คลื่นน้ำขึ้นน้ำลงภายในเกิดขึ้นจากการที่น้ำ ขึ้นน้ำลงบนพื้น ผิวเคลื่อนตัวน้ำที่มีการแบ่งชั้นขึ้นและลงตามภูมิประเทศที่ลาดเอียง ซึ่งก่อให้เกิดคลื่นภายในมหาสมุทร ดังนั้นคลื่นน้ำขึ้นน้ำลงภายในจึงเป็นคลื่นภายในที่มีความถี่เท่ากับน้ำขึ้นน้ำลง แหล่งกำเนิดคลื่นภายในที่สำคัญอีกแหล่งหนึ่งคือลม ซึ่งก่อให้เกิดคลื่นภายในที่มีความถี่ใกล้เคียงกับความถี่เฉื่อย เมื่อมวลน้ำขนาดเล็กถูกเคลื่อนย้ายออกจากตำแหน่งสมดุล มันจะกลับลงมาด้านล่างเนื่องจากแรงโน้มถ่วงหรือกลับขึ้นไปด้านบนเนื่องจากแรงลอยตัว มวลน้ำจะเคลื่อนที่เลยตำแหน่งสมดุลเดิมไป และการรบกวนนี้จะทำให้เกิดคลื่นแรงโน้มถ่วงภายใน Munk (1981) ตั้งข้อสังเกตว่า "คลื่นแรงโน้มถ่วงภายในมหาสมุทรนั้นพบได้บ่อยพอๆ กับคลื่นที่ผิวน้ำทะเล บางทีอาจจะบ่อยกว่าด้วยซ้ำ เพราะไม่มีใครเคยรายงานถึงความสงบภายในเลย" ^{[ 1 ]}

คลื่นผิวน้ำแพร่กระจายออกไปในลักษณะของคลื่นโดยที่อนุภาคของน้ำในมวลน้ำทั้งหมดจะแกว่งไปในทิศทางเดียวกัน ณ เฟสที่กำหนด (เช่น ในท้องคลื่นหรือที่ยอดคลื่น ดังรูปที่ 1 ด้านบน) นั่นหมายความว่า ในขณะที่รูปร่างของคลื่นผิวน้ำอาจแพร่กระจายไปทั่วผิวน้ำ อนุภาคของของเหลวเองนั้นถูกจำกัดอยู่ในบริเวณที่ค่อนข้างเล็ก ของเหลวจะเคลื่อนที่ขึ้นเมื่อยอดคลื่นผิวน้ำเคลื่อนผ่าน และเคลื่อนที่ลงเมื่อท้องคลื่นเคลื่อนผ่าน การเคลื่อนที่ในแนวราบทำหน้าที่เพียงเพื่อชดเชยความแตกต่างของระดับความสูงในมวลน้ำระหว่างยอดคลื่นและท้องคลื่น: เมื่อผิวน้ำสูงขึ้นที่ด้านบนของมวลน้ำ น้ำจะเคลื่อนที่เข้าด้านในจากมวลน้ำที่อยู่ติดกันซึ่งเคลื่อนลงด้านล่าง เพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของมวลน้ำ แม้ว่าคำอธิบายนี้จะเน้นที่การเคลื่อนที่ของน้ำทะเล แต่ปรากฏการณ์ที่กำลังอธิบายอยู่นั้นโดยธรรมชาติแล้วเป็นคลื่นที่เกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่างของเหลวสองชนิด คือ น้ำทะเลและอากาศ โดยมีกระบวนการสะท้อนเกิดขึ้นทั้งสองด้านของส่วนต่อประสานระหว่างของเหลวสองชนิด

