Główną przyczyną przypływów morskich. Dlaczego powstają przypływy i odpływy?

Następuje wzrost i spadek poziomu wody. Jest to zjawisko przypływów i odpływów morskich. Już w czasach starożytnych obserwatorzy zauważyli, że przypływ następuje jakiś czas po kulminacji Księżyca w miejscu obserwacji. Co więcej, pływy są najsilniejsze w dni nowiu i pełni księżyca, kiedy środki Księżyca i Słońca znajdują się w przybliżeniu na tej samej linii prostej.

Biorąc to pod uwagę, I. Newton wyjaśnił pływy działaniem grawitacji Księżyca i Słońca, a mianowicie faktem, że różne części Ziemi są przyciągane przez Księżyc w różny sposób.

Ziemia obraca się wokół własnej osi znacznie szybciej niż Księżyc wokół Ziemi. W rezultacie garb pływowy (względne położenie Ziemi i Księżyca pokazano na ryc. 38) porusza się, fala pływowa przepływa przez Ziemię i powstają prądy pływowe. Gdy fala zbliża się do brzegu, jej wysokość wzrasta wraz ze wzrostem dna. Na morzach śródlądowych wysokość fali pływowej wynosi zaledwie kilka centymetrów, ale na otwartym oceanie sięga około jednego metra. W korzystnie położonych wąskich zatokach wysokość przypływu wzrasta kilkakrotnie.

Tarciu wody o dno, a także deformacji stałej powłoki Ziemi towarzyszy wydzielanie ciepła, co prowadzi do rozproszenia energii z układu Ziemia-Księżyc. Ponieważ garb pływowy znajduje się na wschodzie, maksymalny przypływ następuje po kulminacji Księżyca, przyciąganie garbu powoduje przyspieszenie Księżyca i spowolnienie obrotu Ziemi. Księżyc stopniowo oddala się od Ziemi. Rzeczywiście, dane geologiczne pokazują, że w okresie jurajskim (190-130 milionów lat temu) przypływy były znacznie wyższe, a dni krótsze. Należy zauważyć, że gdy odległość do Księżyca zmniejsza się 2 razy, wysokość przypływu wzrasta 8 razy. Obecnie dzień wydłuża się o 0,00017 s rocznie. Zatem za około 1,5 miliarda lat ich długość wzrośnie do 40 dni współczesnych. Miesiąc będzie miał tę samą długość. W rezultacie Ziemia i Księżyc będą zawsze zwrócone ku sobie tą samą stroną. Następnie Księżyc zacznie stopniowo zbliżać się do Ziemi i za kolejne 2-3 miliardy lat zostanie rozerwany przez siły pływowe (jeśli oczywiście do tego czasu Układ Słoneczny nadal będzie istniał).

Wpływ Księżyca na pływy

Rozważmy, za Newtonem, bardziej szczegółowo pływy spowodowane przyciąganiem Księżyca, ponieważ wpływ Słońca jest znacznie (2,2 razy) mniejszy.

Zapiszmy wyrażenia na przyspieszenia wywołane przyciąganiem Księżyca dla różnych punktów Ziemi, biorąc pod uwagę, że dla wszystkich ciał w danym punkcie przestrzeni przyspieszenia te są takie same. W inercyjnym układzie odniesienia powiązanym ze środkiem masy układu wartości przyspieszeń będą wynosić:

ZA A = -GM / (R - r) 2 , za B = GM / (R + r) 2 , za O = -GM / R 2 ,

Gdzie A, O, B— przyspieszenia spowodowane punktowym przyciąganiem Księżyca A, O, B(ryc. 37); M— masa Księżyca; R— promień Ziemi; R- odległość między środkami Ziemi i Księżyca (do obliczeń można przyjąć równą 60 R); G— stała grawitacyjna.

Ale my żyjemy na Ziemi i wszystkie obserwacje prowadzimy w układzie odniesienia związanym ze środkiem Ziemi, a nie ze środkiem masy Ziemi – Księżycem. Aby przejść do tego układu, należy od wszystkich przyspieszeń odjąć przyspieszenie środka Ziemi. Następnie

A’ A = -GM ☾ / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 , a’ B = -GM ☾ / (R + r) 2 + GM / R 2 .

Wykonajmy działania w nawiasach i weźmy to pod uwagę R niewiele w porównaniu do R a w sumach i różnicach można to pominąć. Następnie

A’ A = -GM / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 = GM ☾ (-2Rr + r 2) / R 2 (R - r) 2 = -2GM ☾ r / R 3 .

Przyśpieszenie A’A I A’B identyczne pod względem wielkości i przeciwne w kierunku, każdy skierowany od środka Ziemi. Nazywają się przyspieszenia pływowe. W punktach C I D przyspieszenia pływowe są mniejsze i skierowane w stronę środka Ziemi.

Przyspieszenia pływowe są przyspieszeniami, które powstają w układzie odniesienia związanym z ciałem na skutek tego, że ze względu na skończone wymiary tego ciała różne jego części są w różny sposób przyciągane przez ciało zakłócające. W punktach A I B przyspieszenie ziemskie okazuje się mniejsze niż w punktach C I D(ryc. 37). W konsekwencji, aby ciśnienie na tej samej głębokości było w tych punktach takie samo (jak w statkach połączonych), woda musi się podnieść, tworząc tzw. garb pływowy. Obliczenia pokazują, że przypływ wody lub przypływu na otwartym oceanie wynosi około 40 cm, na wodach przybrzeżnych jest znacznie większy i rekord wynosi około 18 m. Teoria Newtona nie jest w stanie tego wyjaśnić.

