Indre bølger

Sist oppdatert: 27.10.01

Hva er indrebølger?

Det kan lett oppstå bølger i det indre av vannmassene. Disse bølgene kan vi av og til se tegn til også på overflaten. Indre bølger er på samme måte som overflatebølger, tyngde bølger. Det vil si at tyngdekrafta er den kraften som fører partiklene tilbake mot likevektspunktet. Skal tyngdekrafta få noen betydning, må det være tetthetsforskjell på bølgeoverflata. For overflatebølger er det den store tetthetsforskjellen mellom luft og vann, som har betydning. For indre bølger er det forskjellen i tetthet mellom ulike vannlag som gjør at tyngdebølger kan oppstå. Denne tetthetsforskjellen er ofte veldig liten.

Bildet viser Førdesfjorden øst for Haugesund. Lyse striper på fjorden tyder på at det kan være store, indre bølger i fjorden.
Indre bølger skaper bevegelser i begge vannlag. Figuren under illustrerer hvordan vannet i det øvre laget må bevege seg. Vann i øvre lag blir presset bort fra områder der den indre bølga har en topp og til områder der bølga har en bunn. Disse bevegelsene i øvre vannlag fører til at  enkelte steder går svake vannstrømmer mot hverandre og andre steder går de fra hverandre. Figuren under viser dette.

Bølgehastighet for indre bølger

En annen tetthetsforskjell på bølgeoverflaten gjør at formlene for bølgehastighet må korrigeres. Ellers svarer formlene for indre bølger helt til bølgehastighet på dypt og på grunt vann.

Bølgehastighet for indre bølger på dypt vann: 

Formel for indre bølger på grunt vann bli slik:

r er tetthet. Indeks 1 svarer til medium 1, øverste lag, og indeks 2 svarer til medium 2, nedre vannlag. Disse formlene passer også på overflatebølger. Øvre medium for overflatebølger er luft. Setter vi inn tettheten for luft og vann, ser vi at siden tettheten for luft er så liten i forhold til vann, blir formlene over helt like formlene som er gitt for overflatebølger.

Av formlene ser vi at dersom det er liten tetthetsforskjell mellom vannlagene, vil hastigheten til indre bølger være liten. I alle tilfeller vil bølgehastigheten til indre bølger være mye lavere enn for overflatebølger.

Et eksempel: Tetthet i vannlag 1: 1,020 kg/liter og tetthet i vannlag 2: 1,025 kg/liter. For ei bølge med bølgelengde 100 m gir dette en indre bølgehastighet på 0,87 m/s. For ei overflatebølge med bølgelengde 100 m, er til sammenligning hastigheten 12,5 m/s.

En seilbåt på en fjord med stor ferskvannsavrenning kan lage indre bølger med kjølen. Disse bølgene kan skape stor bølgemotstand og skape følelsen av å seile i sirup. 

Indre bølger blander vann

Det skal liten energi til for å skape store indre bølger. Årsaken er den lille tetthetsforskjellen mellom vannlagene. Det er ikke sjelden med indre bølger på 30 med bølgehøyde. Disse har lett for å brekke, særlig når de kommer inn mot grunne områder.

Indre bølger er en viktig kilde til uordnede bevegelser, turbulens, i vannet. Turbulens er en viktig blandingsmekanisme mellom ulike vannlag. Når for eksempel ferskvann fra en elv renner ut i fjorden, får vi et tynt brakkvannslag på toppen med lav saltholdighet. Utover i fjorden vokser brakkvannslaget i tykkelse og saltholdigheten øker. En viktig årsak til dette er indre bølger som skaper turbulens på grensen mellom vannmassene.