内波是一种水下波,通常发生在分层介质中,是在海洋内部密度不均匀水层间发生的一种波动。只要海水密度稳定分层,并有扰动源存在,内波就会产生。由于内波的能量比相应的表面波小得多,只需小小的扰动就能引起内波的形成,且这种扰动是普遍存在的。因此,内波像海面波浪一样广泛于各大洋中,只是其波长、振幅、周期、传播速度及存在深度有很大的变化。由于内波的存在,在界面上下水质点运动的方向相反,在界面处发生最大速度剪切,可形成速度可高达1.5 m/s以上的内波流,破坏力极大。
目前所知世界上最大的内波流——中国南海内波流的振幅高达 150 m,约 50 层楼高[1]。中国南海是内波灾害发生最频繁的海域,给深水油气资源的开发带来了巨大的安全隐患。
内波虽不像海面波浪那样汹涌澎湃,但它隐匿水中,暗中作祟,常使人们防范不及,故有"水下魔鬼"之称。加拿大戴维斯海峡深水区的一座石油钻探平台,就曾遭内波袭击而不得不中断作业,为此,美国英特俄辛公司为其安装了内波预警系统,以保障其安全作业。内波峰高谷深,垂直作用也很大。
1963年4月10日,美国"长尾鲨"号核潜艇,在大西洋距波士顿港口350公里处突然沉没,艇上160人无一生还,事后经过对沉入海底,变成碎片的残骸分析判断,下沉的原因是潜艇在水中航渡时,遇到了强烈的内波,将其拖拽至海底,承受不了超极限的压力而破碎,这就是强大内波垂直力作用的后果。
参考文献
[1]胡伟杰,刘正礼,陈彬.南海内波流对深水钻井的影响及对策[J].石油钻采工艺,2015,37(01).
[2] 宋玲安.海洋内波流对深水钻井影响技术分析.石化技术, 2021, 28(07): 67-68+62.
本文来源:南海海洋资源利用国家重点实验室