印尼潛艦遭「內孤立波」拖海底,這種巨力波浪從何產生?

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 03 日 16:21 | 分類 環境科學 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


印尼潛艦 KRINanggala-402 在 21 日演習期間在龍目海峽(Lombok Strait)準備魚雷試射時失聯,印尼軍方極力搜救,之後發現軍艦在水深 838 公尺處,艦上 53 人全數罹難,且沉沒的船隻分成三部分。印尼當局懷疑,潛艦是遭強大的內孤立波(internal solitary wave)拖入海底,超過艦體能負荷的深度。

波浪不管在表面、深海都會產生,因為海洋密度從海床表面到海底皆不同,當水越冷,水的密度越大。

塔斯馬尼亞大學海洋與南極研究所的海洋學家 Stuart Corney 表示,密度變化需要分層進行,若在海洋表面附近,可能有相同密度、鹽度和溫度,當密度達到發生躍層變化的地步時,就在輕、重水間產生一層分界。

之後,潮汐經過岩石海底和其他障礙物時,會干擾這些水層間的分界,進而產生大量海浪。Corney 指出,當這些波浪聚集在一起,將產生「暴風浪」(湧浪,storm wave)。

▲ 內波在2017年紐西蘭南島東北部的區域。(Source:NASA)

根據臺灣大學海洋研究所楊穎堅解釋,一般海水密度的垂直分布,上層是密度較小的混合層,下層是密度較大的深海等密層,上下兩層之間則是密度躍層,其存在的深度大約是在 100 至 500 公尺之間,確切的深度則因地而異。

水下波浪是相當常見的現象,在世界某處更是頻繁發生,像龍目海峽幾乎每兩週就會發生一次強大波浪;因為龍目海峽海流強勁、海床崎嶇複雜,又處於太平洋、印度洋海水匯流處,加上海峽最寬處僅 40 公里,強勁浪潮必須擠過,適合產生內孤立波。

▲ 內波可能高達數百公尺,長達數十至數百公里。(Source:NASA地球觀測站)

CSIRO 的海洋與大氣研究所的海洋學家 Bernadette Sloyan 表示,印尼海洋僅占海洋一小部分,卻代表全球海洋中約 10%的潮汐能。由於表面至底部的水都必須通過狹長通道,導致海水表面和底部產生很多不穩定性,類似飛機上的亂流,但這也幫助潛艇在水中上下移動。

同時,水下波浪是死水背後的推動力,能夠讓船隻在看似平靜的水面以及良好的天氣中減速;當相對較淡的水在較鹹、較濃稠的水上時,就會產生死水,從而在水面下形成內孤立波。

Corney 表示,儘管預測內波的規則很容易,但是了解像龍目海峽這樣波濤洶湧的地區,何時出現更大、更具破壞性的類型卻很困難。他認為,就像天氣預報一樣,雖然推測明天可能下雨,但無法準確預測到何時。

(首圖來源:pixabay

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