Nonlinear Internal Waves in Lakes

دینامیک امواج داخلی در دریاچه‌ها (و اقیانوس‌ها) یک جزء فیزیکی مهم مکانیک سیالات ژئوفیزیکی بدنه‌های آبی «ساکت» کره زمین است. تشکیل امواج داخلی مستلزم طبقه بندی فصلی بدنه های آبی و تولید آنها توسط (در درجه اول) نیروهای باد است. از آنجایی که آنها در حوضه هایی با عمق متغیر منتشر می شوند، یک میدان موج تولید شده اغلب تبدیل از مقیاس های بزرگ حوضه به مقیاس های کوچکتر را تجربه می کند. تا زمانی که این شکافت از نظر هیدرودینامیکی پایدار باشد، هیچ اتفاق چشمگیری نخواهد افتاد. با این حال، اگر شیب چگالی عمودی و برش جریان‌های افقی در متالیمنیون با عدد ریچاردسون به اندازه کافی کوچک (<�¼) ترکیب شود، آب اپیلیمنیون سبک با آب هیپولیمنیون مخلوط می‌شود و باعث انتشار عمودی مواد به اعماق پایین‌تر می‌شود. این مرومیکسیس عمدتاً مسئول تهویه آبهای عمیق تر و همگن شدن آب از طریق عمق دریاچه است. این فرآیندها عمدتاً در نتیجه شرایط فیزیکی شکل می‌گیرند، اما از نظر بیولوژیکی نقش مهمی در وضعیت تغذیه‌ای دریاچه دارند.

Internal wave dynamics in lakes (and oceans) is an important physical component of geophysical fluid mechanics of ‘quiescent’ water bodies of the Globe. The formation of internal waves requires seasonal stratification of the water bodies and generation by (primarily) wind forces. Because they propagate in basins of variable depth, a generated wave field often experiences transformation from large basin-wide scales to smaller scales. As long as this fission is hydrodynamically stable, nothing dramatic will happen. However, if vertical density gradients and shearing of the horizontal currents in the metalimnion combine to a Richardson number sufficiently small (< ¼), the light epilimnion water mixes with the water of the hypolimnion, giving rise to vertical diffusion of substances into lower depths. This meromixis is chiefly responsible for the ventilation of the deeper waters and the homogenization of the water through the lake depth. These processes are mainly formed as a result of the physical conditions, but they play biologically an important role in the trophicational state of the lake.