Oktoba 15, 2012
Mpiga picha wa Uingereza Michael Marten aliunda mfululizo wa picha za awali zilizokamata pwani ya Uingereza kutoka kwa pembe sawa, lakini kwa nyakati tofauti. Risasi moja kwenye wimbi kubwa na moja kwenye wimbi la chini.
Ilibadilika kuwa isiyo ya kawaida kabisa, na hakiki nzuri za mradi huo zililazimisha mwandishi kuanza kuchapisha kitabu. Kitabu hicho kiitwacho “Sea Change” kilichapishwa mwezi Agosti mwaka huu na kilitolewa kwa lugha mbili. Ilichukua Michael Marten kama miaka minane kuunda safu yake ya kuvutia ya picha. Muda kati ya maji ya juu na ya chini ni wastani wa zaidi ya saa sita. Kwa hivyo, Michael anapaswa kukaa katika kila mahali kwa muda mrefu zaidi kuliko wakati wa mibofyo michache ya shutter. Mwandishi alikuwa akikuza wazo la kuunda safu ya kazi kama hizo kwa muda mrefu. Alikuwa akitafuta jinsi ya kutambua mabadiliko katika maumbile kwenye filamu, bila ushawishi wa mwanadamu. Na niliipata kwa bahati, katika mojawapo ya vijiji vya mwambao vya Scotland, ambako nilitumia siku nzima na kushika wakati wa wimbi la juu na la chini.
Mabadiliko ya mara kwa mara katika viwango vya maji (kupanda na kushuka) katika maeneo ya maji duniani huitwa mawimbi.
Kiwango cha juu cha maji kinachozingatiwa kwa siku au nusu ya siku wakati wa wimbi kubwa huitwa maji ya juu, kiwango cha chini kabisa wakati wa wimbi la chini huitwa maji ya chini, na wakati wa kufikia alama hizi za kiwango cha juu huitwa kusimama (au hatua) ya juu. wimbi au wimbi la chini, kwa mtiririko huo. Kiwango cha wastani cha bahari ni thamani ya masharti, juu ya ambayo alama za kiwango ziko wakati wa mawimbi ya juu, na chini ambayo wakati wa mawimbi ya chini. Haya ni matokeo ya wastani wa mfululizo mkubwa wa uchunguzi wa haraka.
Mabadiliko ya wima katika kiwango cha maji wakati wa mawimbi ya juu na ya chini yanahusishwa na harakati za usawa za raia wa maji kuhusiana na pwani. Taratibu hizi ni ngumu na kuongezeka kwa upepo, kukimbia kwa mto na mambo mengine. Misondo ya mlalo ya wingi wa maji katika ukanda wa pwani huitwa mikondo ya mawimbi (au mawimbi), wakati kushuka kwa wima katika viwango vya maji huitwa ebbs na mtiririko. Matukio yote yanayohusiana na ebbs na mtiririko yana sifa ya upimaji. Mikondo ya mawimbi mara kwa mara hubadilisha mwelekeo kwa upande mwingine, kwa kulinganisha, mikondo ya bahari, inayosonga mfululizo na bila mwelekeo, husababishwa na mzunguko wa jumla wa angahewa na kufunika maeneo makubwa ya bahari ya wazi.
Mawimbi ya juu na ya chini hupishana kwa mzunguko kulingana na mabadiliko ya hali ya anga, kihaidrolojia na hali ya hewa. Mlolongo wa awamu za mawimbi huamuliwa na maxima mbili na minima mbili katika mzunguko wa kila siku.
Ingawa Jua lina jukumu kubwa katika michakato ya mawimbi, jambo kuu katika ukuaji wao ni mvuto wa Mwezi. Kiwango cha ushawishi wa nguvu za mawimbi kwenye kila chembe ya maji, bila kujali mahali ilipo juu ya uso wa dunia, imedhamiriwa na sheria ya Newton ya uvutano wa ulimwengu wote.
Sheria hii inasema kwamba chembe mbili za nyenzo huvutia kila mmoja kwa nguvu moja kwa moja sawia na bidhaa ya wingi wa chembe zote mbili na kinyume chake kwa mraba wa umbali kati yao. Inaeleweka kuwa wingi wa miili, nguvu kubwa ya mvuto wa pande zote hutokea kati yao (kwa wiani sawa, mwili mdogo utaunda kivutio kidogo kuliko kikubwa).
Sheria pia ina maana kwamba umbali mkubwa kati ya miili miwili, mvuto mdogo kati yao. Kwa kuwa nguvu hii inalingana kinyume na mraba wa umbali kati ya miili miwili, sababu ya umbali ina jukumu kubwa zaidi katika kuamua ukubwa wa nguvu ya mawimbi kuliko wingi wa miili.
Mvuto wa mvuto wa Dunia, ukiigiza Mwezi na kuuweka katika mzunguko wa karibu wa Dunia, ni kinyume na nguvu ya mvuto wa Dunia na Mwezi, ambayo huelekea kusonga Dunia kuelekea Mwezi na "kuinua" vitu vyote vilivyopo. juu ya Dunia kwa mwelekeo wa Mwezi.
