folgt: 6.3 Instabilität hinauf: 6. Turbulenz in stabil vorher: 6.1 Grundgleichungen

6.2 Interne Wellen

In stabil dichtegeschichteten Fluiden sind interne Wellen^6.1 möglich. Dazu sei die Überlegung von [131] erwähnt, der davon ausgeht, dass ein Fluidballen in einem stabil geschichteten Fluid aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird. Die Rückstellkräfte aus der stabilen Dichteschichtung zusammen mit der Massenträgheit ergeben eine Schwingung. Die Frequenz dieser Schwingung ist die BRUNT-VÄISÄLÄ-Frequenz [131]:

$$N=\sqrt{ -\frac{g}{\rho}\frac{\partial \rho}{\partial z} }$$ (6.8)

Die Geschwindigkeit der internen Wellen ist aber in Ästuaren viel kleiner als die der Oberflächenwellen. [64] gibt als Beispiel ein Gewässer von 10 m Tiefe und einem Dichtegradienten von 0,5 an. Die Oberflächenwelle läuft mit 9,9 m/s, die interne Welle mit 0,22 m/s ^6.2.

[75] diskutiert das Phänomen unter dem Stichwort ,,interne Grenzflächenwellen``. Er berechnet analytisch und numerisch die Auslenkung der Grenzfläche zwischen zwei Fluidschichten mit unterschiedlicher, aber jeweils konstanter Dichte. Die Struktur der Formeln für die Wellengeschwindigkeit ist mit denen für die kontinuierliche Schichtung vergleichbar. Die Geschwindigkeit einer Welle auf einer Salzwasser-Süßwasser Grenzfläche, die in der Mitte eines 10 m tiefen Wasserkörpers liegt, ergibt sich zu 0,74 m/s [75].

Nicht brechende interne Wellen führen zu keiner Vermischung. Bei im Wasser messbaren Schwankungen (Geschwindigkeit, Konzentration) muss daher zwischen Turbulenz, die zu Vermischung führt, und nicht mischenden internen Wellen unterschieden werden.

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