Kredit:Ronnie Robertson/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Förra veckan kan ha varit första gången du någonsin hört talas om "inre vågor" - fenomenet som misstänks ha orsakat den tragiska förlisningen av den indonesiska ubåten KRI Nanggala veckan innan, vilket resulterade i att de 53 besättningsmedlemmarna dog.
Så det kan förvåna dig att höra att du utan tvekan har stött på interna vågor tidigare. De finns runt omkring oss i atmosfären och havet, även om de vanligtvis är osynliga. Om du någonsin har varit på ett flygplan och upplevt turbulens, du har känt deras effekter.
Inre vågor genereras när en stark vind passerar över en brant backe. Luft lyfts upp och över kullen mot tyngdkraften, och accelererar sedan ner på andra sidan när gravitationen tar över. Denna upp-och-ned-rörelse sätter igång en svängning nedför backen. Den oscillerande rörelsen är en intern våg.
Du kan visualisera detta lättare genom att föreställa dig en studsboll som rullar av ett steg på ett annars plant golv. Om du rullar den tillräckligt snabbt, bollen flyger vid toppen av steget och accelererar nedåt under tyngdkraften. När bollen träffar marken börjar den studsa med en studslängd (eller våglängd) som beror på hur snabbt du rullade den.
Inte överraskande, Atmosfäriska inre vågor finns oftast i bergsområden. Om du någonsin har tittat upp mot himlen och sett långa parallella band av moln, särskilt nära berg, du har förmodligen sett en intern våg som fortplantar sig genom atmosfären. Vågorna fortplantar sig uppåt samtidigt som de förs medvind mot berget av luftströmmen.
Satellitbild av inre vågor i atmosfären och havet utanför Australiens nordvästra kust. I atmosfären ser vi vågorna som linjer av moln. I havet, vågorna visas i reflektioner av solens strålar från havsytan. Kredit:NASA
Vågorna kan nå hela vägen in i stratosfären, som börjar ungefär 10 kilometer över marken, innan förändringar i atmosfärens struktur tvingar vågorna att bryta. Precis som vågorna bryter på stranden när vattnet blir grundare, interna vågor bryter av i atmosfären när luftens egenskaper (som flödeshastighet eller densitet) ändras snabbt med höjden. Sådana förändringar är vanliga i den nedre stratosfären (10-15 km), det är dit jetflygplan flyger.
Och precis som vågor på stranden, detta brott skapar en enorm mängd kaotiska rörelser – eller turbulens – vilket skapar en obehaglig skakande rörelse för alla flygplan (och deras passagerare) som råkar vara i närheten!
Himlen full av underbara gravitationsvågmoln som välkomnar mig tillbaka till Melbourne i morse! (Inte att förväxla med gravitationsvågor!) pic.twitter.com/SqTGz3XH3M
— Katie Mack (@AstroKatie) 28 mars, 2017
Så hur är det med inre vågor i havet? Precis som i atmosfären, de genereras av starka flöden (i detta fall, havsströmmar) över branta kullar. Men i det här fallet ligger kullarna på havsbotten.
Inre vågor genereras av snabbt flöde över en brant backe, ungefär som en boll studsar när den rullas i hastighet från ett steg.
Ju brantare kullar och desto starkare strömmar, desto större blir de resulterande vågorna. Havet runt Indonesien har en perfekt kombination av dessa ingredienser:ett nätverk av djupa bassänger förbundna med smala, grunda kanaler, genom vilken starka tidvattenströmmar flyter.
Dessa strömmar är så starka att de genererar en särskilt extrem typ av inre våg som kallas en "intern ensam våg". som koncentrerar hela vågenergin till en enda upp-och-ned-rörelse, snarare än många individuella svängningar. Dessa vågor kan bli hundratals meter höga, flera kilometer lång, och färdas i hastigheter på 10 km i timmen.
Ensamma vågor är störst på djup av cirka 50-200 meter, där det finns en skarp temperaturgradient mellan det varma ytskiktet och det svala havets inre - samma djup som ubåtar vanligtvis opererar. Om en ubåt som sitter på detta djup plötsligt träffades av en av dessa vågor, det skulle bäras nedåt (eller uppåt, beroende på dess position i förhållande till vågen) med en hastighet av kanske 10 meter per minut under 10 minuter.
Utan snabb åtgärd för att motverka vågrörelsen, en ubåt kunde snabbt transporteras under dess maximala operativa djup, leder till skrovbrott och sjunker. En arkivrapport från den amerikanska flottan avslöjar att ubåtsbefälhavare var medvetna om riskerna med interna vågor så länge sedan som 1966.
Förutom faran de utgör för ubåtar, inre vågor spelar också en viktig roll i havscirkulationen. De bär stora mängder energi, hjälpa till att upprätthålla havsströmmar, blanda värme och koldioxid genom haven, och därmed påverka vårt globala klimat.
Så nästa gång du skakas av turbulens på ett plan, eller tittar upp på några konstiga molnränder på himlen, tänk lite på de inre vågorna som sprider sig runt omkring dig.
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