Sehemu ya uso wa dunia iko moja kwa moja chini ya Mwezi ni kilomita 6,400 tu kutoka katikati ya Dunia na kwa wastani kilomita 386,063 kutoka katikati ya Mwezi. Kwa kuongezea, misa ya Dunia ni mara 81.3 ya misa ya Mwezi. Kwa hivyo, katika hatua hii ya uso wa dunia, mvuto wa Dunia unaofanya kazi kwenye kitu chochote ni takriban mara 300 elfu zaidi kuliko mvuto wa Mwezi.
Ni wazo lililozoeleka kuwa maji ya Dunia moja kwa moja chini ya Mwezi huinuka kuelekea Mwezi, na kusababisha maji kutiririka kutoka sehemu zingine za uso wa Dunia, lakini kwa kuwa nguvu ya uvutano ya Mwezi ni ndogo sana ukilinganisha na Dunia. kutosha kuinua maji mengi sana uzito mkubwa.
Walakini, bahari, bahari na maziwa makubwa Duniani, yakiwa ni miili mikubwa ya kioevu, iko huru kusonga chini ya ushawishi wa nguvu za uhamishaji wa upande, na tabia yoyote ndogo ya kusonga kwa usawa inawaweka katika mwendo. Maji yote ambayo hayako moja kwa moja chini ya Mwezi yanakabiliwa na hatua ya sehemu ya nguvu ya uvutano ya Mwezi inayoelekezwa kwa tangentially (tangentially) kwenye uso wa dunia, na vile vile sehemu yake iliyoelekezwa nje, na iko chini ya uhamishaji wa usawa unaohusiana na ngumu. ukoko wa dunia.
Matokeo yake, maji hutiririka kutoka maeneo ya karibu ya uso wa dunia kuelekea mahali palipo chini ya Mwezi. Mkusanyiko unaosababishwa wa maji katika hatua chini ya Mwezi huunda wimbi huko. Wimbi la wimbi lenyewe kwenye bahari ya wazi lina urefu wa cm 30-60 tu, lakini huongezeka sana wakati unakaribia mwambao wa mabara au visiwa.
Kwa sababu ya harakati ya maji kutoka kwa maeneo ya jirani kuelekea mahali chini ya Mwezi, ebbs zinazofanana za maji hufanyika katika sehemu zingine mbili zilizoondolewa kutoka kwake kwa umbali sawa na robo ya mzunguko wa Dunia. Inashangaza kutambua kwamba kupungua kwa usawa wa bahari katika pointi hizi mbili kunafuatana na kupanda kwa usawa wa bahari sio tu kwa upande wa Dunia unaoelekea Mwezi, lakini pia kwa upande mwingine.
Ukweli huu pia unafafanuliwa na sheria ya Newton. Vitu viwili au zaidi vilivyo kwenye umbali tofauti kutoka kwa chanzo kimoja cha mvuto na, kwa hiyo, chini ya kuongeza kasi ya mvuto wa ukubwa tofauti, huhamia kwa kila mmoja, kwa kuwa kitu kilicho karibu na kituo cha mvuto kinavutiwa sana nayo.
Maji katika sehemu ya nusu mwandamo hupata mvutano mkali kuelekea Mwezi kuliko Dunia iliyo chini yake, lakini Dunia nayo ina mvutano mkali kuelekea Mwezi kuliko maji ya upande mwingine wa sayari. Kwa hivyo, wimbi la wimbi linatokea, ambalo kwa upande wa Dunia unaoelekea Mwezi huitwa moja kwa moja, na kwa upande mwingine - kinyume. Wa kwanza wao ni 5% tu ya juu kuliko ya pili.
Kwa sababu ya kuzunguka kwa Mwezi katika mzunguko wake kuzunguka Dunia, takriban saa 12 na dakika 25 hupita kati ya mawimbi mawili ya juu yanayofuatana au mawimbi mawili ya chini mahali fulani. Muda kati ya kilele cha mawimbi ya juu na ya chini mfululizo ni takriban. Saa 6 dakika 12 Kipindi cha saa 24 dakika 50 kati ya mawimbi mawili mfululizo huitwa siku ya mawimbi (au mwandamo).
Ukosefu wa usawa wa wimbi. Michakato ya mawimbi ni ngumu sana na mambo mengi lazima izingatiwe ili kuyaelewa. Kwa hali yoyote, sifa kuu zitatambuliwa:
1) hatua ya maendeleo ya wimbi linalohusiana na kifungu cha Mwezi;
2) amplitude ya mawimbi na
3) aina ya mabadiliko ya mawimbi, au umbo la curve ya kiwango cha maji.
Tofauti nyingi katika mwelekeo na ukubwa wa nguvu za mawimbi husababisha tofauti katika ukubwa wa mawimbi ya asubuhi na jioni katika bandari fulani, na pia kati ya mawimbi sawa katika bandari tofauti. Tofauti hizi huitwa usawa wa wimbi.
Athari ya nusu-diurnal. Kawaida ndani ya siku, kwa sababu ya nguvu kuu ya mawimbi - mzunguko wa Dunia kuzunguka mhimili wake - mizunguko miwili kamili ya mawimbi huundwa.