Na wybrzeżach wielu mórz zewnętrznych można zobaczyć ciekawy obraz: sieci rybackie są rozciągnięte wzdłuż brzegu niedaleko wody. Co więcej, sieci te nie były instalowane do suszenia, ale do połowu ryb. Jeśli zostaniesz na brzegu i popatrzysz na morze, wszystko się wyjaśni. Teraz poziom wody zaczyna się podnosić, a tam, gdzie jeszcze kilka godzin temu znajdowała się mielizna, rozpryskują się fale. Kiedy woda opadła, pojawiły się sieci, w których splątane ryby mieniły się łuskami. Rybacy okrążyli sieci i usunęli połów. Materiał ze strony

Naoczny świadek tak opisuje początek przypływu: „Dotarliśmy do morza” – powiedział mi towarzysz podróży. Rozglądałem się dookoła ze zdziwieniem. Przede mną naprawdę był brzeg: smuga fal, na wpół zakopane zwłoki foki, rzadkie kawałki drewna wyrzuconego na brzeg, fragmenty muszli. A potem była płaska przestrzeń... i żadnego morza. Ale po około trzech godzinach nieruchoma linia horyzontu zaczęła oddychać i stała się niespokojna. A teraz fala morska za nią zaczęła błyszczeć. Przypływ toczył się w niekontrolowany sposób po szarej powierzchni. Fale, wyprzedzając się, wbiegły na brzeg. Odległe skały tonęły jedna po drugiej, a dookoła widoczna była tylko woda. Rzuca mi słoną ciecz w twarz. Zamiast martwej równiny, przede mną żyje i oddycha przestrzeń wody.

Kiedy fala pływowa wpływa do zatoki, która ma kształt lejka, brzegi zatoki zdają się ją ściskać, powodując kilkukrotny wzrost wysokości przypływu. Tak więc w Zatoce Fundy u wschodniego wybrzeża Ameryki Północnej wysokość przypływów sięga 18 m. W Europie najwyższe przypływy (do 13,5 m) występują w Bretanii w pobliżu miasta Saint-Malo.

Bardzo często fala pływowa wpływa do ujść rzek, podnosząc w nich poziom wody o kilka metrów. Na przykład w pobliżu Londynu, u ujścia Tamizy, wysokość przypływu wynosi 5 m.

Jak Księżyc wpływa na pływy oceaniczne?

Słowo „pływy” to ogólny termin używany do opisania zmiennego wzrostu i spadku poziomu mórz w stosunku do Ziemi, pod wpływem przyciągania grawitacyjnego Księżyca i Słońca. W znacznie mniejszym stopniu pływy występują także w dużych jeziorach, atmosferze, a także w twardej skorupie ziemskiej pod wpływem tych samych sił grawitacyjnych Księżyca i Słońca.

Co to są pływy księżycowe?

Pływy powstają, ponieważ Ziemia i Księżyc przyciągają się jak magnesy. Księżyc próbuje przyciągnąć to, co jest na Ziemi, ale Ziemia jest w stanie utrzymać wszystko oprócz wody. Ponieważ woda stale się porusza, Ziemia nie jest w stanie jej utrzymać. Każdego dnia występują dwa najwyższe przypływy i odpływy. Ocean stale zmienia się z przypływu na odpływ, a następnie z powrotem w przypływ. Pomiędzy dwoma najwyższymi przypływami upływa około 12 godzin i 25 minut.

Pływy to okresowe wznoszenie się i opadanie dużych zbiorników wodnych. Wiatry i prądy powodują ruchy w wodach powierzchniowych, powodując fale. Przyciąganie grawitacyjne Księżyca powoduje wybrzuszenie oceanów w kierunku Księżyca. Kolejne wybrzuszenie pojawia się po przeciwnej stronie, gdy Ziemia jest również przyciągana w stronę Księżyca. Poziom oceanów zmienia się codziennie w wyniku interakcji Słońca, Księżyca i Ziemi. Gdy Księżyc porusza się względem Ziemi i wspólnie porusza się wokół Słońca, połączone siły grawitacyjne wpływają na wzrost i spadek globalnego poziomu mórz. Ponieważ Ziemia się obraca, każdego dnia występują dwa przypływy.

Różne rodzaje pływów

Położenie Księżyca względem Słońca, gdy są one ustawione w jednej linii, skutkuje wyjątkowo silnymi siłami grawitacyjnymi, powodującymi bardzo przypływy i odpływy zwane wiosennymi przypływami, chociaż nie mają one nic wspólnego z porą roku. Kiedy Słońce i Księżyc nie są ustawione w jednej linii, siły grawitacyjne znoszą się wzajemnie, a pływy nie są tak znaczące. W tym przypadku nazywane są one pływami kwadraturowymi.

Wiosenne pływy

Kiedy Księżyc jest w pełni lub w nowiu, przyciąganie grawitacyjne między Księżycem a Słońcem wzrasta. W tym czasie występują przypływy i odpływy. Zjawisko to znane jest jako przypływy wiosenne. Występują, gdy Ziemia, Słońce i Księżyc znajdują się w jednej linii. Pływy Syzygy występują podczas pełni i nowiu księżyca.

Pływy kwadraturowe

W czasie, gdy Księżyc znajduje się w ćwiartce fazy lub pod kątem prostym, wybrzuszenia wody wydają się wzajemnie kompensować. W rezultacie różnica między przypływami i odpływami jest mniejsza, a zjawisko to znane jest jako przypływy kwadraturowe. Pływy kwadraturowe występują, gdy siły grawitacyjne Księżyca i Słońca są do siebie prostopadłe (w stosunku do Ziemi).

Obecnie uważa się, że przypływy i odpływy są spowodowane przyciąganiem grawitacyjnym Księżyca. Tak więc Ziemia zwraca się do satelity w tym czy innym kierunku, Księżyc przyciąga do siebie tę wodę - to są pływy. W miejscu odpływu wody występują odpływy. Ziemia się obraca, przypływy i odpływy zmieniają się wzajemnie. To teoria księżycowa, w której wszystko jest w porządku, z wyjątkiem szeregu niewyjaśnionych faktów.

