Havets cirkulationsmönster har en djupgående effekt på det globala klimatet. Vågor djupt inne i havet spelar en viktig roll för att upprätta denna cirkulation, uppstår när tidvattenströmmar svänger över en ojämn havsbotten. De inre vågorna som genereras av denna process rör om och blandar havet, förkylning, djupt vatten till ytan för att värmas av solen.

Denna vecka i journalen Vätskans fysik , utredare från South China Sea Institute of Oceanography rapporterar hur man berättar vilken väg inre vågor kommer att gå. Den föreslagna teorin förenar flera tidigare förstådda förklaringar av vågutbredning.

Utan dessa inre vågor, djuphavscirkulationen skulle stängas av och haven skulle stratifieras till varmt vatten lagrat över permanent kallt djupt vatten. När tidvattnet sveper vatten fram och tillbaka över havsbotten varje dag, många vågor skapas som sträcker sig vertikalt från havsbotten till havsytan.

Den upprepade rörelsen av dessa tidvattenoscillationer får de vertikala vågorna att överlagra, eller ackumuleras, tills en så kallad "vågstråle" bildas. Denna sammansatta våg transporterar vatten från havets djup till ytan och beter sig något som en ljusstråle - därav dess namn.

Kullarna, åsar och dalar i havsbotten spelar en nyckelroll i genereringen av vågstrålar. Gränsen för en kontinentalsockel, presenterar en skarp kant eller brott i lutningen, är också viktigt i denna process. En nyckelparameter involverar två vinklar, en är vinkeln som havsbotten gör med horisontalen, och den andra, själva vågstrålen.

Om havets bottenlutningsvinkel är mindre än vågstrålens vinkel, situationen är "subkritisk". En "superkritisk" situation uppstår när den topografiska lutningen överskrider vågstrålens vinkel. En "kritisk" situation föreligger när de två vinklarna matchar. Arbetet rapporterade i Vätskans fysik utforskar genereringen av inre vågor i alla tre fallen och förklarar vågstrålar som riktar sig själva. Den bifogade bilden visar typiska resultat från de publicerade simuleringarna.

Förekomsten av vågstrålar tvärs över havets botten topografi har varit kontroversiell och de senaste förklaringarna till dessa är otillräckliga. Föreliggande studie genomfördes för att förtydliga litteraturen.

Utredarna mötte ett något överraskande resultat för balken som låg i en kritisk sluttning. Ursprungspunkten för vågstrålar (magenta prick i panel (b) i figuren) är nära, men fortfarande en bit ifrån, det plötsliga avbrottet i kontinentalsockeln. Teoretiskt sett interna vågor bör genereras längs hela nedförslutningen, så det är inte klart varför strålar ska härröra från denna enda mystiska plats. Framtida forskning kommer att fokusera på att avgöra varför denna funktion uppstår och vad den betyder för simuleringar av detta viktiga globala fenomen.