Inapotazamwa kutoka Ncha ya Kaskazini ya ecliptic, ni dhahiri kwamba Mwezi huzunguka Dunia katika mwelekeo sawa ambao Dunia inazunguka kuzunguka mhimili wake - kinyume cha saa. Kwa kila mapinduzi yanayofuata, sehemu fulani juu ya uso wa dunia tena inachukua nafasi moja kwa moja chini ya Mwezi baadaye kidogo kuliko wakati wa mapinduzi ya awali. Kwa sababu hii, kupungua na mtiririko wa mawimbi hucheleweshwa kwa takriban dakika 50 kila siku. Thamani hii inaitwa kuchelewa kwa mwezi.
Ukosefu wa usawa wa nusu mwezi. Aina hii kuu ya tofauti ina sifa ya periodicity ya takriban siku 143/4, ambayo inahusishwa na mzunguko wa Mwezi kuzunguka Dunia na kupita kwa awamu mfululizo, hasa syzygies (mwezi mpya na mwezi kamili), i.e. wakati ambapo Jua, Dunia na Mwezi ziko kwenye mstari sawa.
Kufikia sasa tumegusia tu juu ya ushawishi wa mawimbi ya Mwezi. Sehemu ya mvuto ya Jua pia huathiri mawimbi, hata hivyo, ingawa misa ya Jua ni kubwa zaidi kuliko misa ya Mwezi, umbali kutoka kwa Dunia hadi Jua ni mkubwa zaidi kuliko umbali wa Mwezi hivi kwamba nguvu ya mawimbi ya jua. ya Jua ni chini ya nusu ya ile ya Mwezi.
Walakini, wakati Jua na Mwezi ziko kwenye mstari mmoja ulionyooka, ama upande ule ule wa Dunia au pande tofauti (wakati wa mwezi mpya au mwezi kamili), nguvu zao za uvutano zinaongezeka, zikifanya kazi kwenye mhimili mmoja, na wimbi la jua linaingiliana na wimbi la mwezi.
Kadhalika, mvuto wa Jua huongeza kupungua kunakosababishwa na ushawishi wa Mwezi. Matokeo yake, mawimbi yanakuwa juu na mawimbi yanapungua kuliko ikiwa yalisababishwa tu na uvutano wa Mwezi. Mawimbi kama hayo huitwa mawimbi ya masika.
Wakati vekta za nguvu za uvutano za Jua na Mwezi ziko pande zote mbili (wakati wa miduara, i.e. wakati Mwezi uko katika robo ya kwanza au ya mwisho), nguvu zao za mawimbi hupinga, kwani wimbi linalosababishwa na mvuto wa Jua linawekwa juu ya ebb iliyosababishwa na Mwezi.
Chini ya hali kama hizo, mawimbi hayako juu sana na mawimbi hayako chini kana kwamba yalitokana na nguvu ya uvutano ya Mwezi. Ebbs na mtiririko huo wa kati huitwa quadrature.
Upeo wa alama za maji ya juu na ya chini katika kesi hii hupunguzwa kwa takriban mara tatu ikilinganishwa na wimbi la spring.
Kukosekana kwa usawa wa parallactic ya mwezi. Kipindi cha kushuka kwa urefu wa mawimbi, ambayo hutokea kwa sababu ya parallax ya mwezi, ni siku 271/2. Sababu ya usawa huu ni mabadiliko katika umbali wa Mwezi kutoka kwa Dunia wakati wa mzunguko wa mwisho. Kwa sababu ya umbo la duaradufu la obiti ya mwezi, nguvu ya mawimbi ya Mwezi kwenye perigee ni ya juu kwa 40% kuliko wakati wa apogee.
Ukosefu wa usawa wa kila siku. Kipindi cha usawa huu ni masaa 24 dakika 50. Sababu za kutokea kwake ni kuzunguka kwa Dunia kuzunguka mhimili wake na mabadiliko ya kupungua kwa Mwezi. Wakati Mwezi uko karibu na ikweta ya mbinguni, mawimbi mawili ya juu kwa siku fulani (pamoja na mawimbi mawili ya chini) hutofautiana kidogo, na urefu wa asubuhi na jioni maji ya juu na ya chini ni karibu sana. Walakini, kadiri mteremko wa kaskazini au kusini wa Mwezi unavyoongezeka, mawimbi ya asubuhi na jioni ya aina moja hutofautiana kwa urefu, na wakati Mwezi unafikia mteremko wake mkubwa zaidi wa kaskazini au kusini, tofauti hii ni kubwa zaidi.
Mawimbi ya kitropiki pia yanajulikana, hivyo huitwa kwa sababu Mwezi uko karibu juu ya tropiki za Kaskazini au Kusini.
Ukosefu wa usawa wa kila siku hauathiri kwa kiasi kikubwa urefu wa mawimbi mawili ya chini mfululizo katika Bahari ya Atlantiki, na hata athari yake juu ya urefu wa mawimbi ni ndogo ikilinganishwa na amplitude ya jumla ya kushuka kwa thamani. Hata hivyo, katika Bahari ya Pasifiki, tofauti za kila siku ni kubwa mara tatu katika viwango vya chini vya mawimbi kuliko viwango vya juu vya mawimbi.
