Опубликовано: 12.04.2018
Одна из особенностей Мирового океана, приводящая к возникновению необычайно зрелищного и интересного явления, заключается в наличии свободной границы океана, которая энергетически прозрачна, легко деформируема и подвижна. Эта особенность приводит к возникновению и развитию морских гравитационных поверхностных волн, которые возникают под действием ветра и являются наиболее очевидным проявлением динамического взаимодействия океана и атмосферы. В качестве силы, возвращающей в положение равновесия водную поверхность, выступает сила тяжести. Роль возвращающей силы может играть и сила поверхностного натяжения — при этом возникают поверхностные капиллярные волны. Мелкая рябь, возникающая на поверхности пруда или лужи при порывах ветра, имеет именно такую природу.
Однако наряду с поверхностными гравитационными и капиллярными волнами в океане существует множество других видов волн, которые играют важную роль в динамике океана. Гравитационные волны возникают благодаря действию силы тяжести на частицы воды, отклоненные от положения равновесия. Сила тяжести возвращает их в исходное положение. Такие равновесные положения могут быть связаны со свободной поверхностью или внутренней геопотенциальной поверхностью в стратифицированной жидкости.
Подобно тому, как поверхностные волны существуют на границе вода-воздух, на границе раздела вод разной плотности будут существовать внутренние гравитационные волны. Образование внутренних волн происходит не только при скачкообразном изменении плотности, но и при ее непрерывном распределении по глубине. Возникновение внутренних волн можно представить себе следующим образом. Если в покоящейся стратифицированной среде возникло возмущение, которое вывело частицу воды из состояния равновесия, то возникает возвращающая сила, равная равнодействующей архимедовой силы и силы тяжести, вызывающая колебания около положения равновесия.