Na przykład, czy wiesz, że Morze Śródziemne uważane jest za pływy, ale w pobliżu Wenecji i w cieśninie Eurekos we wschodniej Grecji, pływy wynoszą do jednego metra lub więcej. Jest to uważane za jedną z tajemnic natury. Jednak włoscy fizycy odkryli we wschodniej części Morza Śródziemnego, na głębokości ponad trzech kilometrów, łańcuch podwodnych wirów, każdy o średnicy dziesięciu kilometrów. Interesujący zbieg okoliczności nieprawidłowych pływów i wirów, prawda?

Zaobserwowano pewien prawidłowość: tam, gdzie są wiry, w oceanach, morzach i jeziorach są przypływy i odpływy, a gdzie nie ma wirów, nie ma przypływów i odpływów... Bezmiar oceanów świata jest całkowicie pokryty wiry i wiry mają właściwość żyroskopu do utrzymywania położenia osi w przestrzeni, niezależnie od obrotu ziemi.

Jeśli spojrzeć na Ziemię od strony Słońca, wiry rotujące wraz z Ziemią przewracają się dwa razy dziennie, w wyniku czego oś wirów ulega precesji (1-2 stopnie) i tworzy falę pływową, która jest przyczyną przypływów i odpływów oraz pionowego ruchu wód oceanicznych.

Precesja wierzchołka

Gigantyczny wir oceaniczny

Morze Śródziemne uważa się za pływowe, ale w pobliżu Wenecji i w cieśninie Eurekos we wschodniej Grecji przypływy osiągają wysokość jednego metra lub więcej. Uważa się to za jedną z tajemnic natury, ale jednocześnie włoscy fizycy odkryli we wschodniej części Morza Śródziemnego, na głębokości ponad trzech kilometrów, łańcuch podwodnych wirów o średnicy dziesięciu kilometrów każdy. Z tego możemy wywnioskować, że wzdłuż wybrzeża Wenecji, na głębokości kilku kilometrów, znajduje się łańcuch podwodnych wirów.

Gdyby w Morzu Czarnym woda obracała się jak w Morzu Białym, wówczas przypływy i odpływy byłyby bardziej znaczące. Jeśli zatoka zostanie zalana falą pływową i fala tam wiruje, to przypływy i odpływy w tym przypadku są większe... Miejsce wirów, cyklonów i antycyklonów atmosferycznych w nauce, na styku oceanologii, meteorologii i mechanika nieba badająca żyroskopy. Uważam, że zachowanie cyklonów i antycyklonów atmosferycznych jest podobne do zachowania wirów w oceanach.

Aby przetestować ten pomysł, zamontowałem wentylator na kuli, w której znajduje się jacuzzi, a zamiast łopatek umieściłem metalowe kulki na sprężynkach. Włączyłem wentylator (wir wodny), jednocześnie obracając kulę wokół własnej osi i wokół Słońca, uzyskując imitację przypływów i odpływów.

Atrakcyjność tej hipotezy polega na tym, że można ją całkiem przekonująco przetestować za pomocą wentylatora z hydromasażem przymocowanego do kuli ziemskiej. Czułość żyroskopu wirowego jest tak duża, że kulę ziemską należy obracać niezwykle powoli (jeden obrót co 5 minut). A jeśli żyroskop wirowy zostanie zainstalowany na kuli ziemskiej u ujścia Amazonki, to bez wątpienia pokaże dokładną mechanikę przypływów i odpływów Amazonki. Kiedy tylko kula ziemska obraca się wokół własnej osi, wir żyroskopowy przechyla się w jednym kierunku i stoi w bezruchu, a jeśli kula porusza się po orbicie, wir-horoskop zaczyna oscylować (precesja) i daje dwa przypływy i odpływy dziennie.

Wątpliwości co do obecności precesji w wirach, w wyniku powolnego obrotu, rozwiewa duża prędkość wywracania się wirów w ciągu 12 godzin. Nie wolno nam też zapominać, że prędkość orbitalna Ziemi jest trzydzieści razy większa niż prędkość orbitalna Ziemi prędkość orbitalna Księżyca.

Doświadczenie z kulą ziemską jest bardziej przekonujące niż teoretyczny opis hipotezy. Z dryfowaniem wirów wiąże się także działanie żyroskopu – wir, przy czym w zależności od tego, na której półkuli wir się znajduje i w jakim kierunku wir obraca się wokół własnej osi, zależy kierunek unoszenia się wiru.

dyskietka

Przechylany żyroskop

Doświadczenie z żyroskopem

Oceanografowie na środku oceanu tak naprawdę nie mierzą wysokości fali pływowej, ale falę utworzoną w wyniku żyroskopowego efektu wiru powstałego w wyniku precesji, czyli osi obrotu wiru. I tylko wiry mogą wyjaśnić obecność garbu pływowego po przeciwnej stronie Ziemi. W przyrodzie nie ma zamieszania, a jeśli istnieją wiry, to mają one w naturze swój cel, a tym celem, jak sądzę, jest pionowe i poziome mieszanie wód oceanicznych w celu wyrównania temperatury i zawartości tlenu w oceanach świata.

A nawet gdyby istniały pływy księżycowe, nie mieszałyby się one z wodami oceanu. Wiry w pewnym stopniu zapobiegają zamulaniu oceanów. Jeśli kilka miliardów lat temu Ziemia rzeczywiście obracała się szybciej, wówczas wiry były bardziej aktywne. Uważam, że Rów Mariański i Mariany powstały w wyniku wiru.