Ukosefu wa usawa wa nusu mwaka. Sababu yake ni mapinduzi ya Dunia kuzunguka Jua na mabadiliko yanayolingana katika kupungua kwa Jua. Mara mbili kwa mwaka kwa siku kadhaa wakati wa equinoxes, Jua liko karibu na ikweta ya mbinguni, i.e. kupungua kwake kunakaribia 0. Mwezi pia unapatikana karibu na ikweta ya mbinguni kwa takriban siku moja kila nusu ya mwezi. Kwa hivyo, wakati wa equinoxes, kuna vipindi ambapo kupungua kwa Jua na Mwezi ni takriban sawa na 0. Athari ya jumla ya mvuto wa miili hii miwili kwa wakati kama huo inaonekana zaidi katika maeneo yaliyo karibu na ikweta ya dunia. Ikiwa wakati huo huo Mwezi uko katika mwezi mpya au awamu ya mwezi kamili, kinachojulikana. mawimbi ya chemchemi ya usawa.
Ukosefu wa usawa wa parallax ya jua. Kipindi cha udhihirisho wa ukosefu huu wa usawa ni mwaka mmoja. Sababu yake ni mabadiliko ya umbali kutoka kwa Dunia hadi Jua wakati wa harakati ya mzunguko wa Dunia. Mara moja kwa kila mapinduzi kuzunguka Dunia, Mwezi uko kwenye umbali wake mfupi zaidi kutoka kwake kwenye perigee. Mara moja kwa mwaka, karibu Januari 2, Dunia, ikisonga katika mzunguko wake, pia hufikia hatua ya karibu na Jua (perihelion). Wakati nyakati hizi mbili za mkabala wa karibu sana zinapolingana, na kusababisha nguvu kubwa zaidi ya maji, viwango vya juu vya maji na viwango vya chini vya mawimbi vinaweza kutarajiwa. Vivyo hivyo, ikiwa kifungu cha aphelion kinapatana na apogee, mawimbi ya chini na mawimbi duni hutokea.
Amplitudes kubwa za mawimbi. Mawimbi ya juu zaidi duniani yanatokana na mikondo yenye nguvu katika Ghuba ya Minas kwenye Ghuba ya Fundy. Mabadiliko ya mawimbi hapa yanajulikana kwa kozi ya kawaida na kipindi cha nusu-diurnal. Kiwango cha maji katika wimbi la juu mara nyingi huongezeka kwa zaidi ya m 12 katika masaa sita, na kisha hupungua kwa kiasi sawa katika masaa sita ijayo. Wakati athari ya wimbi la chemchemi, nafasi ya Mwezi kwenye perigee na mteremko wa juu wa Mwezi hutokea siku hiyo hiyo, kiwango cha wimbi kinaweza kufikia m 15. Kiwango hiki kikubwa cha mabadiliko ya mawimbi kwa sehemu ni kwa sababu ya umbo la funnel. umbo la Ghuba ya Fundy, ambapo kina hupungua na ufuo husogea karibu zaidi kuelekea juu ya ghuba hiyo.Sababu za mawimbi, ambayo yamekuwa yakichunguzwa mara kwa mara kwa karne nyingi, ni miongoni mwa matatizo ambayo yamezua matatizo mengi. nadharia zenye utata hata katika nyakati za hivi karibuni
Charles Darwin aliandika hivi mwaka wa 1911: “Hakuna haja ya kutafuta fasihi za kale kwa ajili ya nadharia za kutisha za mawimbi.” Walakini, mabaharia wanaweza kupima urefu wao na kuchukua fursa ya mawimbi bila kuwa na wazo lolote la sababu halisi za kutokea kwao.
Nadhani hatupaswi kuwa na wasiwasi sana juu ya sababu za mawimbi. Kulingana na uchunguzi wa muda mrefu, meza maalum huhesabiwa kwa hatua yoyote katika maji ya dunia, ambayo inaonyesha nyakati za maji ya juu na ya chini kwa kila siku. Ninapanga safari yangu, kwa mfano, kwenda Misri, ambayo ni maarufu kwa rasi zake za kina kifupi, lakini jaribu kupanga mapema ili maji kamili yatokee katika nusu ya kwanza ya siku, ambayo itawawezesha kuendesha kikamilifu zaidi ya saa za mchana.
Swali lingine linalohusiana na mawimbi ambayo yanavutia kwa kiter ni uhusiano kati ya mabadiliko ya kiwango cha upepo na maji.
Ushirikina wa watu unasema kwamba katika wimbi la juu upepo huongezeka, lakini kwa wimbi la chini hugeuka kuwa siki.
Ushawishi wa upepo kwenye matukio ya mawimbi unaeleweka zaidi. Upepo kutoka baharini unasukuma maji kuelekea pwani, urefu wa wimbi huongezeka juu ya kawaida, na kwa kiwango cha chini kiwango cha maji pia kinazidi wastani. Kinyume chake, upepo unapovuma kutoka ardhini, maji hutupwa mbali na pwani, na usawa wa bahari hupungua.
