La semaine dernière a peut-être été la première fois que vous avez entendu parler de « vagues internes », le phénomène soupçonné d'avoir causé le naufrage tragique du sous-marin indonésien KRI Nanggala la semaine précédente, entraînant la mort des 53 membres d'équipage.

Vous serez peut-être surpris d'apprendre que vous avez sans doute déjà rencontré des ondes internes. Ils existent tout autour de nous dans l'atmosphère et l'océan, bien qu'ils soient généralement invisibles. Si vous avez déjà été à bord d'un avion en proie à des turbulences, vous avez ressenti leurs effets.

Les vagues internes sont générées lorsqu'un vent fort passe sur une colline escarpée. L'air est soulevé et au-dessus de la colline contre la force de gravité, puis accélère de l'autre côté à mesure que la gravité prend le dessus. Ce mouvement de va-et-vient déclenche une oscillation sous le vent de la colline. Le mouvement oscillant est une onde interne.

Vous pouvez visualiser cela plus facilement en imaginant une balle rebondissante roulant sur une marche sur un sol autrement plat. Si vous le roulez assez vite, la balle prend son envol au sommet de la marche et accélère vers le bas sous l'effet de la gravité. Lorsque la balle touche le sol, elle commence à rebondir avec une longueur de rebond (ou longueur d'onde) qui dépend de la vitesse à laquelle vous l'avez roulée.

Sans surprise, les ondes atmosphériques internes se trouvent le plus souvent dans les régions montagneuses. Si vous avez déjà levé les yeux vers le ciel et vu de longues bandes parallèles de nuages, particulièrement près des montagnes, vous avez probablement vu une onde interne se propager dans l'atmosphère. Les vagues se propagent vers le haut en même temps qu'elles sont transportées sous le vent de la montagne par le flux d'air.

Les vagues peuvent atteindre toute la stratosphère, qui commence à environ 10 kilomètres au-dessus du sol, avant que les changements dans la structure atmosphérique ne forcent les vagues à se briser. Tout comme les vagues se brisent sur la plage à mesure que l'eau devient moins profonde, les ondes internes se brisent dans l'atmosphère lorsque les propriétés de l'air (telles que la vitesse d'écoulement ou la densité) changent rapidement avec la hauteur. De tels changements sont courants dans la basse stratosphère (10-15 km), c'est là que volent les avions de ligne.

Et tout comme les vagues à la plage, cette rupture crée une énorme quantité de mouvement chaotique - ou turbulence - créant un mouvement de secousse désagréable pour tout avion (et ses passagers) qui se trouve à proximité !

Ciel plein de magnifiques nuages ​​d'ondes de gravité qui m'accueillent à Melbourne ce matin! (A ne pas confondre avec les ondes gravitationnelles !) pic.twitter.com/SqTGz3XH3M

– Katie Mack (@AstroKatie) 28 mars 2017

Alors qu'en est-il des vagues internes dans l'océan ? Comme dans l'atmosphère, ils sont générés par de forts flux (dans ce cas, courants océaniques) sur des collines escarpées. Mais dans ce cas, les collines sont sur le fond marin.

Plus les collines sont raides et plus les courants sont forts, plus les vagues résultantes sont grosses. Les mers autour de l'Indonésie ont une combinaison parfaite de ces ingrédients :un réseau de bassins profonds reliés par des canaux peu profonds, traversé par de forts courants de marée.

Ces courants sont si forts qu'ils génèrent une sorte d'onde interne particulièrement extrême connue sous le nom d'"onde solitaire interne", qui concentre toute l'énergie des vagues en un seul mouvement de haut en bas, plutôt que de nombreuses oscillations individuelles. Ces vagues peuvent atteindre des centaines de mètres de haut, plusieurs kilomètres de long, et voyager à des vitesses de 10 km par heure.