Внутрішні хвилі 1
ВНУТРІШНІ ХВИЛІ (внутрішні гравітаційні хвилі), особливий вид хвильових рухів в рідкому або газоподібному середовищі, яка володіє змінної по висоті щільністю (так звана стратифікована середа). Стійкої стратифікації відповідає зростання щільності в напрямі сили тяжіння. При порушенні рівноваги (спливанні важчій рідини вгору або опусканні легшою рідини вниз) з'являється повертає сила, що і призводить до виникнення коливань, що передаються сусіднім ділянкам середовища. Основним параметром, що характеризує внутрішні хвилі, служить так звана частота плавучості N, або частота Брента - Вяйсяля, рівна частоті власних коливань елемента рідини у вертикальному напрямку. Частота N визначається через градієнт щільності:
де р (z) залежні від висоти r щільність рідини, g - прискорення сили тяжіння.
У моделі експоненціальної стратифікації частота N постійна і закон дисперсії, що зв'язує частоту хвилі ω і хвильовий вектор k, для коротких хвиль (наближення Буссінеска) має вигляд: ω = ± Nkh / k, де kh - проекція хвильового вектора на горизонтальну площину. Відповідно до закону дисперсії, частота внутрішніх хвиль залежить тільки від напрямку хвильового вектора, але не від його величини. Це призводить до того, що еволюція фазової поверхні (поверхні однакових фаз) пов'язана тільки зі зміною напрямку хвильового вектора, і в разі гармонійного точкового джерела фазові поверхні являють собою конічні поверхні з спрямованої вертикально віссю симетрії і змінним кутом розчину (конічні поверхні сходяться до вертикальної осі і розходяться від неї).
Оскільки атмосфера і океан є стратифіковані середовища, то в них завжди є внутрішні хвилі, які відіграють важливу роль в процесах перенесення енергії, породження турбулентності, формуванні тонкої структури атмосфери і океану і тим самим частково визначають метеорологічні і кліматичні умови на Землі.