Utaratibu wa pili hufanya kazi kwa kuongeza shinikizo la anga juu ya eneo kubwa la maji; kiwango cha maji hupungua kadri uzito wa angahewa unavyoongezwa. Wakati shinikizo la anga linaongezeka kwa 25 mm Hg. Sanaa, kiwango cha maji hupungua kwa takriban cm 33. Eneo la shinikizo la juu au anticyclone kawaida huitwa hali ya hewa nzuri, lakini si kwa kiters. Kuna utulivu katikati ya anticyclone. Kupungua kwa shinikizo la anga husababisha ongezeko sawa la viwango vya maji. Kwa hiyo, kushuka kwa kasi kwa shinikizo la anga pamoja na upepo wa kimbunga kunaweza kusababisha ongezeko kubwa la viwango vya maji. Mawimbi kama hayo, ingawa yanaitwa mawimbi, kwa kweli hayahusiani na ushawishi wa nguvu za mawimbi na hayana sifa ya upimaji wa matukio ya mawimbi.
Lakini inawezekana kabisa kwamba mawimbi ya chini yanaweza pia kuathiri upepo, kwa mfano, kupungua kwa kiwango cha maji katika rasi za pwani husababisha joto zaidi la maji, na matokeo yake kupungua kwa tofauti ya joto kati ya bahari ya baridi na ardhi yenye joto, ambayo hudhoofisha athari ya upepo.
Picha na Michael Marten
Bahari za ulimwengu huishi kwa sheria zao wenyewe, ambazo zimeunganishwa kwa usawa na sheria za ulimwengu. Kwa muda mrefu, watu waliona kuwa walikuwa wakitembea kwa bidii, lakini hawakuweza kuelewa ni nini kilisababisha kushuka kwa kiwango cha bahari. Wacha tujue ebb na mtiririko ni nini?
Ebbs na mtiririko: siri za bahari
Mabaharia walijua vizuri kwamba kushuka na mtiririko wa mawimbi ni jambo la kila siku. Lakini wala wakazi wa kawaida au akili za kisayansi hawakuweza kuelewa asili ya mabadiliko haya. Mapema katika karne ya tano KK, wanafalsafa walijaribu kueleza na kubainisha jinsi Bahari ya Dunia ilivyosonga. ilionekana kitu cha ajabu na cha ajabu. Hata wanasayansi mashuhuri waliona mawimbi kuwa kupumua kwa sayari. Toleo hili limekuwepo kwa milenia kadhaa. Ilikuwa tu mwishoni mwa karne ya kumi na saba kwamba maana ya neno "wimbi" ilihusishwa na harakati ya Mwezi. Lakini haikuwezekana kuelezea mchakato huu kutoka kwa mtazamo wa kisayansi. Mamia ya miaka baadaye, wanasayansi waligundua siri hii na kutoa ufafanuzi sahihi wa mabadiliko ya kila siku katika viwango vya maji. Sayansi ya oceanology, ambayo iliibuka katika karne ya ishirini, ilithibitisha kwamba wimbi ni kupanda na kushuka kwa kiwango cha maji cha Bahari ya Dunia kutokana na ushawishi wa mvuto wa Mwezi.
Mawimbi yanafanana kila mahali?
Ushawishi wa Mwezi kwenye ukoko wa dunia sio sawa, kwa hivyo haiwezi kusemwa kuwa mawimbi yanafanana ulimwenguni kote. Katika sehemu zingine za sayari, mabadiliko ya kila siku ya usawa wa bahari hufikia mita kumi na sita. Na wakaazi wa pwani ya Bahari Nyeusi kwa kweli hawatambui ebbs na mtiririko hata kidogo, kwani sio muhimu zaidi ulimwenguni.
Kawaida mabadiliko hutokea mara mbili kwa siku - asubuhi na jioni. Lakini katika Bahari ya Kusini ya China, wimbi ni harakati ya wingi wa maji ambayo hutokea mara moja tu katika masaa ishirini na nne. Mabadiliko ya usawa wa bahari yanaonekana zaidi katika shida au maeneo mengine nyembamba. Ikiwa utachunguza, utaona kwa jicho uchi jinsi maji yanavyoondoka au kuingia haraka. Wakati mwingine hupanda mita tano kwa dakika chache.
Kama tulivyokwishagundua, mabadiliko katika usawa wa bahari husababishwa na athari kwenye ukoko wa dunia wa satelaiti yake ya kila wakati, Mwezi. Lakini mchakato huu unafanyikaje? Ili kuelewa mawimbi ni nini, ni muhimu kufikiria kwa undani mwingiliano wa sayari zote kwenye mfumo wa jua.
Mwezi na Dunia zinategemeana kila wakati. Dunia inavutia satelaiti yake, ambayo, kwa upande wake, inaelekea kuvutia sayari yetu. Ushindani huu usio na mwisho unatuwezesha kudumisha umbali unaohitajika kati ya miili miwili ya cosmic. Mwezi na Dunia husogea katika mizunguko yao, wakati mwingine husogea mbali na wakati mwingine kukaribiana.
