印尼潜舰遭“内孤立波”拖海底,这种巨力波浪从何产生?

印尼潜舰KRINanggala-402在21日演习期间在龙目海峡(Lombok Strait)准备鱼雷试射时失联,印尼军方极力搜救,之后发现该军舰在水深838米处,舰上53人全部患难,且沉没的船只分成三部分。印尼当局怀疑,潜舰是遭强大的内孤立波(internal solitary wave)拖入海底,使其超过舰体所能负荷的深度。

波浪不管在表面、深海都会产生,因为海洋密度从海床表面到海底皆不同,当水越冷,水的密度越大。

塔斯马尼亚大学海洋与南极研究所的海洋学家Stuart Corney表示,密度变化需要分层进行,若在海洋表面附近,可能有相同密度、盐度和温度,当密度达到发生跃层变化的地步时,就在轻、重水间产生一层分界。

之后,潮汐经过岩石海底和其他障碍物时,会干扰这些水层间的分界,进而产生大量海浪。Corney指出,当这些波浪聚集在一起,将产生“暴风浪”(涌浪,storm wave)。

内波在2017年新西兰南岛东北部的区域。 (Source:NASA)

根据台湾大学海洋研究所杨颖坚解释,一般海水密度的垂直分布,上层是密度较小的混合层,下层是密度较大的深海等密层,上下两层之间则是密度跃层,其存在的深度大约是在100至500米之间,确切的深度则因地而异。

水下波浪是相当常见的现象,在世界某处更是频繁发生,像龙目海峡几乎每两周就会发生一次强大波浪;因为龙目海峡海流强劲、海床崎岖复杂,又处于太平洋、印度洋海水潮流处,加上海峡最宽处仅40公里,强劲浪潮必须挤过,适合产生内孤立波。

内波可能高达数百米,长达数十至数百公里。(Source:NASA地球观测站)

CSIRO的海洋与大气研究所的海洋学家Bernadette Sloyan表示,印尼海洋仅占海洋一小部分,却代表全球海洋中约10%的潮汐能。由于表面至底部的水都必须通过狭长信道,导致海水表面和底部产生很多不稳定性,类似飞机上的乱流,但这也帮助潜艇在水中上下移动。

同时,水下波浪是死水背后的推动力,能够让船只在看似平静的水面以及良好的天气中减速;当相对较淡的水在较咸、较浓稠的水上时,就会产生死水,从而在水面下形成内孤立波。

Corney表示,尽管预测内波的规则很容易,但是了解像龙目海峡这样波涛汹涌的地区,何时出现更大、更具破坏性的类型却很困难。他认为,就像天气预报一样,虽然推测明天可能下雨,但无法准确预测到何时。

(首图来源:pixabay)