世界上一些最大的海浪几乎不可能被看到。与海啸或巨浪等其他大型海浪不同，这些被称为内波的海浪并不在海面上起伏。相反，它们在水下移动，如果没有卫星图像或复杂的监测设备，就无法被检测到。尽管它们具有隐藏的特性，但内波是海洋水动力学的基本组成部分，将热量传递到海洋深处，并将冷水从下方带上来。而且它们可以达到惊人的高度——有些高达摩天大楼。
麻省理工学院的研究员汤姆·皮科克（Tom Peacock）说，由于这些波浪参与海洋混合以及热量的传递，因此了解它们对于全球气候建模至关重要。大多数全球模型未能充分考虑内波的影响。*皮科克说：“如果我们想要更准确的气候模型，我们就必须能够捕捉到这样的过程。”
皮科克和他的同事们试图做到这一点。他们发表在11月《地球物理研究快报》上的研究，重点关注在吕宋海峡产生的内波，该海峡分隔了台湾和菲律宾。据认为，该地区的内波是世界上最大的内波之一，可达约500米高。“这与纽约刚刚建成的自由塔的高度相同，”皮科克说。
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尽管科学家们知道在中国南海及其他地区存在这种现象，但他们并不确切知道内波是如何形成的。为了找出答案，皮科克和来自麻省理工学院和伍兹霍尔海洋研究所的一组研究人员与法国国家科学研究中心合作，使用了那里一个名为科里奥利平台的巨大设施。这个直径约15米的旋转平台以可变速度旋转，可以模拟地球的自转。它还有墙壁，这意味着科学家可以用水填充它，并创建各种海洋情景的精确、大规模模拟。
皮科克和他的团队建立了一个吕宋海峡的碳纤维树脂比例模型，包括岛屿和周围的海底地形。然后，他们用不同盐度的水填充平台，以复制海峡中发现的不同密度，密度较大、含盐量较高的水在下方，密度较小、含盐量较低的水在上方。将小颗粒添加到溶液中，并用来自下方的灯光照射，以追踪液体的移动方式。最后，他们使用两个大型柱塞重新创建了潮汐，以观察内波本身是如何形成的。
吕宋海峡的独特双脊形状的水下地形，被证明是产生水下波浪的原因。当潮汐涨落并且水流过海峡时，较冷、密度较大的水被向上推过山脊，进入上方较暖、密度较小的水层。这种作用导致由较暖的水拖曳的较冷的水团产生内波。当这些波浪向陆地移动时，它们会变得更陡峭——就像海滩上的海浪在撞击海岸之前会变得更高一样——直到它们在大陆架上破碎。
该论文的第一作者、目前在图卢兹流体力学研究所从事博士后研究的马蒂厄·梅西耶（Matthieu Mercier）解释说，内波撞击大陆架会导致海水混合，将较暖的水向下推，并将较冷的水向上拉。但他说还有一个生物学组成部分：“当你这样混合时，你会为生活在该地区的生物带来更多的养分，”例如浮游生物和珊瑚。
来自同一研究项目的另一个研究团队也能够设计出一个数学模型来描述这些波浪的运动和形成。*虽然该模型专门针对吕宋海峡，但它仍然可以帮助研究人员了解内波在全球其他地方是如何产生的。最终，这些信息将被纳入全球气候模型，使其更加准确。“在这些[全球气候]模型的背景下，很明显内波在驱动海洋环流中发挥着作用，”皮科克说。*
*编者注（2014年1月23日）：在发布后，对三个带有星号的句子进行了编辑：前两个被更改为纠正原始陈述中的错误；第三个用于澄清引用的归属。