ในระดับที่ง่ายที่สุด คลื่นภายในสามารถคิดได้ว่าเป็นคลื่นที่ส่วนต่อประสาน (รูปที่ 1 ด้านล่าง) ณ ส่วนต่อประสานของสองชั้นของมหาสมุทรที่แตกต่างกันโดยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของน้ำ เช่น ชั้นผิวน้ำที่อุ่นและชั้นลึกที่เย็นซึ่งคั่นด้วยเทอร์โมไคลน์เมื่อน้ำขึ้นน้ำลงที่ผิวน้ำแพร่กระจายระหว่างสองชั้นของของเหลวนี้ที่ผิวมหาสมุทร คลื่นภายในที่คล้ายคลึงกันจะเลียนแบบมันด้านล่าง ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงภายใน การเคลื่อนที่ที่ส่วนต่อประสานระหว่างสองชั้นของมหาสมุทรมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับการเคลื่อนที่ที่ผิวน้ำ เพราะถึงแม้ว่าเช่นเดียวกับคลื่นผิวน้ำ แรงคืนตัวสำหรับคลื่นภายในและน้ำขึ้นน้ำลงยังคงเป็นแรงโน้มถ่วง แต่ผลกระทบของมันลดลงเนื่องจากความหนาแน่นของทั้งสองชั้นค่อนข้างคล้ายกันเมื่อเทียบกับความแตกต่างของความหนาแน่นขนาดใหญ่ที่ส่วนต่อประสานระหว่างอากาศกับทะเล ดังนั้นจึงสามารถเกิดการเคลื่อนที่ขนาดใหญ่ภายในมหาสมุทรได้มากกว่าที่ผิวน้ำทะเล

น้ำขึ้นน้ำลงเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในรอบวันและ รอบ ครึ่งวันองค์ประกอบหลักของน้ำขึ้นน้ำลงรอบครึ่งวันจากอิทธิพลของดวงจันทร์เรียกว่า M2 และโดยทั่วไปจะมีแอมพลิจูดสูงสุด (ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จากลิงก์ภายนอก)

กระแสน้ำขึ้นลงภายในที่ใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นที่ภูมิประเทศกลางมหาสมุทรที่สูงชัน เช่น สันเขาฮาวาย เกาะตาฮิติ สันเขาแมคควารี และสันเขาใต้น้ำในช่องแคบลูซอน ^{[ 3 ]} ลาดทวีป เช่น ชั้นหินทวีปตะวันตกเฉียงเหนือของออสเตรเลีย ก็ก่อให้เกิดกระแสน้ำขึ้นลงภายในขนาดใหญ่เช่นกัน ^{[ 4 ]} กระแสน้ำขึ้นลงภายในเหล่านี้อาจแพร่กระจายไปยังฝั่งและสลายไปคล้ายกับคลื่นผิวน้ำ หรือกระแสน้ำขึ้นลงภายในอาจแพร่กระจายออกไปจากภูมิประเทศสู่มหาสมุทรเปิด สำหรับภูมิประเทศกลางมหาสมุทรที่สูงชัน เช่น สันเขาฮาวาย มีการประมาณการว่าประมาณ 85% ของพลังงานในกระแสน้ำขึ้นลงภายในจะแพร่กระจายออกไปสู่มหาสมุทรลึก โดยประมาณ 15% ของพลังงานจะสูญเสียไปภายในระยะประมาณ 50 กม. จากจุดกำเนิด พลังงานที่สูญเสียไปนี้ก่อให้เกิดความปั่นป่วนและการผสมใกล้กับจุดกำเนิด ^{[ 5 ] [ 6 ]} ยังไม่ชัดเจนว่าพลังงานที่ออกจากแหล่งกำเนิดนั้นกระจายไปที่ใด แต่มีกระบวนการที่เป็นไปได้ 3 ประการ: 1) กระแสน้ำขึ้นลงภายในกระจายตัวและ/หรือแตกตัวที่ภูมิประเทศกลางมหาสมุทรที่อยู่ห่างไกล 2) ปฏิสัมพันธ์กับคลื่นภายในอื่นๆ ทำให้พลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงภายในลดลง หรือ 3) กระแสน้ำขึ้นลงภายในตื้นเขินและแตกตัวบนไหล่ทวีป