Kalendarz pływów istniał na długo przed odkryciem fali pływowej. Tak jak istniał kalendarz zwyczajny, przed Ptolemeuszem i po Ptolemeuszu, i przed Kopernikiem, i po Koperniku. Dziś niejasne są również pytania dotyczące charakterystyki pływów. Dlatego w niektórych miejscach (Morze Południowochińskie, Zatoka Perska, Zatoka Meksykańska i Zatoka Tajlandzka) występuje tylko jeden przypływ dziennie. W niektórych obszarach Ziemi (na przykład na Oceanie Indyjskim) dziennie występuje jeden lub dwa przypływy.

500 lat temu, kiedy narodziła się koncepcja przypływów i odpływów, myśliciele nie mieli wystarczających środków technicznych, aby przetestować tę koncepcję, a o wirach w oceanach niewiele wiedziano. A dziś ta idea, ze swoją atrakcyjnością i prawdopodobieństwem, jest tak zakorzeniona w świadomości społeczeństwa i myślicieli, że nie będzie łatwo z niej zrezygnować.

Dlaczego co roku i co dekadę, tego samego dnia kalendarzowego (na przykład pierwszego maja) u ujścia rzek i zatok nie występuje ta sama fala pływowa? Uważam, że wiry znajdujące się przy ujściach rzek i zatok dryfują i zmieniają swoją wielkość.

A gdyby przyczyną fali pływowej była grawitacja Księżyca, wysokość przypływów nie zmieniłaby się przez tysiąclecia. Istnieje opinia, że fala pływowa przemieszczająca się ze wschodu na zachód powstaje pod wpływem grawitacji Księżyca, a fala zalewa zatoki i ujścia rzek. Ale dlaczego ujście Amazonki zalewa dobrze, ale Zatoka La Plata, która znajduje się na południe od Amazonki, nie zalewa zbyt dobrze, chociaż według wszelkich szacunków Zatoka La Plata powinna zalać więcej niż Amazonka.

Uważam, że falę pływową u ujścia Amazonki tworzy jeden wir, a w szyjce rzeki La Plata falę pływową tworzy inny wir, o mniejszej sile (średnica, wysokość, obroty).

Burza Amazonii

Fala pływowa uderza w Amazonkę z prędkością około 20 kilometrów na godzinę, wysokość fali wynosi około pięciu metrów, szerokość fali wynosi dziesięć kilometrów. Parametry te są bardziej odpowiednie dla fali pływowej powstałej w wyniku precesji wiru. A gdyby to była księżycowa fala pływowa, uderzałaby z prędkością kilkuset kilometrów na godzinę, a szerokość fali wynosiłaby około tysiąca kilometrów.

Uważa się, że gdyby głębokość oceanu wynosiła 20 kilometrów, wówczas fala księżycowa poruszałaby się zgodnie z oczekiwaniami z prędkością 1600 km na godzinę, mówią, że przeszkadza temu płytki ocean. A teraz z prędkością 20 km/h wpada do Amazonki, a z prędkością 40 km/h do rzeki Fuchunjiang. Myślę, że matematyka jest wątpliwa.

A jeśli fala Księżyca porusza się tak wolno, to dlaczego na zdjęciach i animacjach garb pływowy jest zawsze skierowany w stronę Księżyca, Księżyc obraca się znacznie szybciej. I nie jest jasne dlaczego, ciśnienie wody się nie zmienia, pod garbem pływowym, na dnie oceanu... Są w oceanach strefy, w których w ogóle nie ma przypływów i odpływów (punkty amfidromiczne).

Punkt amfidromiczny

Przypływ M2, wysokość przypływu pokazana w kolorze. Białe linie to linie kotidalne z odstępem fazowym 30°. Punkty amfidromiczne to ciemnoniebieskie obszary, w których zbiegają się białe linie. Strzałki wokół tych punktów wskazują kierunek „biegania”.Punkt amfidromiczny to punkt w oceanie, w którym amplituda fali pływowej wynosi zero. Wysokość przypływu wzrasta wraz z odległością od punktu amfidromicznego. Czasami punkty te nazywane są węzłami pływowymi: fala pływowa „opływa” ten punkt zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Linie kotidalne zbiegają się w tych punktach. Punkty amfidromiczne powstają w wyniku interferencji pierwotnej fali pływowej i jej odbić od linii brzegowej i podwodnych przeszkód. Siła Coriolisa również ma swój udział.

Chociaż dla fali pływowej znajdują się one w dogodnej strefie, uważam, że w tych strefach wiry obracają się niezwykle wolno. Uważa się, że maksymalne przypływy występują podczas nowiu, ponieważ Księżyc i Słońce wywierają grawitację na Ziemię w tym samym kierunku.

Dla porównania: żyroskop to urządzenie, które w wyniku obrotu reaguje inaczej na siły zewnętrzne niż nieruchomy obiekt. Najprostszym żyroskopem jest bączek. Rozkręcając bączek na poziomej powierzchni i przechylając powierzchnię, można zauważyć, że bączek utrzymuje skręt poziomy.

Ale z drugiej strony, podczas nowiu prędkość orbitalna Ziemi jest maksymalna, a podczas pełni minimalnej i pojawia się pytanie, który z powodów jest kluczowy. Odległość Ziemi od Księżyca wynosi 30 średnic Ziemi, podejście i odległość Księżyca od Ziemi wynosi 10 procent, można to porównać trzymając bruk i kamyk w wyciągniętych ramionach i przybliżając je i oddalając odpływa o 10 procent, czy przy takiej matematyce możliwe są przypływy i odpływy. Uważa się, że podczas nowiu kontynenty wpadają w garb pływowy z prędkością około 1600 kilometrów na godzinę. Czy to możliwe?

