Přílivové vlny způsobují. Jak Měsíc příliv moře a oceánů na Zemi

Hladina vodní hladiny v mořích a oceánech naší planety se pravidelně mění, v určitých intervalech kolísá. Tyto pravidelné výkyvy jsou odliv a proud moře.

Obrázek odlivu a proudění moře

Vizualizovat obrázek odlivu a proudu moře, představte si, že stojíte na svažitém břehu oceánu v nějaké zátoce, 200 - 300 metrů od vody. Na písku je mnoho různých objektů - stará kotva, trochu blíže velká hromada bílého kamene.

Železné trup malé lodi, která spadla na bok, leží nedaleko. Spodní část těla v přídi je silně zvětralá. Jakmile tato loď, daleko od pobřeží, letěla do kotvy. K této nehodě došlo s největší pravděpodobností během odlivu a loď zřejmě na tomto místě ležela více než jeden rok, protože téměř celé její trup se podařilo pokryt hnědou rzí. Jste ochotni považovat nežádoucího kapitána za viníka lodní nehody.

Kotva zřejmě byla ta ostrá zbraň, na kterou loď dopadla. Hledáte tuto kotvu a nemůžete ji najít. Kam mohl jít? Pak si všimnete, že voda se již blíží hromadu bílých kamenů, a pak hádáte, že kotva, kterou jste viděli, byla dlouho zaplavena přílivovou vlnou. Voda „přichází“ na břeh, dále stoupá a dále stoupá. Hromada bílých kamenů byla nyní téměř celá skrytá pod vodou.

Fenomén odlivu a proudění moře

Fenomén odlivu a proudění moře lidé se dlouho pohybovali s pohybem Měsíce, ale toto spojení zůstalo tajemstvím až do geniálního matematika Isaac Newton nevysvětlil to na základě gravitačního zákona, který objevil. Důvodem těchto jevů je akce přitažlivosti Měsíce, vyvíjeného na vodní skořápku Země.

Další slavný Galileo Galilei spojil odliv a tok s rotací Země a viděl v tomto jednom z nejrozumnějších a nejspolehlivějších důkazů o platnosti učení Nicolause Copernicuse, (více :). Pařížská akademie věd v roce 1738 vyhlašuje cenu tomu, kdo dává nejodůvodněnější prezentaci teorie přílivu a odlivu.

Cena pak obdržela Euler, Maclaurin, D. Bernoulli a Cavalieri... První tři brali Newtonův gravitační zákon jako základ své práce a jezuita Cavalieri vysvětlil přílivy na základě Descartesovy vírové hypotézy. Mezi nejvýznamnější práce v této oblasti však patří Newton a Laplacea veškerý další výzkum je založen na zjištěních těchto velkých vědců.

Jak vysvětlit jev odlivu a toku

Jak nejjasněji vysvětlit jev odlivu a toku... Pokud pro jednoduchost předpokládáme, že zemský povrch je zcela pokryt vodním pláštěm, a podíváme-li se na zemský glóbus z jednoho z jeho pólů, lze obrázek mořských přílivů znázornit následovně.

Lunární přitažlivost

Ta část povrchu naší planety, která je obrácena na Měsíc, je k ní nejblíže; v důsledku toho je vystaven větší síle lunární přitažlivostnež například centrální část naší planety, a proto je přitahována k Měsíci více než zbytek Země. Z tohoto důvodu se na straně směrem k Měsíci vytváří přílivový hrb.

Zároveň se na opačné straně Země, která je nejméně vystavena přitažlivosti Měsíce, objeví stejný přílivový hrb. Země proto má podobu postavy poněkud protáhlé podél přímky spojující středy naší planety a Měsíce.

Na dvou protilehlých stranách Země, které se nacházejí na jedné přímce, která prochází středy Země a Měsíce, se tedy vytvoří dva velké hrby, dva obrovské puchýře na vodu.

Současně, dvě další strany naší planety, umístěné pod úhlem devadesáti stupňů od výše uvedených bodů maximálního přílivu, zažívají největší přílivové odlivy. Voda zde padá více než kdekoli jinde na povrch zeměkoule. Čára spojující tyto body při odlivu je poněkud zmenšena, a tak se vytvoří dojem prodloužení Země ve směru maximálních přílivových bodů.

Díky lunární přitažlivosti si tyto body maximálního přílivu stále udržují svou polohu vzhledem k Měsíci, ale protože se Země otáčí kolem své osy, zdá se, že se během dne pohybují po celém povrchu Zeměkoule. proto v každé oblasti během dne jsou dva přílivy a odlivy.

Sluneční odliv a proudění

Slunce, stejně jako Měsíc, silou své gravitace vytváří odliv a proudění. Ale je umístěna ve mnohem větší vzdálenosti od naší planety ve srovnání s Měsícem a sluneční přílivy, které se vyskytují na Zemi, jsou téměř dva a půlkrát menší než měsíční. proto sluneční přílivy, nejsou pozorovány samostatně, ale je zvažován pouze jejich vliv na velikost přílivu.

Například, největší odliv a proudění moře nastane během úplných a nových měsíců, protože v této době jsou Země, Měsíc a Slunce na jedné přímce a naše denní světlo díky přitažlivosti zvyšuje přitažlivost Měsíce.

Naopak, když pozorujeme Měsíc v první nebo poslední čtvrtině (fázi), nejmenší odliv a tok... Je to proto, že v tomto případě se měsíční příliv shoduje s sluneční svit... Akce lunární přitažlivosti klesá o množství přitažlivosti Slunce.

Přílivové tření

« Přílivové tření„Existence na naší planetě má zase účinek na měsíční oběžné dráze, protože přílivová vlna způsobená měsíční gravitací má opačný účinek na Měsíc, což má sklon k urychlení jejího pohybu. V důsledku toho se Měsíc postupně vzdaluje od Země, jeho revoluční období se zvyšuje a s největší pravděpodobností ve svém pohybu trochu zaostává.