Briscoe (1975) ตั้งข้อสังเกตว่า “เรายังไม่สามารถตอบคำถามได้อย่างน่าพอใจว่า ‘พลังงานคลื่นภายในมาจากไหน ไปที่ไหน และเกิดอะไรขึ้นกับมันระหว่างทาง?’” ^{[ 7 ]} แม้ว่าความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการวัดและการสร้างแบบจำลองจะทำให้มีความรู้มากขึ้นเกี่ยวกับน้ำขึ้นน้ำลงภายในและการสร้างคลื่นใกล้ความเฉื่อย แต่ Garrett และ Kunze (2007) สังเกตเห็นในอีก 33 ปีต่อมาว่า “ชะตากรรมของ [น้ำขึ้นน้ำลงภายในขนาดใหญ่] ที่แผ่กระจายออกไปยังคงไม่แน่นอน พวกมันอาจกระจัดกระจายไปเป็น [คลื่นขนาดเล็ก] เมื่อพบกับเกาะ^{[ 8 ] [ 9 ]} หรือพื้นทะเลที่ขรุขระ ^{[ 10 ]} หรือถ่ายโอนพลังงานไปยังคลื่นภายในขนาดเล็กในมหาสมุทร ^{[ 11 ]} ” หรือ “แตกบนลาดทวีปที่อยู่ไกลออกไป ^{[ 12 ]} ” ^{[ 13 ]} ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงภายในส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นที่ภูมิประเทศกลางมหาสมุทรที่สูงชันจะแผ่กระจายออกไปเป็นคลื่นภายในขนาดใหญ่ พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงภายในที่แผ่รังสีนี้เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหลักที่ส่งไปยังมหาสมุทรลึก คิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของพลังงานลมที่ป้อนเข้ามา^{[ 14 ] ความสนใจที่กว้างขวางมากขึ้นเกี่ยวกับน้ำขึ้นน้ำลงภายในได้รับการกระตุ้นจากผลกระทบต่อขนาดและความไม่สม่ำเสมอเชิงพื้นที่ของการผสม ซึ่งในทางกลับกันมีผลกระทบอันดับแรกต่อการไหลเวียนแบบพลิกกลับตามแนว เส้น}เมริเดียน ^{[ 3 ] [ 14 ] [ 15} ]

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงภายในในช่วงหนึ่งรอบน้ำขึ้นน้ำลงที่เคลื่อนที่ผ่านพื้นที่ตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ เรียกว่า ฟลักซ์พลังงาน และมีหน่วยวัดเป็น วัตต์/เมตรฟลักซ์พลังงาน ณ จุดหนึ่งสามารถรวมกันได้ตามความลึก ซึ่งเรียกว่า ฟลักซ์พลังงานรวมตามความลึก และมีหน่วยวัดเป็น วัตต์/เมตร สันเขาฮาวายสร้างฟลักซ์พลังงานรวมตามความลึกได้มากถึง 10 กิโลวัตต์/เมตร คลื่นที่มีความยาวคลื่นยาวที่สุดจะเคลื่อนที่เร็วที่สุดและจึงมีฟลักซ์พลังงานมากที่สุด ใกล้กับฮาวาย ความยาวคลื่นโดยทั่วไปของคลื่นน้ำขึ้นน้ำลงภายในที่ยาวที่สุดอยู่ที่ประมาณ 150 กิโลเมตร ในขณะที่คลื่นที่ยาวรองลงมาอยู่ที่ประมาณ 75 กิโลเมตร คลื่นเหล่านี้เรียกว่า โหมด 1 และ โหมด 2 ตามลำดับ แม้ว่ารูปที่ 1 จะแสดงให้เห็นว่าไม่มีการแสดงออกของน้ำขึ้นน้ำลงภายในบนผิวน้ำทะเล แต่ในความเป็นจริงแล้วมีการเคลื่อนที่อยู่ไม่กี่เซนติเมตร การแสดงออกของน้ำขึ้นน้ำลงภายในบนผิวน้ำทะเลที่ความยาวคลื่นต่างกันเหล่านี้สามารถตรวจจับได้ด้วย ดาวเทียม Topex/PoseidonหรือJason-1 (รูปที่ 2) ^{[ 9 ]} ใกล้ละติจูด 15 องศาเหนือ ลองจิจูด 175 องศาตะวันตก บนสันเขาเกาะไลน์ กระแสน้ำขึ้นน้ำลงภายในโหมด 1 กระจายตัวออกจากภูมิประเทศ ซึ่งอาจก่อให้เกิดความปั่นป่วนและการผสม และสร้างกระแสน้ำขึ้นน้ำลงภายในโหมด 2 ที่มีความยาวคลื่นเล็กกว่า ^{[ 9 ]}${\displaystyle ^{2}}$

