 |том = |сторінки = |сторінок = 128 |серія = Проблемы современной науки и технического прогресса |isbn = |тираж = 8&nbsp;500 |ref=Глинский Н. Т. }}

* {{Книга |автор = Судольский А. С. |заголовок = Динамические явления в водоемах |відповідальний = |видання = |місце = {{comment|Л.|Санкт-Петербург}} |видавництво = [[Гидрометеоиздат]] |рік = 1991 |сторінки = |сторінок = 263 |isbn = |ref=Судольский А. С. }}