Velikost přílivu moře

Kromě relativní polohy v prostoru Slunce, Země a Měsíce, dále přílivová velikost v každé konkrétní oblasti je ovlivněn tvar mořského dna a povaha pobřeží. Je také známo, že v uzavřených mořích, jako například v Aralu, Kaspii, Azově a Černé, není odliv a tok téměř pozorován.

Sotva je najdete v otevřených oceánech; zde přílivy stěží dosáhnou jednoho metru, hladina vody stoupá velmi mírně. Ale na druhé straně, v některých zátokách existují přílivy takové kolosální velikosti, že voda stoupá do výšky více než deset metrů a na některých místech zaplavuje kolosální prostory.

Odliv a proudění ve vzduchu a pevných obalech Země

Odliv a tok také se vyskytují ve vzduchu a pevných pláštích Země... Sotva si všimneme těchto jevů ve spodních vrstvách atmosféry. Pro srovnání poukazujeme na to, že ve spodní části oceánů nejsou pozorovány odlivy a toky. Tato okolnost je vysvětlena skutečností, že hlavně přílivové procesy se účastní hlavně horní vrstvy vodní obálky. Odliv a průtok ve vzduchovém obalu lze detekovat pouze při velmi dlouhém pozorování změn atmosférického tlaku.

Pokud jde o zemskou kůru, každá její část se díky přílivu a prudkému působení Měsíce během dne zvedne dvakrát a dvakrát klesne asi o několik decimetrů. Jinými slovy, fluktuace pevné skořápky naší planety jsou přibližně třikrát menší než fluktuace na hladině oceánů. Zdá se tedy, že naše planeta neustále dýchá, zhluboka se nadechuje a vydechuje a její vnější skořápka, jako je hruď velkého zázračného hrdiny, se někdy trochu zvedne a pak klesne.

Tyto procesy probíhající v pevné skořápce Země lze detekovat pouze pomocí nástrojů používaných k zaznamenávání zemětřesení.

Je třeba poznamenat, že odliv a tok se vyskytují na jiných světových tělech a mají obrovský dopad na jejich vývoj.

Kdyby byl Měsíc ve vztahu k Zemi stacionární, pak by při neexistenci dalších faktorů ovlivňujících zpoždění přílivové vlny, kdekoli na světě každých 6 hodin, byly dva přílivy a dva přílivy denně.

Ale protože Měsíc se neustále točí kolem Země a navíc ve stejném směru, ve kterém se naše planeta otáčí kolem své osy, je dosaženo určitého zpoždění: Země se dokáže otočit na Měsíc s každou ze svých částí ne do jednoho dne, ale přibližně za 24 hodin a 50 minut. Proto v každé oblasti příliv a odliv netrvá přesně 6 hodin, ale asi 6 hodin a 12,5 minut.

Střídání odlivu a toku

Kromě toho je třeba poznamenat, že správnost střídání odlivu a toku je narušeno v závislosti na povaze umístění kontinentů na naší planetě a neustálém tření vody na povrchu Země. Tyto nepravidelnosti střídání někdy dosahují několika hodin.

K „nejvyšší“ vodě tedy nedochází v okamžiku vyvrcholení Měsíce, jak vyplývá z teorie, ale o několik hodin později než průchod Měsíce přes poledník; toto zpoždění se nazývá aplikovaná hodina přístavu a někdy dosahuje 12 hodin.

Dříve se široce věřilo, že odliv a proudění moře byly spojeny s mořskými proudy. Nyní každý ví, že se jedná o jevy jiného řádu. Příliv je druh vlnového pohybu podobný pohybu způsobenému větrem.

Odliv a příliv

Slapy a odliv - periodické vertikální fluktuace hladiny oceánu nebo moře, které jsou výsledkem změn poloh Měsíce a Slunce vzhledem k Zemi, spojené s účinky rotace Země a rysy tohoto reliéfu a projevující se v periodických horizontální přemístění vodních hmot. Odliv a průtok způsobují změny ve výšce hladiny moře, stejně jako periodické proudy známé jako přílivové proudy, takže je pro pobřežní plavbu důležitá předpověď přílivu.

Intenzita těchto jevů závisí na mnoha faktorech, ale nejdůležitější z nich je stupeň propojení vodních útvarů se světovými oceány. Čím více nádrž uzavřela, tím méně se projevuje přílivový jev.

Každoročně se opakující přílivový cyklus zůstává nezměněn kvůli přesné kompenzaci gravitačních sil mezi Sluncem a těžištěm planetárního páru a setrvačných sil působících na toto centrum.

Jak se pozice Měsíce a Slunce ve vztahu k Zemi periodicky mění, mění se také intenzita výsledných přílivových jevů.

Odliv v Saint-Malo

Dějiny

Přílivy odlivu hrály významnou roli v zásobování mořských plodů pobřežní populací, což umožňovalo shromažďování potravin na exponovaném mořském dně.

Terminologie

Odliv (Bretaň, Francie)

Volá se maximální hladina vodní hladiny při přílivu plný vody, a minimum při odlivu je málo vody... V oceánu, kde dno je rovné a země je daleko, vysoká voda projevuje se jako dvě „otoky“ vodní hladiny: jedna z nich se nachází na straně měsíce a druhá na opačném konci zeměkoule. Na straně směřující ke Slunci a naproti ní mohou být také dvě další menší boule. Vysvětlení tohoto účinku lze nalézt níže, v části fyzika přílivu a odlivu.

Jak se Měsíc a Slunce pohybují relativně k Zemi, pohybují se s nimi hrby vody a formují se přílivové vlny a přílivové proudy... Na otevřeném moři jsou přílivové proudy rotační a blízko pobřeží a v úzkých zátokách a průlivech se vracejí.

