1893年6月19日,探险家南森率船从挪威奥斯陆港出发向北极方向驶去。8月29日,当船行驶到俄国喀拉海的泰梅尔半岛沿岸时,突然走不动了,船被海水“粘”住了。顿时,船员们一片混乱,有的在绝望地呻吟,有的在祈祷:“死水,死亡之水呀,我们就要葬身在这里了,上帝救救我们吧!”
南森环视了海面,只见四周风平浪静,离岸也很远,不是搁浅,也没有触礁。那么,问题出在哪里呢?南森认真测量了不同深度的海水,记录下了观测的结果。此时,南森发现,当船停在“死水”区不能挪动一步时,那里的海水是分层的,靠近海面是一层不深的淡水,下面才是咸咸的海水。他想,船被海水“粘”住的原因可能在此。不一会儿,海上刮起了风,船又开始移动。1896年8月15日,南森经历了千辛万苦之后,终于回到了挪威。他请来了海洋学家埃克曼,共同探索“死水”的奥秘,终于弄清了其中的道理。
大多数人以为海面下是平静的,其实,有时海面下面也会出现波动,因为这种现象发生在海水内部,所以叫它内波。一般情况下,海水的密度都是沿着水平方向或垂直方向逐渐地慢慢变化。可是,江河入海的淡水、潮水的涨落、船舶的活动、海流的运动常常会打破这种有规律的变化,使某个海区的海水密度在垂直方向发生异常变化,形成密度跃层。在密度跃层中,由于密度相差较大,在不同密度水层界面处,海水不再平静如初,会产生上下运动而产生波动,这就是内波形成的原因。
内波具有很强的随机性,其波高、波长和周期变化范围很大。有的波长只有几米,有的波长达上百米甚至几十千米。周期有的只有几分钟,有的长达几十个小时。隐藏在海面下面,常常捉弄海上行船的“幕后操纵者”就是内波。这是因为,一旦上层水的厚度等于船只的吃水深度时,如果船的航速比较低,船螺旋桨的搅动就会在“密度跃层”上产生内波,内波的运动方向同船航行方向相反,内波的阻力就会迅速增加,船速就会减低下来,船就像被海水“粘”住似的寸步难行。
(摘自《创新科技》)