Uważa się, że siły pływowe zatrzymały obrót Księżyca i teraz obraca się on synchronicznie. Ale znanych jest ponad trzysta satelitów i dlaczego wszystkie zatrzymały się w tym samym czasie i dokąd poszła siła, która obracała satelity... Siła grawitacji między Słońcem a Ziemią nie zależy od prędkości orbity Ziemi, a siła odśrodkowa zależy od prędkości orbitalnej Ziemi i fakt ten nie może być przyczyną przypływów i odpływów Księżyca.

Nazywanie przypływów i odpływów, czyli zjawiska poziomego i pionowego ruchu wód oceanicznych, nie jest do końca prawdą, gdyż większość wirów nie styka się z linią brzegową oceanu... Jeśli spojrzeć na Ziemię od strony Słońca, wiry znajdujące się po północnej i południowej stronie Ziemi są bardziej aktywne, ponieważ znajdują się w strefie ruchu względnego.

A kiedy wir wejdzie w strefę zachodu i świtu i stanie krawędzią do Słońca, wir wpadnie pod działanie sił Coriolisa i ustąpi. Podczas nowiu księżyca przypływy rosną i maleją, ponieważ prędkość orbitalna Ziemi jest maksymalna...

Materiał nadesłany przez autora: Jusup Chizirow

Zjawisko przypływów morskich obserwowano już w starożytności. Herodot pisał o przypływach już w V wieku p.n.e. Przez długi czas ludzie nie mogli zrozumieć natury pływów. Przyjęto różne fantastyczne założenia, na przykład, że Ziemia oddycha. Nawet słynny uczony (1571-1630), który odkrył prawa ruchu planet, uważał, że przypływy i odpływy są skutkiem... oddychania planety Ziemia.

Francuski matematyk i filozof (1596-1650) jako pierwszy wśród europejskich naukowców wskazał na związek między przypływami i przypływami, ale nie rozumiał, na czym polega ten związek. Dlatego podał tak dalekie od prawdziwego wyjaśnienie zjawiska pływów: Księżyc krążąc wokół Ziemi wywiera nacisk na wodę, powodując jej opadanie.

Stopniowo naukowcy rozpracowali ten, trzeba przyznać, trudny problem i odkryli, że pływy są konsekwencją wpływu sił grawitacyjnych Księżyca i (w mniejszym stopniu) Słońca na powierzchnię oceanu.

W oceanologii podaje się następującą definicję: Rytmiczne podnoszenie się i opadanie wody oraz towarzyszące jej prądy nazywane są przypływami.

Pływy występują nie tylko w oceanie, ale także w atmosferze i skorupie ziemskiej. Wypiętrzenie skorupy ziemskiej jest bardzo nieznaczne, dlatego można je określić jedynie za pomocą specjalnych przyrządów. Kolejną rzeczą jest powierzchnia wody. Cząsteczki wody poruszają się i otrzymując przyspieszenie od Księżyca, zbliżają się do niej nieporównywalnie bardziej niż firmament Ziemi. Dlatego po stronie zwróconej w stronę Księżyca woda podnosi się, tworząc zakole, rodzaj wzgórka wodnego na powierzchni oceanu. Gdy Ziemia obraca się wokół własnej osi, ten kopiec wody przemieszcza się wzdłuż powierzchni oceanu, podążając za nim.

Teoretycznie nawet odległe gwiazdy biorą udział w powstawaniu pływów. Pozostaje to jednak propozycją czysto teoretyczną, ponieważ wpływ gwiazd jest znikomy i można go pominąć. Dokładniej, nie można tego zaniedbać, ponieważ nie ma czego zaniedbać. Wpływ Słońca na powierzchnię oceanu ze względu na dużą odległość gwiazdy jest 3-4 razy słabszy niż wpływ Księżyca. Silne pływy księżycowe maskują przyciąganie Słońca, dlatego też pływy słoneczne jako takie nie są obserwowane.

Nazywa się skrajne położenie poziomu wody pod koniec przypływu pełne wody i pod koniec odpływu - niska woda.

Dwie fotografie wykonane z tego samego punktu w momentach niskiego i wysokiego poziomu wody,
dać wyobrażenie o wahaniach poziomu pływów.

Jeśli zaczniemy obserwować przypływ w momencie wysokiego poziomu wody, zobaczymy, że po 6 godzinach nastąpi najniższy stan wody. Następnie przypływ rozpocznie się ponownie, który również będzie trwał przez 6 godzin, aż osiągnie najwyższy poziom. Następny przypływ nastąpi 24 godziny po rozpoczęciu naszych obserwacji.

Ale stanie się to tylko w idealnych, teoretycznych warunkach. W rzeczywistości w ciągu dnia jest jeden przypływ i jeden odpływ - i wtedy przypływ nazywa się dobowym. Lub może się to zdarzyć w dwóch cyklach pływowych. W tym przypadku mówimy o przypływie półdobowym.

Okres przypływu dziennego nie trwa 24 godziny, ale o 50 minut dłużej. W związku z tym przypływ półdobowy trwa 12 godzin i 25 minut.

Na Oceanie Światowym dominują pływy półdobowe. Jest to deklarowane przez obrót Ziemi wokół własnej osi. Przypływ, niczym ogromna, delikatna fala o długości wielu setek kilometrów, rozprzestrzenia się po całej powierzchni Oceanu Światowego. Okres występowania takiej fali jest różny w każdym miejscu oceanu od pół dnia do jednego dnia. Ze względu na częstotliwość występowania przypływów rozróżnia się je jako dobowe i półdobowe.

Podczas pełnego obrotu Ziemi wokół własnej osi Księżyc porusza się po niebie o około 13 stopni. Aby „dogonić” Księżyc, fala pływowa potrzebuje zaledwie 50 minut. Oznacza to, że czas dotarcia pełnej wody w to samo miejsce oceanu stale zmienia się w zależności od pory dnia. Jeśli więc dzisiaj w południe była wysoka woda, to jutro będzie o 12 godzin 50 minut, a pojutrze o 13 godzin 40 minut.

