Гравитационно-капиллярные волны
Гравитацио́нно-капилля́рные во́лны (ГКВ), волны на поверхности жидкости, обусловленные совместным действием силы тяжести и силы поверхностного натяжения. ГКВ являются диспергирующими волнами, т. е. скорость их распространения зависит от длины волны. Ключевая особенность ГКВ – наличие минимумов фазовой скорости и групповой скорости волн определённой длины, для которых влияние силы тяжести (обусловленной гравитацией) и силы поверхностного натяжения (вызывающей капиллярные явления) сопоставимо. Минимум фазовой скорости волн на воде наблюдается при длине волны 1,7 см и составляет 23,2 см/с. Минимум групповой скорости (17,8 см/с) достигается при длине волны 4,4 см. Если влияние силы тяжести преобладает над влиянием силы поверхностного натяжения (что наблюдается у относительно длинных гравитационных волн в жидкости), дисперсия волн отрицательна, т. е. длинные волны распространяются быстрее коротких. Для коротких капиллярных волн (у которых преобладает влияние силы поверхностного натяжения) дисперсия положительна и ситуация обратная – короткие волны бегут быстрее длинных. Различие знаков дисперсии определяет принципиальные отличия в динамике длинных и коротких волн. Так, при обтекании препятствий короткие капиллярные волны распространяются впереди обтекаемого тела, тогда как длинные гравитационные волны формируют волновой след за телом.
Гравитационно-капиллярные волны вносят существенный вклад в динамику водной поверхности, в значительной степени влияя на затухание и обрушение более длинных волн, газообмен и перемешивание в верхнем слое водоёмов, распространение поверхностных загрязнений. Учёт влияния ГКВ на рассеяние электромагнитных волн водной поверхностью исключительно важен в задачах дистанционного зондирования Земли.