ข้อสรุปที่หลีกเลี่ยงไม่ได้คือ พลังงานสูญเสียไปจากกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่ผิวน้ำไปยังกระแสน้ำขึ้นน้ำลงภายในบริเวณภูมิประเทศกลางมหาสมุทรและไหล่ทวีป แต่พลังงานในกระแสน้ำขึ้นน้ำลงภายในนั้นไม่จำเป็นต้องสูญเสียไปในที่เดียวกันเสมอไป กระแสน้ำขึ้นน้ำลงภายในอาจแพร่กระจายไปไกลหลายพันกิโลเมตรหรือมากกว่านั้นก่อนที่จะแตกตัวและผสมผสานกับมหาสมุทร ส่วนลึก

ความสำคัญของน้ำขึ้นน้ำลงภายในและคลื่นภายในโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการแตกตัว การกระจายพลังงาน และการผสมของมหาสมุทรลึก หากไม่มีการผสมในมหาสมุทร มหาสมุทรลึกจะเป็นแอ่งน้ำเย็นนิ่งที่มีชั้นผิวน้ำอุ่นบางๆ ^{[ 16 ]} ในขณะที่การไหลเวียนแบบพลิกกลับตามแนวเส้นเมริเดียน (เรียกอีกอย่างว่าการไหลเวียนแบบเทอร์โมฮาไลน์ ) กระจายความร้อนประมาณ 2 PW จากเขตร้อนไปยังบริเวณขั้วโลก แหล่งพลังงานสำหรับการไหลนี้คือการผสมภายในซึ่งมีขนาดเล็กกว่ามาก ประมาณ 2 TW ^{[ 14 ]} แซนด์สตรอม (1908) แสดงให้เห็นว่าของเหลวที่ทั้งร้อนและเย็นที่ผิวน้ำไม่สามารถพัฒนาการไหลเวียนแบบพลิกกลับในระดับลึกได้ ^{[ 17 ]} แบบจำลองทั่วโลกส่วนใหญ่ได้รวมการผสมที่สม่ำเสมอทั่วทั้งมหาสมุทร เนื่องจากไม่ได้รวมหรือแก้ไขการไหลของน้ำขึ้นน้ำลงภายใน

อย่างไรก็ตาม แบบจำลองในปัจจุบันเริ่มรวมการผสมที่แปรผันตามพื้นที่ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระแสน้ำขึ้นลงภายในและภูมิประเทศที่ขรุขระซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของกระแสน้ำขึ้นลงเหล่านั้น รวมถึงภูมิประเทศที่อยู่ห่างไกลซึ่งอาจเกิดการแตกตัวได้ Wunsch และ Ferrari (2004) ^{[ 18 ]}อธิบายผลกระทบโดยรวมของการผสมที่ไม่สม่ำเสมอตามพื้นที่ใกล้กับภูมิประเทศกลางมหาสมุทรว่า “หลักฐานหลายประการ ซึ่งไม่สมบูรณ์ บ่งชี้ว่าการไหลเวียนทั่วไปของมหาสมุทรนั้น ห่างไกลจากการเป็นเครื่องยนต์ความร้อน แต่เกือบทั้งหมดถูกควบคุมโดยแรงผลักดันของสนามลม และรองลงมาคือกระแสน้ำขึ้นลงในน้ำลึก... ข้อสรุปที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในขณะนี้ที่ว่า การผสม 'แนวดิ่ง' ที่สำคัญเหนือมหาสมุทรส่วนใหญ่นั้นจำกัดอยู่เฉพาะบริเวณขอบเขตที่มีความซับซ้อนทางภูมิประเทศ บ่งบอกถึงการไหลเวียนภายในที่อาจแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงเมื่อเทียบกับการผสมที่สม่ำเสมอ แบบจำลองการไหลเวียนของมหาสมุทร... ซึ่งไม่ได้คำนึงถึงการป้อนพลังงานเข้าสู่ระบบอย่างชัดเจน และไม่ได้คำนึงถึงความแปรผันตามพื้นที่ในการผสมนั้น มีความเกี่ยวข้องทางกายภาพภายใต้สภาวะภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลงไปหรือไม่นั้นเป็นประเด็นที่ต้องพิจารณา” ความเข้าใจเกี่ยวกับ “แหล่งควบคุมพลังงานคลื่นภายในมหาสมุทรและอัตราการสลายตัวของพลังงานนั้น” ยังมีจำกัด และขณะนี้กำลังพัฒนา “การกำหนดพารามิเตอร์ของการผสมที่เกิดจากการปฏิสัมพันธ์ของคลื่นภายในกระแสน้ำวนขนาดกลางความผันผวนของความดันบรรยากาศความถี่สูง และการเคลื่อนที่อื่นๆ บนภูมิประเทศที่ลาดชัน”