Na otwartym oceanie, gdzie fala pływowa nie napotyka oporu ze strony kontynentów, wysp, nierówności dna i linii brzegowych, występują głównie regularne pływy półdobowe. Fale pływowe na otwartym oceanie są niewidoczne, gdy ich wysokość nie przekracza jednego metra.

Przypływ objawia się z całą siłą na otwartym wybrzeżu oceanu, gdzie w promieniu dziesiątek i setek mil nie widać ani wysp, ani ostrych zakrętów linii brzegowej.

Kiedy Słońce i Księżyc znajdują się na tej samej linii po jednej stronie Ziemi, siła grawitacji obu ciał wydaje się sumować. Dzieje się to dwa razy w ciągu miesiąca księżycowego - podczas nowiu lub pełni księżyca. Ta pozycja luminarzy nazywa się syzygy, a przypływ występujący w te dni nazywa się. Przypływy wiosenne są najwyższymi i najpotężniejszymi przypływami. Natomiast najniższe pływy nazywane są .

Należy zauważyć, że poziom przypływów wiosennych w tym samym miejscu nie zawsze jest taki sam. Powód jest wciąż ten sam: ruch Księżyca wokół Ziemi i Ziemi wokół Słońca. Nie zapominajmy, że orbita Księżyca wokół Ziemi nie jest kołem, ale elipsą, tworząc dość zauważalną różnicę między perygeum a apogeum Księżyca - 42 tys. Km. Jeśli podczas syzygii Księżyc znajdzie się w perygeum, czyli w najmniejszej odległości od Ziemi, spowoduje to wysoką falę pływową. Cóż, jeśli w tym samym okresie Ziemia, poruszając się po swojej eliptycznej orbicie wokół Słońca, znajdzie się w najmniejszej odległości od niej (a czasami zdarzają się również zbiegi okoliczności), wówczas przypływy i odpływy przypływów osiągną maksymalną wielkość.

Oto kilka przykładów pokazujących maksymalną wysokość, jaką osiągają przypływy oceaniczne w niektórych miejscach na świecie (w metrach):

Nazwa	Lokalizacja	Wysokość przypływu (m)
Mezen Zatoka Morza Białego
Ujście rzeki Kolorado
Zatoka Penzhinskaya Morza Ochockiego
Ujście rzeki Seul	Korea Południowa
Ujście rzeki Fitzroy	Australia
Grenville
Ujście rzeki Koksoak
Port Gallegas	Argentyna
Zatoka Fundy

Podczas przypływu woda podnosi się z różną prędkością. Charakter przypływu w dużej mierze zależy od kąta nachylenia dna morskiego. Na stromych brzegach woda początkowo podnosi się powoli - 8-10 milimetrów na minutę. Następnie prędkość przypływu wzrasta, osiągając największą wartość w pozycji „półwodnej”. Następnie zwalnia do pozycji górnej granicy pływu. Dynamika odpływu jest podobna do dynamiki przypływu. Ale przypływ wygląda zupełnie inaczej na szerokich plażach. Tutaj poziom wody podnosi się bardzo szybko i czasami towarzyszy mu wysoka fala pływowa, szybko pędząca po płyciznach. Miłośnicy pływania, którzy gapili się na takie plaże, nie mogą się w tych przypadkach spodziewać niczego dobrego. Żywioł morza nie umie żartować.

Na morzach śródlądowych, odgrodzonych od reszty oceanu wąskimi i płytkimi krętymi cieśninami lub skupiskami małych wysp, pływy przychodzą z ledwo zauważalną amplitudą. Widzimy to na przykładzie Morza Bałtyckiego, które jest niezawodnie zamknięte od przypływów przez płytkie cieśniny duńskie. Teoretycznie wysokość przypływu na Morzu Bałtyckim wynosi 10 centymetrów. Ale te pływy są niewidoczne dla oka; są ukryte przez wahania poziomu wody spowodowane wiatrem lub zmianami ciśnienia atmosferycznego.

Wiadomo, że w Petersburgu często zdarzają się powodzie, czasem bardzo silne. Przypomnijmy, jak żywo i zgodnie z prawdą wielki rosyjski poeta A.S. przekazał w wierszu „Jeździec miedziany” dramat gwałtownej powodzi z 1824 roku. Puszkin. Na szczęście powodzie tej wielkości w Petersburgu nie mają nic wspólnego z przypływami. Powodzie te spowodowane są wiatrami cyklonowymi, które we wschodniej części Zatoki Fińskiej i Newie znacznie podnoszą poziom wody o 4–5 metrów.

Pływy oceaniczne mają jeszcze mniejszy wpływ na morza śródlądowe Morza Czarnego i Azowskiego, a także Morze Egejskie i Morze Śródziemne. Na Morzu Azowskim, połączonym z Morzem Czarnym wąską Cieśniną Kerczeńską, amplituda pływów jest bliska zeru. W Morzu Czarnym wahania poziomu wody pod wpływem pływów nie sięgają nawet 10 centymetrów.

I odwrotnie, w zatokach i wąskich zatokach, które mają swobodną komunikację z oceanem, pływy osiągają znaczny poziom. Swobodnie wchodząc do zatoki, masy pływowe pędzą do przodu i nie znajdując wyjścia wśród zwężających się brzegów, wznoszą się i zalewają ziemię na dużym obszarze.

Podczas przypływów oceanicznych dochodzi do niebezpiecznego zjawiska tzw bor. Strumień wody morskiej, wpływający do koryta rzeki i spotykający się z nurtem rzeki, tworzy potężny pienisty wał, wznoszący się jak ściana i szybko poruszający się pod prąd rzeki. Po drodze bor powoduje erozję brzegów i może zniszczyć oraz zatopić każdy statek, jeśli trafi do koryta rzeki.