Kdyby byla celá Země pokryta vodou, každý den bychom viděli dvě pravidelné odlivy a proudění. Ale protože neomezené šíření přílivových vln je omezeno pevninskými oblastmi: ostrovy a kontinenty, jakož i působením Coriolisovy síly na pohybující se vodu, místo dvou přílivových vln, existuje mnoho malých vln, které pomalu (ve většině případů s obdobím 12 hodin 25,2 minut) ) poběží kolem bodu zvaného amfidromický, ve kterém je amplituda přílivu nula. Dominantní složka přílivu (lunární příliv M2) se tvoří na povrchu světového oceánu asi tucet amfidromických bodů s vlnovým pohybem ve směru hodinových ručiček a přibližně stejným proti směru hodinových ručiček (viz mapa). To vše znemožňuje předpovídat přílivové časy na základě pozic Měsíce a Slunce vzhledem k samotné Zemi. Místo toho používají ročenku přílivu, referenční nástroj pro výpočet času a výšky přílivu a odlivu v různých bodech světa. Používají se také tabulky přílivu a odlivu, s údaji o momentech a výškách nízkých a plných vod, počítaných na rok předem pro hlavní přílivové porty.

Přílivová složka M2

Pokud spojíme body na mapě se stejnými přílivovými fázemi, dostaneme tzv dětské řádkyradiálně se odchylující od amfidromického bodu. Typicky, příčné čáry představují polohu přílivového hřebenu za každou hodinu. Ve skutečnosti potomkovité linie odrážejí rychlost šíření přílivové vlny za 1 hodinu. Mapy, které ukazují linie stejných amplitud a fází přílivových vln, se nazývají s referenčními kartami.

Výška přílivu - rozdíl mezi nejvyšší hladinou vody při přílivu (vysoká voda) a její nejnižší úrovní při odlivu (nízká voda). Výška přílivu je proměnná hodnota, ale jeho průměrná hodnota je uvedena při charakterizaci každé části pobřeží.

V závislosti na relativní poloze Měsíce a Slunce se mohou malé a velké přílivové vlny navzájem posilovat. Pro takové přílivy se historicky vyvinula zvláštní jména:

Kvadraturní příliv - nejmenší příliv, když přílivové síly Měsíce a Slunce působí vůči sobě v pravém úhlu (tato pozice svítidel se nazývá kvadratura).
Příliv Syzygy - největší příliv, když přílivové síly Měsíce a Slunce jednají v jednom směru (tato pozice hvězd se nazývá syzygy).

Čím méně nebo více přílivu, tím méně, nebo podle toho, čím větší odliv.

Nejvyšší příliv na světě

Je vidět v zálivu Fundy (15,6-18 m), který se nachází na východním pobřeží Kanady mezi New Brunswick a Nova Scotia.

Na evropském kontinentě jsou nejvyšší přílivy (až 13,5 m) pozorovány v Bretani u města Saint-Malo. Zde je přílivová vlna zaměřena na pobřeží poloostrovů Cornwall (Anglie) a Cotentin (Francie).

Přílivová fyzika

Moderní formulace

Ve vztahu k planetě Zemi je přílivem přílivu nález planety v gravitačním poli vytvořeném Sluncem a Měsícem. Protože účinky, které vytvářejí, jsou nezávislé, lze dopad těchto nebeských těles na Zemi posuzovat samostatně. V tomto případě můžeme pro každou dvojici těl předpokládat, že každé z nich se točí kolem společného těžiště. Pro dvojici Země-Slunce je toto centrum umístěno v hloubkách Slunce ve vzdálenosti 451 km od jeho středu. U dvojice Země-Měsíc je umístěn v hloubkách Země ve vzdálenosti 2/3 svého poloměru.

Každé z těchto těl zažívá působení přílivových sil, jejichž zdrojem je gravitační síla a vnitřní síly, které zajišťují integritu nebeského těla, v jehož roli je síla vlastní přitažlivosti, dále nazývaná vlastní gravitace. Vznik přílivových sil je nejjasněji sledován na příkladu systému Země-Slunce.

Přílivová síla je výsledkem konkurenční interakce gravitační síly namířené směrem ke středu gravitace a klesající v nepřímém poměru k čtverci vzdálenosti od ní a fiktivní odstředivé síly setrvačnosti způsobené otáčením nebeského těla kolem tohoto středu. Tyto síly, které jsou opačném směru, se shodují ve velikosti pouze ve středu hmoty každého z nebeských těles. V důsledku působení vnitřních sil se Země točí kolem středu Slunce jako celku s konstantní úhlovou rychlostí pro každý prvek své hmotné složky. Proto, když se tento hmotový prvek pohybuje směrem od těžiště, odstředivá síla, která na něj působí, se zvyšuje úměrně s druhou mocninou vzdálenosti. Podrobnější rozdělení přílivových sil v jejich projekci na rovinu kolmou k rovině ekliptiky je znázorněno na obr. 1.

Obr. 1 Schéma rozdělení přílivových sil v projekci na rovinu kolmou k Ecliptic. Gravitační tělo je buď vpravo nebo vlevo.

Reprodukce změn tvaru těl vystavených jejich působení, dosažených v důsledku působení přílivových sil, může být v souladu s newtonovským paradigmatem dosaženo pouze tehdy, jsou-li tyto síly plně kompenzovány jinými silami, které mohou zahrnovat sílu univerzální gravitace.

Obr. 2 Deformace vodní vrstvy Země v důsledku rovnováhy přílivové síly, síly gravitace a síly reakce vody na tlakovou sílu

V důsledku přidání těchto sil se přílivové síly objevují symetricky na obou stranách zeměkoule, které jsou od ní nasměrovány v různých směrech. Přílivová síla namířená proti slunci má gravitační povahu a síla směřující od Slunce je důsledkem fiktivní setrvačné síly.

Tyto síly jsou extrémně slabé a nelze je srovnávat se silami vlastní gravitace (zrychlení, které vytvářejí, je 10 milionůkrát menší než zrychlení gravitace). Způsobují však střih částic ve vodě světového oceánu (odpor vůči střihu ve vodě při nízkých rychlostech pohybu je prakticky nulový, zatímco komprese je extrémně vysoká), dokud se tečna k vodní hladině nestane kolmou na výslednou sílu.

Výsledkem je, že na povrchu světového oceánu vzniká vlna, která zaujímá konstantní polohu v systémech vzájemně gravitačních těl, ale pohybuje se po hladině oceánu spolu s každodenním pohybem jeho dna a břehů. Tak (zanedbávání oceánských proudů) každá částice vody dvakrát denně osciluje nahoru a dolů.