Wakati ambapo Mwezi unakaribia sayari yetu, ukoko wa dunia huinama kuelekea kwake. Hii husababisha maji kuyumba juu ya uso wa ganda la dunia, kana kwamba inajaribu kupanda juu zaidi. Mgawanyiko wa satelaiti ya dunia husababisha kushuka kwa kiwango cha Bahari ya Dunia.
Muda wa mawimbi duniani
Kwa kuwa wimbi ni jambo la kawaida, lazima iwe na muda wake maalum wa harakati. Wataalamu wa masuala ya bahari waliweza kuhesabu wakati hususa wa siku ya mwandamo. Neno hili kwa kawaida hutumiwa kuelezea mapinduzi ya Mwezi kuzunguka sayari yetu; ni ndefu kidogo kuliko saa ishirini na nne tulizozoea. Kila siku mawimbi hubadilika kwa dakika hamsini. Kipindi hiki cha wakati ni muhimu kwa wimbi "kushikana" na Mwezi, ambao husogea digrii kumi na tatu wakati wa siku ya Dunia.
Ushawishi wa mawimbi ya bahari kwenye mito
Tayari tumegundua wimbi ni nini, lakini watu wachache wanajua juu ya ushawishi wa mabadiliko haya ya bahari kwenye sayari yetu. Kwa kushangaza, hata mito huathiriwa na mawimbi ya bahari, na wakati mwingine matokeo ya uingiliaji huu yanaweza kuwa ya kutisha sana.
Wakati wa mawimbi makubwa, wimbi linaloingia kwenye mdomo wa mto hukutana na mkondo wa maji safi. Kama matokeo ya mchanganyiko wa misa ya maji ya msongamano tofauti, shimoni yenye nguvu huundwa, ambayo huanza kusonga kwa kasi kubwa dhidi ya mtiririko wa mto. Mtiririko huu unaitwa boroni, na ina uwezo wa kuharibu karibu viumbe vyote vilivyo kwenye njia yake. Jambo kama hilo linasafisha makazi ya pwani na kumomonyoa ukanda wa pwani kwa dakika chache. Bor inasimama ghafla kama ilivyoanza.
Wanasayansi wamerekodi kesi wakati boroni yenye nguvu iligeuza mito nyuma au kuisimamisha kabisa. Si vigumu kufikiria jinsi matukio haya ya ajabu ya hatua ya mawimbi yalivyokuwa mabaya kwa wakazi wote wa mto.
Mawimbi huathirije viumbe vya baharini?
Haishangazi, mawimbi yana athari kubwa kwa viumbe vyote vinavyoishi katika kina cha bahari. Jambo gumu zaidi ni kwa wanyama wadogo wanaoishi katika maeneo ya pwani. Wanalazimika kuzoea mara kwa mara kubadilisha viwango vya maji. Kwa wengi wao, mawimbi ni njia ya kubadilisha makazi yao. Wakati wa mawimbi makubwa, krasteshia wadogo husogea karibu na ufuo na kujitafutia chakula; wimbi la ebb huwavuta ndani zaidi ya bahari.
Wataalamu wa masuala ya bahari wamethibitisha kwamba viumbe vingi vya baharini vinahusiana kwa karibu na mawimbi ya maji. Kwa mfano, aina fulani za nyangumi zina kimetaboliki polepole wakati wa mawimbi ya chini. Katika wakazi wengine wa bahari ya kina, shughuli za uzazi hutegemea urefu wa wimbi na amplitude.
Wanasayansi wengi wanaamini kuwa kutoweka kwa matukio kama vile kushuka kwa kiwango cha Bahari ya Dunia kutasababisha kutoweka kwa viumbe hai vingi. Hakika, katika kesi hii, watapoteza chanzo chao cha nguvu na hawataweza kurekebisha saa yao ya kibaolojia kwa rhythm fulani.
Kasi ya mzunguko wa dunia: je, ushawishi wa mawimbi ni muhimu?
Kwa miongo mingi, wanasayansi wamekuwa wakisoma kila kitu kinachohusiana na neno "wimbi". Huu ni mchakato unaoleta mafumbo zaidi na zaidi kila mwaka. Wataalamu wengi wanahusisha kasi ya mzunguko wa Dunia na hatua ya mawimbi ya maji. Kwa mujibu wa nadharia hii, chini ya ushawishi wa mawimbi huundwa.Katika njia yao, wao daima hushinda upinzani wa ukanda wa dunia. Kama matokeo, kasi ya mzunguko wa sayari hupungua, karibu isiyoonekana kwa wanadamu.
Kwa kuchunguza matumbawe ya bahari, wataalamu wa bahari waligundua kwamba miaka bilioni kadhaa iliyopita siku ya dunia ilikuwa saa ishirini na mbili. Katika siku zijazo, mzunguko wa Dunia utapungua zaidi, na kwa wakati fulani itakuwa sawa na amplitude ya siku ya mwandamo. Katika kesi hii, kama wanasayansi wanavyotabiri, mawimbi yatatoweka tu.