Na największej rzece Ameryki Południowej, Amazonce, potężna fala pływowa o wysokości 5-6 metrów przepływa z prędkością 40-45 km/h w odległości do półtora tysiąca kilometrów od ujścia.

Czasami fale pływowe zatrzymują przepływ rzek, a nawet odwracają je w przeciwnym kierunku.

Na terytorium Rosji rzeki wpływające do Zatoki Mezen Morza Białego doświadczają małego boru.

Aby wykorzystać energię pływów, w niektórych krajach, m.in. w Rosji, zbudowano elektrownie pływowe. Pierwsza elektrownia pływowa, zbudowana w Zatoce Kisłogubskiej na Morzu Białym, miała moc zaledwie 800 kilowatów. Następnie zaprojektowano PES o mocy dziesiątek i setek tysięcy kilowatów. Oznacza to, że przypływy zaczynają działać na korzyść osoby.

I na koniec, ale ważny globalnie, temat pływów. Prądy powodowane przez pływy napotykają opór ze strony kontynentów, wysp i dna morskiego. Niektórzy naukowcy uważają, że w wyniku tarcia mas wody o te przeszkody, obrót Ziemi wokół własnej osi ulega spowolnieniu. Na pierwszy rzut oka to spowolnienie jest dość nieznaczne. Obliczenia wykazały, że na przestrzeni całego okresu naszej ery, czyli ponad 2000 lat, dni na Ziemi wydłużyły się o 0,035 sekundy. Ale na czym opierano obliczenia?

Okazuje się, że istnieją dowody, choć pośrednie, na to, że rotacja naszej planety zwalnia. Badając wymarłe koralowce okresu dewonu, angielski naukowiec D. Wells odkrył, że liczba dziennych słojów jest 400 razy większa niż roczna. W astronomii uznawana jest teoria stabilności ruchów planet, zgodnie z którą długość roku pozostaje praktycznie niezmieniona.

Okazuje się, że w okresie dewonu, czyli 380 milionów lat temu, rok składał się z 400 dni. W rezultacie doba trwała wówczas 21 godzin i 42 minuty.

Jeśli D. Wells nie pomylił się przy obliczaniu dziennych słojów starożytnych koralowców, a reszta obliczeń jest prawidłowa, to wszystko sprowadza się do tego, że za niecałe 12–13 miliardów lat dzień ziemski stanie się równy długości miesiąc księżycowy. I co wtedy? Wtedy nasza Ziemia będzie stale zwrócona jedną stroną w stronę Księżyca, tak jak ma to miejsce obecnie w przypadku Księżyca w stosunku do Ziemi. Podnoszące się wody ustabilizują się po jednej stronie Ziemi, pływy ustaną, a pływy słoneczne będą zbyt słabe, aby je odczuć.

Dajemy naszym czytelnikom możliwość samodzielnej oceny tej dość egzotycznej hipotezy.

Co to jest przypływ i odpływ

Na wielu wybrzeżach morskich można zaobserwować, jak poziom wody opada równomiernie z określoną częstotliwością i pozostaje tylko lepka gleba. Proces ten nazywany jest odpływem. Jednak po kilku godzinach poziom wody ponownie się podnosi i gleba na brzegu ponownie pokrywa się wodą. Proces ten nazywany jest przypływem. Poziom wody zmienia się regularnie dwa razy dziennie.

Kiedy przypływy zamieniają się w odpływ

Odpływ i przypływ regularnie zastępują się nawzajem: po odpływie następuje przypływ, po którym następuje kolejny odpływ. Najwyższy poziom wody w morzu lub oceanie podczas przypływu nazywany jest wysokim poziomem wody, a minimalny podczas odpływu nazywany jest niskim poziomem wody. Cykl „przypływ – odpływ – odpływ – przypływ – przypływ” trwa 12 godzin 25 minut. Oznacza to, że przypływy i odpływy można obserwować dwa razy dziennie.

Jak powstają przypływy i odpływy?

Siła grawitacji Księżyca powoduje powstanie pierwszego grzbietu pływowego w morzu po stronie Ziemi zwróconej ku niemu. Ze względu na prawa fizyki związane z obrotem Ziemi i pojawieniem się siły odśrodkowej, po przeciwnej stronie Ziemi powstaje drugi grzbiet pływowy, jeszcze silniejszy niż pierwszy. Dlatego i tutaj poziom wody się podnosi.

Pomiędzy tymi dwoma grzbietami opada i odpływ! Słońce zaś, poprzez siłę swojej grawitacji, wpływa na Ziemię, a także na przypływy i odpływy. Ale siła Słońca jest znacznie mniejsza niż Księżyca, chociaż masa Słońca jest 30 milionów razy większa niż masa Księżyca. Powodem tego jest fakt, że Słońce znajduje się 390 razy dalej od Ziemi niż Księżyc od Ziemi.

Pierwsza pływowa elektrownia wodna

W wyniku przypływów i odpływów, czyli podnoszenia się i opadania poziomu mórz, generowane są duże ilości energii. Można go wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej. Pierwsza i obecnie największa na świecie elektrownia wodna pływowa została zbudowana w ujściu (wąskiej zatoce ujścia) rzeki Rana (Saint-Malo, Francja) i oddana do użytku w 1966 roku. Tam różnica między odpływem a przypływem jest bardzo duża (amplituda 8,5 metra).

Jakie inne czynniki wpływają na przypływy i odpływy?