Vodorovný pohyb vody je pozorován pouze poblíž pobřeží v důsledku nárůstu jeho hladiny. Čím jemněji je mořské dno umístěno, tím více je rychlost pohybu.

Přílivový potenciál

(koncept akadem. Shuleikina)

S ohledem na velikost, strukturu a tvar měsíce zapíšeme specifickou gravitaci zkušebního tělesa na Zemi. Nechť je vektor poloměru namířený od zkušebního těla směrem k Měsíci, je délka tohoto vektoru. V tomto případě bude síla přitažlivosti tohoto těla Měsícem stejná

kde je selenometrická gravitační konstanta. Umístěte zkušební těleso do bodu. Síla přitažlivosti zkušebního tělesa umístěná ve středu hmoty Země bude stejná

Zde jsou chápány jako poloměrový vektor spojující těžiště Země a Měsíce a jejich absolutní hodnoty. Budeme nazývat přílivovou silou rozdíl mezi těmito dvěma gravitačními silami

Ve vzorcích (1) a (2) je Měsíc považován za kouli se sféricky symetrickým rozložením hmoty. Síla funkce přitahování zkušebního tělesa Měsícem se nijak neliší od silové funkce přitažlivosti míče a je stejná jako Druhá síla je aplikována na těžiště Země a je přísně konstantní. Pro získání silové funkce pro tuto sílu zavedeme systém časových souřadnic. Osa bude nakreslena od středu Země a směřována k Měsíci. Směry ostatních dvou os necháme libovolné. Pak silová funkce síly bude stejná. Přílivový potenciál se bude rovnat rozdílu mezi těmito dvěma výkonovými funkcemi. Označme to a získáme konstantu z normalizačního stavu, podle kterého je přílivový potenciál ve středu Země nulový. Z toho vyplývá, že ve středu Země. Proto získáme konečný vzorec pro přílivový potenciál ve formě (4)

Pokud

Pro malé hodnoty ,, poslední výraz může být reprezentován v následující podobě

Nahrazením (5) do (4) získáme

Deformace povrchu planety pod vlivem odlivu a toku

Rušivý účinek přílivového potenciálu deformuje rovný povrch planety. Odhadujme tento účinek za předpokladu, že Země je koule s kulově symetrickým rozložením hmoty. Neporušený gravitační potenciál Země na povrchu bude stejný. Pro jistotu. , umístěný ve vzdálenosti od středu koule, gravitační potenciál Země je stejný. Snižujeme gravitační konstantou. Zde jsou proměnné a. Označme poměr hmotností gravitačního těla k hmotnosti planety řeckým dopisem a vyřešíme výsledný výraz s ohledem na:

Protože se stejnou mírou přesnosti získáme

Vzhledem k malému poměru lze poslední výrazy psát jako

Získali jsme tedy rovnici biaxiálního elipsoidu, ve které se osa otáčení shoduje s osou, tj. S přímkou \u200b\u200bspojující gravitační těleso se středem Země. Semiaxe tohoto elipsoidu jsou zjevně stejná

Zde je malá numerická ilustrace tohoto jevu na konci. Pojďme spočítat přílivový „hrb“ na Zemi způsobený přitažlivostí měsíce. Poloměr Země je km, vzdálenost mezi středy Země a Měsíce, s přihlédnutím k nestabilitě měsíční orbity, km, poměr hmotnosti Země k hmotnosti Měsíce je 81: 1. Je zřejmé, že když je nahrazen ve vzorci, dostaneme hodnotu přibližně rovnou 36 cm.

viz také

Poznámky

Literatura

Frish S.A. a Timoreva A.V. Obecný kurz fyziky, učebnice pro fyziku, matematiku a fyziku a technologie na fakultách státních vysokých škol, ročník I. M.: GITTL, 1957
V. V. Shchuleikin Fyzika moře. M .: Nakladatelství "Science", Ústav věd o Zemi, SSSR Akademie věd 1967
Voight S.S. Co jsou horké záblesky. Redakční rada populární vědecké literatury Akademie věd SSSR

Odkazy

WXTide32 - bezplatný software pro mapování přílivu a odlivu

Měsíc
Funkce:

Co je odliv a tok

Na mnoha mořských pobřežích lze pozorovat, jak hladina vody v pravidelných intervalech rovnoměrně klesá a zůstává pouze lepkavá půda. Tento proces se nazývá ebb. Po několika hodinách však hladina vody opět stoupá a půda na pobřeží je opět pokryta vodou. Tento proces se nazývá příliv. Hladina vody se mění pravidelně dvakrát denně.

Když příliv ustoupí

Ebb a tok se pravidelně nahrazují: přílivový odliv následuje přílivový odliv. Nejvyšší hladina vody v moři nebo oceánu při přílivu se nazývá plná voda a nejnižší při odlivu, resp. Nízká voda. Cyklus "vysoká voda - odliv - nízká voda - vysoký příliv - vysoká voda" je 12 hodin 25 minut. To znamená, že odliv a průtok lze pozorovat dvakrát denně.

Jak dochází k odlivu a toku

Gravitační síla Měsíce určuje vytvoření prvního přílivového hřebene v moři na straně Země, která je proti němu. Díky fyzikálním zákonům spojeným s rotací Země a vznikem odstředivé síly je na příčné straně Země vytvořen druhý přílivový hřeben, ještě silnější než ten první. I zde tedy stoupá hladina vody.

Mezi těmito dvěma hřebeny klesá a je tu přílivový odliv! A Slunce silou přitažlivosti ovlivňuje Zemi, stejně jako odliv a tok. Ale síla vlivu Slunce je mnohem menší než síla Měsíce, i když hmotnost Slunce je 30 miliónůkrát větší než Měsíc. Důvod je v tom, že Slunce je 390krát dále od Země než Měsíc od Země.

První přílivová vodní elektrárna

Odliv a tok, tj. Vzestup a pokles hladin moře, generuje hodně energie. Může být použit k výrobě elektřiny. První a největší v současnosti přílivová vodní elektrárna na světě byla postavena v ústí řeky (úzký záliv) řeky Ranet (Saint-Malo, Francie) a byla uvedena do provozu v roce 1966. Tam je rozdíl mezi odlivem a průtokem velmi velký (amplituda 8,5 metrů).

