Oceaancirculatiepatronen hebben een diepgaand effect op het wereldwijde klimaat. Golven diep in de oceaan spelen een belangrijke rol bij het tot stand brengen van deze circulatie, ontstaan ​​wanneer getijstromen oscilleren over een ongelijke oceaanbodem. De interne golven die door dit proces worden gegenereerd, roeren en vermengen de oceaan, koude brengen, diep water naar de oppervlakte om door de zon te worden opgewarmd.

Deze week in het journaal Fysica van vloeistoffen , onderzoekers van het South China Sea Institute of Oceanography rapporteren hoe ze kunnen bepalen welke kant interne golven op zullen gaan. De voorgestelde theorie verenigt verschillende eerder begrepen verklaringen van golfvoortplanting.

Zonder deze interne golven, de diepe oceaancirculatie zou stilvallen en de oceanen zouden gelaagd worden in warm water, gelaagd over permanent koud diep water. Terwijl de getijden elke dag water heen en weer vegen over de oceaanbodem, er worden veel golven gecreëerd die zich verticaal uitstrekken van de oceaanbodem naar het oppervlak van de zee.

De repetitieve beweging van deze getijtrillingen zorgt ervoor dat de verticale golven elkaar overlappen, of accumuleren, totdat er een zogenaamde "golfbundel" ontstaat. Deze samengestelde golf transporteert water van de diepten van de oceaan naar het oppervlak en gedraagt ​​zich een beetje als een lichtstraal, vandaar de naam.

De heuvels, ruggen en valleien van de oceaanbodem spelen een sleutelrol bij het genereren van golfstralen. De grens van een continentaal plat, met een scherpe rand of breuk in de helling, is ook belangrijk in dit proces. Een belangrijke parameter omvat twee hoeken, een daarvan is de hoek die de oceaanbodem maakt met de horizontale, en de andere, de golfbundel zelf.

Als de hellingshoek van de oceaanbodem kleiner is dan de golfbundelhoek, de situatie is "subkritisch". Een "superkritische" situatie ontstaat wanneer de topografische helling de golfbundelhoek overschrijdt. Er bestaat een "kritieke" situatie wanneer de twee hoeken overeenkomen. Het werk gerapporteerd in Fysica van vloeistoffen onderzoekt het genereren van interne golven in alle drie de gevallen en legt uit hoe golfstralen zichzelf richten. De bijgaande figuur toont typische resultaten van de gepubliceerde simulaties.

Het bestaan ​​van golfbundels dwars op de topografie van de oceaanbodem is controversieel en recente verklaringen hiervoor zijn ontoereikend. Het huidige onderzoek is uitgevoerd om de literatuur te verduidelijken.

De onderzoekers kwamen een enigszins verrassend resultaat tegen voor de balk die op een kritieke helling lag. Het oorsprongspunt voor golfstralen (magenta stip in paneel (b) van de figuur) is dichtbij, maar nog steeds op enige afstand van, de abrupte breuk in het continentaal plat. theoretisch, interne golven moeten worden gegenereerd langs de gehele neerwaartse helling, dus het is niet duidelijk waarom balken van deze ene mysterieuze plek zouden moeten komen. Toekomstig onderzoek zal zich richten op het bepalen waarom dit kenmerk ontstaat en wat het betekent voor simulaties van dit belangrijke wereldwijde fenomeen.