Oprócz sił grawitacji, ciał kosmicznych, Księżyca i Słońca, na odpływ i odpływ przypływów wpływają inne czynniki: obrót Ziemi spowalnia przypływy, brzegi nie pozwalają na podnoszenie się wody. Dodatkowo na pływy wpływają silne sztormy, podczas których odpływ wody morskiej z wybrzeża jest utrudniony. Dlatego jego poziom w takich miejscach jest znacznie wyższy niż podczas normalnego przypływu. Na pływy wpływa również siła wiatru: jeśli wieje od strony wybrzeża, poziom wody spada znacznie poniżej normy.

Czy przypływy i odpływy są zawsze widoczne?

Mówią, że na niektórych morzach, np. Śródziemnym czy Bałtyckim, nie ma przypływów i odpływów. Oczywiście nie jest to prawdą, ponieważ występują we wszystkich morzach. Jednak w Morzu Śródziemnym i Bałtyckim różnica pomiędzy wysokim i niskim stanem wody (amplituda przypływu i odpływu) jest tak mała, że jest praktycznie niezauważalna. Przeciwnie, na Morzu Północnym bardzo wyraźnie rozróżnia się przypływy i odpływy.

Fale pływowe powstają w oceanach i przemieszczają się do mórz marginalnych. Jeśli morze marginalne jest połączone z oceanem jedynie wąską cieśniną, taką jak Morze Śródziemne, fale pływowe albo nie docierają do niego, albo są bardzo słabe. Morze Północne łączy się z Oceanem Atlantyckim szeroką cieśniną, dzięki czemu fale pływowe z łatwością docierają do wybrzeża, a przypływ jest w tym miejscu wyraźnie widoczny.

Co to jest przypływ wiosenny

Szczególnie silne przypływy i odpływy można zaobserwować w ciągu 14 dni, kiedy Księżyc i Słońce znajdują się w jednej linii z Ziemią podczas pełni i nowiu księżyca (syzygy). W tym czasie siły pływowe obu ciał niebieskich, działające w tym samym kierunku, sumują się i zwiększają przypływ. Rozpoczyna się tak zwany przypływ wiosenny, gdy pełna woda podnosi się do najwyższego poziomu. W związku z tym podczas odpływu woda spada do najniższego poziomu.

Jaka jest amplituda przypływów i odpływów

Różnica między wysokim i niskim stanem wody podczas przypływu i odpływu nazywa się amplitudą. W tym przypadku siły grawitacyjne Słońca i Księżyca odgrywają swoją rolę: gdy się wzmacniają, amplituda wzrasta (przypływ syzygy), a gdy siły grawitacyjne słabną, amplituda wręcz przeciwnie maleje (przypływ kwadraturowy). Na otwartym morzu amplituda przypływu nie przekracza 50 centymetrów. Przeciwnie, na brzegach jest znacznie większy.

Na przykład na niemieckim wybrzeżu Morza Północnego jest to 2-3 metry, na angielskim wybrzeżu Morza Północnego - do 8 metrów, a w zatoce Saint-Malo (Francja) w kanale La Manche - do 11 metrów. Można to wytłumaczyć faktem, że na płytkich wodach fale pływowe, podobnie jak wszystkie inne, tracą prędkość i zwalniają, powodując podniesienie się poziomu wody.

Co to jest przypływ kwadraturowy

Przez siedem dni po pełni i nowiu Księżyca Słońce, Ziemia i Księżyc nie znajdują się już na tej samej linii. Kiedy siły pływowe Księżyca i Słońca oddziałują ze sobą pod kątem prostym, rozpoczyna się przypływ kwadraturowy: wysoka woda nieznacznie podnosi się, a niski poziom wody praktycznie nie spada.

Co to są prądy pływowe

Pływy powodują nie tylko wzrost i spadek poziomu wody. Podczas gdy morze podnosi się i opada, woda porusza się tam i z powrotem. Na otwartym morzu jest to ledwo zauważalne, ale w cieśninach i zatokach, gdzie ruch wody jest ograniczony, można zaobserwować prądy pływowe. W pierwszym przypadku (prąd pływowy) jest on skierowany w stronę brzegu, w drugim (prąd odpływowy) – w przeciwnym kierunku. Eksperci zwykle nazywają zmianę prądów pływowych zwrotem. W momencie zawrócenia woda jest w stanie spokojnym, a zjawisko to nazywa się „martwym punktem” przypływu.

Gdzie obserwuje się największe amplitudy pływów?

Zatoka Fundy na wschodnim wybrzeżu Kanady szczyci się jednymi z największych pasm pływów na świecie. Oznacza to, że różnica między wysokim i niskim poziomem wody podczas przypływów i odpływów jest tutaj maksymalna. Podczas przypływu wiosennego osiąga 21 metrów. Wcześniej rybacy zastawiali sieci, gdy woda była pełna, i zbierali z nich ryby podczas niskiego poziomu wody: niezwykły sposób łowienia!

Jak powstaje fala sztormowa?

Przypływ sztormowy nazywa się, gdy woda wlewa się na brzegi szczególnie wysoko. Powstaje w wyniku silnych wiatrów wiejących w kierunku lądu i przychodzących wraz z wiosennym przypływem. Przypomnijmy: podczas niego woda wysoka podnosi się szczególnie wysoko, a woda niska szczególnie nisko. Dzieje się tak w okresach pełni i nowiu księżyca.

Siła wiatrów i czas ich trwania prowadzą do powstania przypływu sztormowego, gdy poziom wody podnosi się ponad metr powyżej środka przypływu. Występuje silny przypływ sztormowy, podczas którego poziom wody podnosi się o 2,5 metra, oraz przypływ supersilny, gdy poziom wody podnosi się o ponad 3 metry.

Jaką prędkość mogą osiągnąć prądy pływowe?

W głębinach oceanów prądy pływowe osiągają prędkość około kilometra na godzinę. W wąskich cieśninach może wynosić od 15 do 20 kilometrów na godzinę.