Jaké další faktory ovlivňují odliv a tok

Kromě gravitačních sil, kosmických těl, Měsíce a Slunce ovlivňují odliv a proudění i další faktory: rotace Země zpomaluje příliv, břehy nedovolují stoupání vody. Kromě toho je příliv a odliv přílivu ovlivňován silnými bouřkami, které brání odtoku mořské vody z pobřeží. Proto je jeho hladina v takových místech mnohem vyšší než při normálním přílivu. Odliv a proudění přílivu jsou také ovlivněny silou větru: pokud fouká z pobřeží, hladina vody výrazně klesne pod normální hodnotu.

Je odliv a tok vždy viditelný

Říká se, že v některých mořích, například ve Středozemním moři nebo v Baltském moři, neexistuje odliv a odliv. Samozřejmě to tak není, protože se nacházejí ve všech mořích. Ve Středozemním a Baltském moři je však rozdíl mezi plnou a nízkou vodou (amplituda přílivu a odlivu) tak zanedbatelný, že je prakticky neviditelný. Naproti tomu v Severním moři jsou odlivy a toky velmi jasně rozlišeny.

Přílivové vlny se objevují v oceánech a pohybují se do okrajových moří. Pokud je okrajové moře spojeno s oceánem pouze úzkým průlivem, jako je například Středozemní moře, přílivové vlny k němu buď nedosáhnou, nebo jsou velmi slabé. Severní moře je spojeno s Atlantským oceánem širokým průlivem, takže přílivové vlny se snadno dostanou k pobřeží a příliv v tomto místě je dokonale viditelný.

Co je syzygy příliv

Obzvláště silný odliv a tok lze pozorovat během 14 dnů, kdy Měsíc a Slunce během úplňku a nového měsíce (syzygy) jsou v souladu se Zemí. V tuto chvíli přílivové síly obou nebeských těles jednající stejným směrem sčítají a zesilují příliv. Takzvaný syzygy příliv začíná, když vysoká voda stoupá nejvýše. V důsledku toho voda při odlivu klesne na nejnižší úroveň.

Jaká je amplituda odlivu a toku

Rozdíl mezi úplným a nízkým odlivem během vysokého a nízkého odlivu se nazývá amplituda. V tomto případě hrají roli přitažlivé síly Slunce a Měsíce: když se navzájem posilují, zvyšuje se amplituda (syzygy příliv), a když síly přitahování oslabují, amplituda se naopak snižuje (kvadraturní příliv). Na otevřeném moři nepřekračuje přílivový rozsah 50 centimetrů. Na druhé straně je na bankách mnohem větší.

Například na pobřeží Severního moře Německa je to 2–3 metry, na anglickém pobřeží Severního moře - až 8 metrů, a v zátoce Saint-Malo (Francie) v Lamanšském průlivu - až 11 metrů. To lze vysvětlit skutečností, že v mělkých vodách přílivové vlny, stejně jako všechny ostatní, ztrácejí rychlost a zpomalují, v důsledku čehož stoupá hladina vody.

Co je Kvadraturní příliv

Sedm dní po úplňku a novoluci už nejsou Slunce, Země a Měsíc na stejné přímce. Když se přílivové síly Měsíce a Slunce vzájemně ovlivňují v pravém úhlu, začíná kvadraturní příliv: vysoká voda mírně stoupá a nízká hladina vody prakticky neklesá.

Co jsou to přílivové proudy

Přílivy nejen způsobují stoupání a klesání hladiny vody. Jak moře stoupá a padá, voda se pohybuje tam a zpět. Na otevřeném moři je to sotva patrné, ale v průlivech a zátokách, kde je pohyb vody omezený, lze pozorovat přílivové proudy. V prvním případě (přílivový proud) je směrován k pobřeží, ve druhém (odlivový proud) - v opačném směru. Specialisté obvykle označují změnu přílivových proudů za tah. V okamžiku otáčení je voda v klidném stavu a tento jev se nazývá „slepá skvrna“ přílivu.

Kde jsou největší amplitudy odlivu a toku

Zátoka Fundy na východním pobřeží Kanady je domovem některých z největších rozsahů přílivu a odlivu na této planetě. To znamená, že rozdíl mezi vysokou a nízkou vodou při přílivu a odlivu je zde maximální. S přílivovým odlivem dosahuje 21 metrů. V minulosti zřídili rybáři sítě při odlivu a shromažďovali od nich ryby při odlivu: neobvyklý způsob rybolovu!

Jak vzniká příliv bouře

Příliv bouře se nazývá příliv, když se voda valí na pobřeží zvlášť vysoko. Vyskytuje se v důsledku silného větru, který fouká směrem k zemi a přichází s přílivem. Připomeňme, že během ní stoupá plná voda zvlášť vysoko a nízká voda klesá zvláště nízko. K tomu dochází během úplňku a nového měsíce.

Síla větrů a jejich trvání vedou k přílivu bouřek, když voda stoupá více než metr nad bod středního přílivu. Existuje silný příliv bouře, ve kterém voda stoupá o 2,5 metru, a mimořádně silný příliv, když voda stoupá o více než 3 metry.

Jakou rychlost mohou přílivové proudy dosáhnout

Hluboko v oceánech dosahují přílivové proudy rychlosti asi kilometr za hodinu. V úzkých průlivech to může být 15 až 20 kilometrů za hodinu.

Před dvěma lety jsem byl na dovolené na pobřeží Indického oceánu na nádherném ostrově Cejlon. Můj malý hotel byl jen 50 metrů od oceánu. Každý den jsem na vlastní oči sledoval silný pohyb a bouřlivý život oceánu. Jednoho časného rána jsem stál na břehu, díval se na vlny a přemýšlel o tom, co dává sílu tak silnému kmitání oceánu, jeho každodennímu odlivu a toku.