Shughuli ya binadamu na amplitude ya oscillations ya Bahari ya Dunia
Haishangazi kwamba wanadamu pia huathiriwa na athari za mawimbi. Baada ya yote, ina 80% ya kioevu na haiwezi kusaidia lakini kujibu ushawishi wa Mwezi. Lakini mwanadamu hangekuwa taji ya uumbaji wa asili ikiwa hangejifunza kutumia karibu matukio yote ya asili kwa faida yake.
Nishati ya wimbi la mawimbi ni ya juu sana, kwa hivyo kwa miaka mingi miradi mbali mbali imeundwa kujenga mitambo ya nguvu katika maeneo yenye amplitude kubwa ya harakati za raia wa maji. Tayari kuna mitambo kadhaa ya nguvu kama hiyo nchini Urusi. Ya kwanza ilijengwa katika Bahari Nyeupe na ilikuwa chaguo la majaribio. Nguvu ya kituo hiki haikuzidi kilowati mia nane. Sasa takwimu hii inaonekana kuwa ya ujinga, na mitambo mipya ya nguvu inayotumia mawimbi ya maji inazalisha nishati ambayo inaimarisha miji mingi.
Wanasayansi wanaona mustakabali wa nishati ya Kirusi katika miradi hii, kwa sababu wanaturuhusu kutibu asili kwa uangalifu zaidi na kushirikiana nayo.
Ebbs na mtiririko ni matukio ya asili ambayo, si muda mrefu uliopita, hayajagunduliwa kabisa. Kila ugunduzi mpya wa wataalamu wa bahari husababisha maswali makubwa zaidi katika eneo hili. Lakini labda siku moja wanasayansi wataweza kufumbua mafumbo yote ambayo wimbi la bahari huwasilisha kwa wanadamu kila siku.
Mwezi huzunguka Dunia kwa kasi ya wastani ya 1.02 km/sec katika mzingo wa takribani duaradufu katika mwelekeo ule ule ambao sehemu kubwa ya miili mingine katika Mfumo wa Jua husogea, yaani, kinyume cha saa unapotazama obiti ya Mwezi kutoka kwenye Ncha ya Kaskazini. Mhimili wa nusu kuu wa obiti ya Mwezi, sawa na umbali wa wastani kati ya vituo vya Dunia na Mwezi, ni kilomita 384,400 (takriban radii 60 za Dunia). Kwa sababu ya uimara wa obiti, umbali wa Mwezi unatofautiana kati ya kilomita 356,400 na 406,800. Kipindi cha mapinduzi ya Mwezi kuzunguka Dunia, kinachojulikana kama mwezi wa pembeni, kinakabiliwa na kushuka kwa thamani kidogo kutoka siku 27.32166 hadi 29.53, lakini pia kwa kupunguzwa kidogo sana kwa kidunia. Mwezi unang'aa tu kwa nuru inayoakisiwa kutoka kwa Jua, kwa hiyo nusu yake, ikitazama Jua, inaangazwa, na nyingine inatumbukizwa gizani. Ni kiasi gani cha nusu iliyoangaziwa ya Mwezi kinachoonekana kwetu kwa wakati fulani inategemea nafasi ya Mwezi katika mzunguko wake kuzunguka Dunia. Mwezi unaposonga kwenye obiti yake, umbo lake hatua kwa hatua lakini mfululizo hubadilika. Maumbo tofauti yanayoonekana ya Mwezi huitwa awamu zake.
Ebbs na mtiririko hujulikana kwa kila mtelezi. Mara mbili kwa siku kiwango cha maji ya bahari huinuka na kushuka, na katika maeneo mengine kwa kiasi kikubwa sana. Kila siku wimbi hufika dakika 50 baadaye kuliko siku iliyopita.
Mwezi unashikiliwa katika mzunguko wake kuzunguka Dunia kwa sababu ya kwamba kati ya miili hii miwili ya mbinguni kuna nguvu za uvutano zinazowavutia kila mmoja. Dunia daima inajitahidi kuvutia Mwezi kwa yenyewe, na Mwezi huvutia Dunia yenyewe. Kwa sababu bahari ni wingi wa kioevu na inaweza kutiririka, huharibika kwa urahisi na nguvu za uvutano za Mwezi, kuchukua umbo la limau. Mpira wa mwamba imara ambao ni Dunia unabakia katikati. Matokeo yake, upande wa Dunia unaoelekea Mwezi, maji ya maji yanaonekana na uvimbe mwingine unaofanana unaonekana upande wa pili.
Dunia dhabiti inapozunguka kwenye mhimili wake, mwambao wa bahari hupata mawimbi ya juu na ya chini, ambayo hutokea mara mbili kila baada ya saa 24 na dakika 50 wakati mwambao wa bahari unapita kwenye vilima vya maji. Urefu wa kipindi ni zaidi ya masaa 24 kutokana na ukweli kwamba Mwezi wenyewe pia unasonga katika obiti yake.