กระแสน้ำขึ้นลงภายในอาจสลายตัวบนลาดทวีปและไหล่ทวีป ^{[ 12 ]} หรือแม้กระทั่งเข้าใกล้ชายหาดได้ถึง 100 เมตร (รูปที่ 3) กระแสน้ำขึ้นลงภายในนำพาน้ำเย็นเป็นระลอกๆ เข้าสู่ชายฝั่งและทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิในแนวดิ่งอย่างมาก เมื่อคลื่นผิวน้ำแตก น้ำเย็นจะผสมขึ้นไปด้านบน ทำให้น้ำเย็นสำหรับนักเล่นกระดานโต้คลื่น นักว่ายน้ำ และผู้คนที่มาเที่ยวชายหาดคนอื่นๆ อุณหภูมิของน้ำผิวน้ำในเขตคลื่นซัดอาจเปลี่ยนแปลงได้ประมาณ 10 °C ในเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง

กระแสน้ำขึ้นน้ำลงภายในที่เกิดจากกระแสน้ำขึ้นน้ำลงแบบกึ่งรายวันที่กระทบกับสันเขาใต้น้ำที่สูงชันในช่องแคบระหว่างเกาะ เช่นช่องแคบโมนาหรือใกล้ขอบไหล่ทวีป สามารถเพิ่มการกระจายตัวของความปั่นป่วนและการผสมภายในใกล้กับจุดกำเนิด การพัฒนาความไม่เสถียรของ_เคลวิน-เฮล์มโฮลทซ์ระหว่างการแตกตัวของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงภายในสามารถอธิบายการก่อตัวของบริเวณที่มีการแพร่กระจายสูงซึ่งสร้างการไหลของไนเตรต⁽ NO₃⁻ ) ในแนวดิ่งเข้าสู่เขตที่มีแสงส่องถึงและสามารถรักษาการผลิตใหม่ในพื้นที่ได้^{[ 19 ] [ 20 ]} กลไกอีกประการหนึ่งสำหรับการไหลของไนเตรตที่สูงขึ้นในช่วงน้ำขึ้นสูงสุดเกิดจากพัลส์ของการกระจายตัวของความปั่นป่วนที่รุนแรงซึ่งเกี่ยวข้องกับแพ็ก เก็ตโซลิตอน ภายในความถี่สูง ^{[ 21 ]}แพ็กเก็ตโซลิตอนภายในบางส่วนเป็นผลมาจากการวิวัฒนาการแบบไม่เชิงเส้นของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงภายใน

• น้ำขึ้นน้ำลง
• คลื่นภายใน
• สมุทรศาสตร์กายภาพ

• [1]สถาบันสมุทรศาสตร์สคริปส์
• [2]ระบบสังเกตการณ์มหาสมุทรชายฝั่งแคลิฟอร์เนียตอนใต้
• [3]กระแสน้ำขึ้นลงภายในมหาสมุทร โดย Harper Simmons โดย Jenn Wagaman จากArctic Region Supercomputing Center
• [4]องค์ประกอบหลักของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงในตำราสมุทรศาสตร์กายภาพ โดย Bob Stewart จากมหาวิทยาลัย Texas A&M
• [5]ผลงานของ Eric Kunze เกี่ยวกับคลื่นภายใน น้ำขึ้นน้ำลงภายใน การผสม และอื่นๆ