Co dává sílu odlivu a toku

Gravitace ovlivňuje pohyb všech objektů stejně. Ale pokud gravitace způsobuje přílivy v oceánech a voda způsobuje vodu v Africe, tak proč v jezerech není příliv a odliv? Hmm, co když předpokládáme, že všechno, co víme, je špatné. Mnoho inteligentních lidí z vědeckého světa to vysvětluje tímto způsobem. Gravitace Země v bodě A je slabší než v bodě B. Kumulativní účinek gravitace Země táhne oceán. Potom se zvětší na opačných stranách.

Ano, fakta jsou skutečně skutečná a v bodech A a B je rozdíl v síle gravitace měsíce

Nedorozumění spočívá ve vysvětlení boulí. Možná se neobjeví kvůli rozdílu v přitažlivosti. A důvody jsou méně zřejmé a jsou zmatené. Je to více o celkovém tlaku na různých místech ve vodním sloupci. Současně Měsíc promění Zemi na hydraulické čerpadlo planetární stupnice a voda bobtná, tlačí proti středu. Proto i ten nejmenší vliv stačí k zahájení vlnového pohybu.

Trochu víc o přílivu a odlivu

Chtěl bych však pochopit, proč se nenacházejí v jiném vodním útvaru:

v lidském těle (to je 80% vody);
v naplněné lázni;
v jezerech;
v šálcích kávy atd.

Pravděpodobně kvůli menšímu tlaku než v oceánu a špatné hydraulice. Na rozdíl od oceánu se jedná o malé akumulace vody. Oblast jezera, pohár a zbytek nestačí k tomu, aby minimální tlak na něm změnil hladinu vody a vytvářel vlny.

Velká jezera mohou vytvářet tlak na příliv a odliv. Ale protože větry a přepětí vytvářejí velké vlnky, prostě si jich nevšimneme. Odliv a tok je všude, je jen velmi mikroskopický.

Britský fotograf Michael Marten vytvořil řadu originálních snímků, které zachycují britské pobřeží ze stejných úhlů, ale v různých časech. Jeden výstřel při přílivu a druhý při odlivu.

Ukázalo se velmi neobvyklé a pozitivní recenze projektu doslova donutily autora začít vydávat knihu. Kniha s názvem „Sea Change“ byla vydána v srpnu tohoto roku a vyšla ve dvou jazycích. Vytvoření jeho působivé série obrazů trvalo Michaelovi Martenu asi osm let. Čas mezi vysokou a nízkou vodou je v průměru něco přes šest hodin. Proto musí Michael na každém místě trvat déle než jen několik kliknutí na závěrku.

1. Myšlenka vytvoření řady takových děl byla autorem vylíhnuta po dlouhou dobu. Hledal, jak provést změny v přírodě ve filmu, bez lidského vlivu. A našel jsem to náhodou v jedné z přímořských skotských vesnic, kde jsem strávil celý den a našel čas odlivu a toku.

3. Periodické výkyvy hladiny vody (stoupání a klesání) ve vodních oblastech na Zemi se nazývají odlivy a proudy.

Nejvyšší hladina vody pozorovaná za den nebo půl dne během přílivu se nazývá plná voda, nejnižší úroveň při odlivu se nazývá nízká voda a okamžikem dosažení těchto mezních hladin je stát (nebo stupeň) přílivu nebo odlivu. Průměrná hladina moře je podmíněná hodnota, nad níž jsou značky hladiny umístěny při přílivu a odlivu - při odlivu. To je výsledek průměrování velké časové řady pozorování.

Svislé kolísání hladiny vody během odlivu a proudění jsou spojeny s horizontálními pohyby vodních hmot ve vztahu k pobřeží. Tyto procesy jsou komplikovány nárůstem větru, odtokem řeky a dalšími faktory. Horizontální pohyby vodních hmot v pobřežní zóně se nazývají přílivové (přílivové) proudy, zatímco vertikální kolísání hladiny vody se nazývá odliv a průtok. Všechny jevy spojené s odlivem a tokem jsou charakterizovány periodicitou. Přílivové proudy pravidelně mění směr opačný, na rozdíl od nich, oceánské proudy, které se pohybují nepřetržitě a jednosměrně, jsou způsobeny obecnou cirkulací atmosféry a pokrývají velké oblasti otevřeného oceánu.

4. Odliv a průtok přílivu se cyklicky střídají podle měnících se astronomických, hydrologických a meteorologických podmínek. Posloupnost fází odlivu a toku je určena dvěma maximami a dvěma minimami v denním cyklu.

5. Přestože Slunce hraje v přílivových procesech zásadní roli, rozhodujícím faktorem v jejich vývoji je síla gravitační přitažlivosti Měsíce. Míra vlivu přílivových sil na každou částici vody, bez ohledu na její umístění na zemský povrch, je určena Newtonovým zákonem o univerzální gravitaci.
Tento zákon uvádí, že dvě hmotné částice jsou přitahovány jedna k druhé silou přímo úměrnou součinu hmot hmot obou částic a nepřímo úměrná čtverci vzdálenosti mezi nimi. Rozumí se, že čím větší je hmotnost těl, tím větší je síla vzájemné přitažlivosti mezi nimi (při stejné hustotě bude menší těleso vytvářet menší přitažlivost než větší).

6. Zákon také znamená, že čím větší je vzdálenost mezi dvěma těly, tím menší přitažlivost mezi nimi. Protože tato síla je nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi dvěma těly, faktor vzdálenosti hraje mnohem větší roli při určování velikosti přílivové síly než hmoty těl.

Gravitační přitažlivost Země, působící na Měsíc a udržující ho na oběžné dráze Země, je v protikladu k gravitaci Země u Měsíce, která se snaží přemístit Zemi směrem k Měsíci a „zvednout“ všechny objekty na Zemi ve směru Měsíce.

Bod na zemském povrchu, který se nachází přímo pod Měsícem, je jen 6400 km od středu Země a v průměru 386 063 km od středu Měsíce. Hmotnost Země je navíc 81,3krát větší než hmotnost Měsíce. V tomto bodě na zemském povrchu je tedy gravitace Země působící na jakýkoli objekt přibližně 300 tisíckrát větší než na Měsíci.

