Это волны, возникающие между слоями жидкости разной плотности. Если теплая вода лежит на более холодной и, следовательно, более плотной воде, то между ними образуется граница раздела, аналогичная граница между океаном и атмосферой. Поскольку разница в плотности слоев воды значительно меньше разности плотности воды и воздуха, высота внутренних волн соответственно превосходит высоту поверхностных волн и может достигать сотен метров[27].
Внутренние волны трудны для исследования, поэтому о них мало что известно. В некоторых случаях внутренние волны, по-видимому, вызываются приливными колебаниями; причиной их могут также служить водяные смерчи, шквалы и даже движения судов.
Для изучения внутренних волн в мелководных районах используют эстакады. В глубоководных районах океана их исследуют с помощью приборов, устанавливаемых на буйковых станциях или опускаемых с судна. Лучший метод подобных исследований — постановка группы буйковых станций с приборами, помещенными на различных горизонтах.
В полярных районах, а также в районах речного стока слой пресной воды иногда оказывается лежащим на водной массе, имеющей значительную соленость. В тех случаях, когда толщина этого пресного слоя примерно равна осадке судна, его винт на малом ходу может возбуждать внутренние волны; При этом энергия которая в обычных условиях расходуется на продвижение судна вперед, будет тратиться на поддержание внутренних волн, вследствие чего судно почти перестает двигаться. Явление «мертвой воды» исчезает уже при небольшом увеличении скорости.
Кавитация представляет собой процесс образования, роста и сжатия пузырьков воздуха в жидкости. Кавитация возникает в тех случаях, когда гидростатическое давление в какой-либо точке потока жидкости меньше давления пара этой жидкости. Кавитация обычно возникает под действием механических причин, например при вращении судового винта. Она служит источником шумов и приводит к возникновению выбоин на лопастях винта.
Этим японским словом называют морские волны сейсмического происхождения. (Иногда эти волны называют приливными, но это неверно, ибо они не имеют никакого отношения к приливам.) Волны цунами вызываются подводными землетрясениями, извержениями подводных вулканов и оползнями. Они возникают в основном в глубоководных впадинах на окраинах Тихого океана. Волны цунами могут двигаться со скоростью более 1000 км/час. В открытом океане они имеют высоту всего 0,5–1,0 м, но, достигая берега, они многократно вырастают.
Да, появление волны цунами удается предсказывать, потому что сейсмические (акустические) волны, порождаемые землетрясениями, пересекают океан гораздо быстрее, чем волны цунами, и могут быть зарегистрированы сейсмическими станциями с опережением волн цунами в несколько часов.
После катастрофического цунами, обрушившегося на Гавайские острова в 1946 г., когда погибло 173 человека, а убытки от разрушений составили 25 млн. долларов, на Тихом океане была организована Служба оповещения о цунами. Сейсмические станции фиксируют время и место землетрясения; если его эпицентр лежит под водой, то можно ожидать появления цунами. В этом случае все станции, наблюдающие за уровнем моря, оповещаются о том, что нужно следить за приближением волн цунами.
Для расчета времени подхода волны служат специальные карты длительности пробега цунами от различных пунктов до Гавайских о-вов. Оповещение об ожидаемом времени подхода волн передается по международной Тихоокеанской системе связи. Штаб-квартира Службы оповещения о цунами (подчиняющейся Национальной службе океана при Национальном управлении по изучению океана и атмосферы) находится в Гонолулу.
Приливы представляют собой непрерывные периодические подъемы и опускания уровня моря, происходящие у побережий или в открытом море. У большинства побережий один прилив сменяется другим через 12 час 25 мин, но в некоторых местах период приливных колебаний уровня может быть больше: например на побережье Мексиканского залива он составляет 24 час 50 мин. Подъемы и опускания уровня моря у побережий создаются очень длинными волнами; полной воде соответствует гребень волны, малой воде — подошва волны.
27
Высота поверхностных волн ограничивается силой тяжести. В случае внутренних волн сила тяжести в значительной степени компенсируется архимедовыми силами плавучести. — Прим. перев.