Vorige week was misschien de eerste keer dat u ooit hoorde van "interne golven" - het fenomeen waarvan wordt vermoed dat het de afgelopen week het tragische zinken van de Indonesische onderzeeër KRI Nanggala heeft veroorzaakt, resulterend in de dood van de 53 bemanningsleden.

Dus het zal je misschien verbazen te horen dat je ongetwijfeld eerder interne golven bent tegengekomen. Ze bestaan ​​overal om ons heen in de atmosfeer en de oceaan, hoewel ze meestal onzichtbaar zijn. Als je ooit in een vliegtuig hebt gezeten met turbulentie, je hebt hun effecten gevoeld.

Interne golven ontstaan ​​wanneer een sterke wind over een steile heuvel gaat. Lucht wordt omhoog en over de heuvel getild tegen de zwaartekracht in, en versnelt dan aan de andere kant terwijl de zwaartekracht het overneemt. Deze op-en-neer beweging start een oscillatie met de wind mee van de heuvel. De oscillerende beweging is een interne golf.

Je kunt dit gemakkelijker visualiseren door je een stuiterbal voor te stellen die van een trede rolt op een verder vlakke vloer. Als je het snel genoeg rolt, de bal vliegt op de top van de trede en versnelt naar beneden onder de zwaartekracht. Wanneer de bal de grond raakt, begint hij te stuiteren met een stuitlengte (of golflengte) die afhangt van hoe snel je hem hebt gerold.

Niet verrassend, atmosferische interne golven worden meestal gevonden in bergachtige gebieden. Als je ooit naar de lucht hebt gekeken en lange evenwijdige wolkenbanden hebt gezien, vooral in de buurt van bergen, je hebt waarschijnlijk een interne golf gezien die zich door de atmosfeer voortplant. De golven planten zich naar boven voort terwijl ze door de luchtstroom benedenwinds van de berg worden gedragen.

De golven kunnen helemaal tot in de stratosfeer reiken, die ongeveer 10 kilometer boven de grond begint, voordat veranderingen in de atmosferische structuur de golven dwingen te breken. Net zoals golven op het strand breken als het water ondieper wordt, interne golven breken in de atmosfeer wanneer de eigenschappen van de lucht (zoals stroomsnelheid of dichtheid) snel veranderen met de hoogte. Dergelijke veranderingen zijn gebruikelijk in de lagere stratosfeer (10-15 km), dat is waar straalvliegtuigen vliegen.

En net als golven op het strand, dit breken creëert een enorme hoeveelheid chaotische beweging - of turbulentie - die een onaangename schokbeweging veroorzaakt voor elk vliegtuig (en hun passagiers) dat zich in de buurt bevindt!

Lucht vol prachtige zwaartekrachtgolfwolken die me vanmorgen verwelkomen in Melbourne! (Niet te verwarren met zwaartekrachtsgolven!) pic.twitter.com/SqTGz3XH3M

— Katie Mack (@AstroKatie) 28 maart 2017

Dus hoe zit het met interne golven in de oceaan? Net als in de atmosfeer, ze worden gegenereerd door sterke stromen (in dit geval oceaanstromingen) over steile heuvels. Maar in dit geval liggen de heuvels op de zeebodem.

Hoe steiler de heuvels en hoe sterker de stroming, hoe groter de resulterende golven. De zeeën rond Indonesië hebben een perfecte combinatie van deze ingrediënten:een netwerk van diepe bekkens verbonden door smalle, ondiepe kanalen, waardoor sterke getijstromen stromen.

Deze stromen zijn zo sterk dat ze een bijzonder extreme soort interne golf genereren die bekend staat als een "interne solitaire golf", die de volledige golfenergie concentreert in een enkele op-en-neer beweging, in plaats van veel individuele oscillaties. Deze golven kunnen honderden meters hoog zijn, enkele kilometers lang, en reizen met snelheden van 10 km per uur.

Solitaire golven zijn het grootst op dieptes van ongeveer 50-200 meter, waar er een scherpe temperatuurgradiënt is tussen de warme oppervlaktelaag en het koele oceaaninterieur - dezelfde diepten waarop onderzeeërs doorgaans opereren. Als een onderzeeër die op deze diepte zit plotseling wordt geraakt door een van deze golven, het zou naar beneden worden gedragen (of naar boven, afhankelijk van zijn positie ten opzichte van de golf) met een snelheid van misschien 10 meter per minuut gedurende 10 minuten.

Zonder snelle actie om de golfbeweging tegen te gaan, een onderzeeër snel onder zijn maximale operationele diepte kon worden gedragen, wat leidt tot het bezwijken van de romp en het zinken. Uit een archiefrapport van de Amerikaanse marine blijkt dat onderzeebootcommandanten al in 1966 op de hoogte waren van de risico's van interne golven.

Naast het gevaar dat ze vormen voor onderzeeërs, interne golven spelen ook een belangrijke rol in de oceaancirculatie. Ze dragen enorme hoeveelheden energie, helpen om oceaanstromingen in stand te houden, het mengen van warmte en koolstofdioxide door de oceanen, en zo ons mondiale klimaat te beïnvloeden.

Dus de volgende keer dat je wordt opgeschrikt door turbulentie in een vliegtuig, of omhoog kijken naar vreemde strepen van wolken in de lucht, denk eens na over de interne golven die zich overal om je heen voortplanten.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.