7. Obecně se věří, že voda na Zemi, umístěná přímo pod Měsícem, stoupá ve směru Měsíce, což vede k odtoku vody z jiných míst na zemském povrchu, nicméně, protože přitažlivost Měsíce je tak malá ve srovnání s přitažlivostí na Zemi, nestačí zvedněte tak obrovskou váhu.
Přesto jsou oceány, moře a velká jezera na Zemi, protože jsou to velká kapalná těla, volně pohyblivé pod silou bočního přemístění a jakákoli mírná tendence k horizontálnímu stříhání je uvede do pohybu. Všechny vody, které nejsou přímo pod Měsícem, podléhají působení složky gravitační síly Měsíce, směřované tangenciálně (tangenciálně) na zemský povrch, jakož i její složky směřující ven, a podléhají horizontálnímu posunutí vzhledem k pevné zemské kůře.

Výsledkem je, že z přilehlých oblastí zemského povrchu proudí voda k místu pod měsícem. Výsledná akumulace vody v bodě pod Měsícem vytváří příliv. Skutečná přílivová vlna v otevřeném oceánu má výšku pouze 30–60 cm, ale významně se zvyšuje, když se blíží ke břehům kontinentů nebo ostrovů.
V důsledku pohybu vody ze sousedních oblastí směrem k bodu pod Měsícem se odpovídající přílivové odlivy vyskytují ve dvou dalších bodech ve vzdálenosti rovnající se čtvrtině obvodu Země. Je zajímavé, že pokles hladiny moře v těchto dvou bodech je doprovázen nárůstem hladiny moře nejen na straně Země obrácené k Měsíci, ale také na opačné straně.

8. Tuto skutečnost vysvětluje Newtonův zákon. Dva nebo více objektů umístěných v různých vzdálenostech od stejného zdroje gravitace a podléhajících tedy gravitačnímu zrychlení různé velikosti se pohybují vůči sobě navzájem, protože objekt nejblíže k těžišti je k němu nejvíce přitahován.

Voda v sublunárním bodě zažívá silnější přitažlivost k Měsíci než Země pod ním, ale Země je zase přitahována k Měsíci více než voda na opačné straně planety. Vzniká tak přílivová vlna, která se nazývá dopředu na straně Země obrácené k Měsíci a zpět na opačné straně. První z nich je pouze o 5% vyšší než druhý.

9. V důsledku rotace Měsíce na jeho oběžné dráze kolem Země mezi dvěma po sobě následujícími odlivy nebo dvěma odlivy v daném místě uplyne přibližně 12 hodin a 25 minut. Interval mezi vyvrcholením následného odlivu a toku je cca. 6 hodin 12 minut Období 24 hodin 50 minut mezi dvěma po sobě následujícími přílivy se nazývá přílivové (nebo lunární) dny.

10. Nerovnosti v rozsahu přílivu. Přílivové procesy jsou velmi složité, proto je pro jejich pochopení třeba vzít v úvahu mnoho faktorů. V každém případě budou určeny hlavní rysy:
1) fáze vývoje přílivu vzhledem k průchodu měsíce;
2) amplituda přílivu a odlivu
3) typ přílivových výkyvů nebo tvar křivky průběhu hladiny vody.
Četné odchylky ve směru a velikosti přílivových sil způsobují rozdíly v rozsahu ranních a večerních přílivů v daném přístavu, jakož i mezi stejnými přílivy v různých přístavech. Tyto rozdíly se nazývají přílivové nerovnosti.

Polodenní efekt. Obvykle se během dne v důsledku hlavní přílivové síly - rotace Země kolem její osy - vytvoří dva úplné přílivové cykly.

11. Když se podíváte ze severního pólu ekliptiky, je zřejmé, že Měsíc rotuje kolem Země ve stejném směru, ve kterém se Země otáčí kolem své osy - proti směru hodinových ručiček. S každou následující revolucí zaujme tento bod na zemském povrchu opět pozici přímo pod Měsícem o něco později než během předchozí revoluce. Z tohoto důvodu je příliv a odliv přílivu a průtok každý den zpožděn asi o 50 minut. Tato hodnota se nazývá lunární zpoždění.

12. Půlměsíční nerovnost. Tento hlavní typ variace je charakterizován periodicitou asi 143/4 dnů, která je spojena s rotací Měsíce kolem Země a jejím průchodem po sobě jdoucích fázích, zejména syzygií (nových a úplných měsíců), tj. okamžiky, kdy se Slunce, Země a Měsíc nacházejí na jedné přímce.

Doposud jsme se zabývali pouze přílivovým účinkem Měsíce. Gravitační pole Slunce také působí na příliv a odliv, ačkoli hmotnost Slunce je mnohem větší než hmotnost Měsíce, vzdálenost od Země ke Slunci je mnohem větší než vzdálenost k Měsíci, takže přílivová síla Slunce je menší než polovina přílivové síly Měsíce.

13. Když jsou však Slunce a Měsíc na stejné přímce jako na stejné straně Země a na různých (v novém měsíci nebo úplňku), síly jejich přitažlivosti se sčítají, jednají podél jedné osy, a sluneční příliv je položen na lunární.

14. Podobně přitažlivost slunce zvyšuje příliv odlivu způsobený vlivem měsíce. V důsledku toho se přílivy zvětšují a přílivové odlivy jsou nižší, než kdyby byly způsobeny pouze přitažlivostí měsíce. Takové přílivy se nazývají syzygy.

15. Když jsou gravitační vektory Slunce a Měsíce vzájemně kolmé (během kvadratur, tj. Když je Měsíc v první nebo poslední čtvrtině), jejich přílivové síly se staví proti, protože příliv způsobený přitažlivostí Slunce je položen na odliv způsobený Měsícem.

16. V takových podmínkách nejsou přílivy tak vysoké a přílivové odlivy nejsou tak nízké, jako by byly způsobeny pouze gravitací měsíce. Takový přechodný odliv a tok se nazývají kvadraturní.

17. Rozsah výšek vysokých a nízkých vod je v tomto případě ve srovnání s přílivem syzygy snížen přibližně třikrát.

18. Lunární paralaxy nerovnost. Období kolísání výšek přílivu, vyplývající z měsíční paralaxy, je 271/2 dnů. Důvodem této nerovnosti je změna vzdálenosti Měsíce od Země během jeho rotace. V důsledku eliptického tvaru měsíční oběžné dráhy je přílivová síla Měsíce v perigee o 40% vyšší než v apogee.

Denní nerovnost. Období této nerovnosti je 24 hodin 50 minut. Důvody jejího výskytu jsou rotace Země kolem její osy a změna deklinace Měsíce. Když se Měsíc blíží nebeskému rovníku, dva přílivy v daný den (stejně jako dva odlivy) se mírně liší a výšky ranní a večerní plné a nízké vody jsou velmi blízko. Avšak s rostoucím severním nebo jižním klesáním Měsíce se výška ranního a večerního přílivu stejného typu liší výškou, a když Měsíc dosáhne nejvyššího severního nebo jižního poklesu, je tento rozdíl největší.

19. Tropické přílivy jsou také známy, tzv. Protože Měsíc je téměř nad severními nebo jižními tropy.

Denní nerovnost významně neovlivňuje výšky dvou po sobě jdoucích odlivů v Atlantickém oceánu a dokonce i její účinek na výšky přílivu je ve srovnání s celkovou amplitudou fluktuací malý. V Tichém oceánu se však denní nerovnoměrnost projevuje při odlivu třikrát silnější než při odlivu.

Pololetní nerovnost. Je to způsobeno revolucí Země kolem Slunce a odpovídající změnou v deklinaci Slunce. Slunce je dvakrát za rok po dobu rovnodennosti, blízko nebeského rovníku, tj. jeho sklon se blíží 0. Měsíc se také nachází poblíž nebeského rovníku asi půl dne každý den. Během rovnodennosti tedy existují období, kdy je deklinace Slunce i Měsíce přibližně 0. Celkový přílivový efekt přitahování těchto dvou těl v takových okamžicích se nejvíce zřetelně projevuje v regionech poblíž rovníku Země. Pokud je zároveň Měsíc ve fázi nového měsíce nebo úplňku, takzvaný. přílivy rovnodennosti.

20. Nerovnost sluneční paralaxy. Období pro tuto nerovnost je jeden rok. Je to způsobeno změnou vzdálenosti Země od Slunce během orbitálního pohybu Země. Jednou za každou revoluci kolem Země je Měsíc v nejkratší vzdálenosti od ní v perigee. Jednou ročně, kolem 2. ledna, Země, pohybující se na své oběžné dráze, také dosáhne bodu nejblíže k Slunci (perihelion). Když se tyto dva body nejbližšího přístupu shodují, lze očekávat největší celkovou přílivovou sílu, vyšší přílivové úrovně a nižší úrovně odlivu. Podobně, jestliže průchod aphelionu se kryje s apogeem, dochází k méně přílivům a mělčím odlivům.

21. Největší amplitudy přílivu a odlivu. Nejvyšší příliv na světě je generován silnými proudy v Minas Bay v Bay of Fundy. Přílivové výkyvy jsou zde charakterizovány normálním průběhem s poloměnou. Hladina vody při odlivu často stoupá o více než 12 m za šest hodin a poté se během následujících šesti hodin sníží o stejné množství. Když účinek syzygy přílivu, pozice měsíce v perigee a maximální deklinace měsíce klesnou na jeden den, úroveň přílivu může dosáhnout 15 m. Příčiny přílivu a odlivu, které jsou předmětem neustálého studia po staletí, patří mezi problémy, které vyvolaly mnoho protichůdných teorií i v relativně nedávných dobách.

22. Charles Darwin v roce 1911 napsal: „Není třeba hledat starodávnou literaturu kvůli groteskním teoriím přílivu a odlivu.“ Námořníkům se však podaří změřit jejich výšku a využít potenciál přílivu a odlivu, aniž by znali skutečné důvody jejich výskytu.

Myslím, že se také nemusíme obtěžovat zejména s příčinami původu přílivu a odlivu. Na základě dlouhodobých pozorování se počítají speciální tabulky pro jakýkoli bod ve vodní oblasti Země, který ukazuje čas vysoké a nízké vody pro každý den. Naplánuji si výlet například do Egypta, které je známé jen svými mělkými lagunami, ale pokuste se odhadnout předem, aby v první polovině dne padla plná voda, což většině dne umožní plnou jízdu.
Dalším problémem souvisejícím s přílivem a odlivem je vztah mezi kolísáním větru a vody.

23. Populární znamení tvrdí, že vítr stoupá při přílivu, a naopak, kyselý při odlivu.
Vliv větru na přílivové jevy je pochopitelnější. Vítr z moře pohání vodu směrem k pobřeží, výška přílivu se zvyšuje nad normální úroveň a při odlivu také hladina vody překračuje průměr. Naopak, když vítr fouká ze země, voda je vytlačena z pobřeží a hladina moře klesá.

24. Druhý mechanismus působí zvýšením atmosférického tlaku na velké ploše, když se přidá superponovaná hmotnost atmosféry, dojde ke snížení hladiny vody. Když atmosférický tlak stoupne o 25 mm Hg. Čl., Hladina vody klesne asi o 33 cm. Zóna vysokého tlaku nebo anticyklon se obvykle nazývá dobré počasí, ale ne pro kitera. Klid ve středu anticyklónu. Snížení atmosférického tlaku způsobuje odpovídající zvýšení hladiny vody. V důsledku toho může prudký pokles atmosférického tlaku v kombinaci s hurikánovým silovým větrem způsobit znatelné zvýšení hladiny vody. Takové vlny, i když se nazývají přílivové vlny, nejsou ve skutečnosti spojeny s vlivem přílivových sil a nemají charakteristiku periodicity přílivových jevů.

Je však docela možné, že odliv může také ovlivnit vítr, například snížení hladiny vody v pobřežních lagunách, vede k většímu ohřevu vody a v důsledku snížení teplotního rozdílu mezi studeným mořem a vyhřívanou zemí, což oslabuje účinek větru.