Kwa sababu ya mawimbi ya bahari, nguvu ya msuguano hutokea kati ya uso wa Dunia na maji ya bahari, kupunguza kasi ya mzunguko wa Dunia kuzunguka mhimili wake. Siku zetu zinazidi kuwa ndefu na ndefu; kila karne urefu wa siku huongezeka kwa karibu elfu mbili za sekunde. Ushahidi wa hili unaweza kupatikana katika baadhi ya aina za matumbawe ambayo hukua kwa namna ambayo kila siku huacha kovu wazi katika mwili wa matumbawe. Ukuaji hubadilika mwaka mzima, kwa hivyo kila mwaka huwa na mstari wake, kama pete ya kila mwaka kwenye mti uliokatwa. Wakichunguza matumbawe ambayo yana umri wa miaka milioni 400, wataalamu wa bahari waligundua kwamba wakati huo mwaka huo ulikuwa na siku 400 zilizodumu saa 22. Mabaki ya viumbe vya kale zaidi yanaonyesha kwamba karibu miaka bilioni 2 iliyopita, siku ilidumu saa 10 tu. Katika siku zijazo za mbali, urefu wa siku utakuwa sawa na mwezi wetu. Mwezi utasimama kila wakati mahali pamoja, kwani kasi ya kuzunguka kwa Dunia kuzunguka mhimili wake itaambatana haswa na kasi ya mzunguko wa Mwezi. Hata sasa, shukrani kwa nguvu za mawimbi kati ya Dunia na Mwezi, Mwezi hutazama Dunia kila wakati kwa upande huo huo, isipokuwa kwa mabadiliko madogo. Kwa kuongeza, kasi ya mwendo wa Mwezi katika obiti yake inaongezeka mara kwa mara. Kama matokeo, Mwezi unasonga polepole kutoka kwa Dunia kwa kasi ya karibu 4 cm kwa mwaka.
Dunia inatoa kivuli kirefu angani, ikizuia mwanga wa Jua. Mwezi unapoingia kwenye kivuli cha Dunia, kupatwa kwa mwezi hutokea. Ikiwa ungekuwa kwenye Mwezi wakati wa kupatwa kwa mwezi, ungeona Dunia ikipita mbele ya Jua, ikiizuia. Mara nyingi, Mwezi unabaki wazi, unawaka na mwanga mwekundu hafifu. Ingawa uko kwenye kivuli, Mwezi unaangaziwa na kiwango kidogo cha mwanga mwekundu wa jua, ambao unarudishwa na angahewa la Dunia kuelekea Mwezi. Kupatwa kamili kwa mwezi kunaweza kudumu hadi saa 1 na dakika 44. Tofauti na kupatwa kwa jua, kupatwa kwa mwezi kunaweza kuzingatiwa kutoka sehemu yoyote ya Dunia ambapo Mwezi uko juu ya upeo wa macho. Ingawa Mwezi hupitia mzunguko wake wote wa kuzunguka Dunia mara moja kwa mwezi, kupatwa kwa jua hakuwezi kutokea kila mwezi kwa sababu ya ukweli kwamba ndege ya mzunguko wa Mwezi inainama ikilinganishwa na ndege ya mzunguko wa Dunia kuzunguka Jua. Kwa zaidi, kupatwa kwa jua kunaweza kutokea kwa mwaka, ambayo mbili au tatu lazima ziwe za mwezi. Kupatwa kwa jua hutokea tu wakati wa mwezi mpya, wakati Mwezi uko kati ya Dunia na Jua. Kupatwa kwa mwezi daima hutokea wakati wa mwezi kamili, wakati Dunia iko kati ya Mwezi na Jua.
Kabla ya wanasayansi kuona miamba ya mwezi, walikuwa na nadharia tatu kuhusu asili ya Mwezi, lakini hawakuweza kuthibitisha yoyote kati yao kuwa sahihi. Wengine waliamini kwamba Dunia mpya ilizunguka haraka sana hivi kwamba ilitupa sehemu ya jambo hilo, ambayo baadaye ikawa Mwezi. Wengine walipendekeza kuwa Mwezi ulitoka kwenye kina cha anga na ulikamatwa na nguvu ya uvutano wa Dunia. Nadharia ya tatu ilikuwa kwamba Dunia na Mwezi viliundwa kwa kujitegemea, karibu wakati huo huo na kwa takriban umbali sawa kutoka kwa Jua. Tofauti katika muundo wa kemikali wa Dunia na Mwezi zinaonyesha kwamba miili hii ya mbinguni haiwezekani kuwa moja.
Si muda mrefu uliopita, nadharia ya nne ilizuka, ambayo sasa inakubalika kuwa ndiyo inayokubalika zaidi. Hii ni hypothesis kubwa ya athari. Wazo la msingi ni kwamba wakati sayari tunazoziona sasa zilipokuwa zikiundwa tu, mwili wa mbinguni wenye ukubwa wa Mirihi ulianguka kwenye Dunia changa kwa nguvu kubwa kwa pembe ya kutazama. Katika kesi hii, vitu vyepesi vya tabaka za nje za Dunia zingelazimika kutengana nayo na kutawanyika katika nafasi, na kutengeneza pete ya vipande kuzunguka Dunia, wakati msingi wa Dunia, unaojumuisha chuma, ungebaki sawa. Hatimaye, pete hii ya uchafu iliungana na kuunda Mwezi.
Kwa kusoma vitu vyenye mionzi vilivyomo kwenye miamba ya mwezi, wanasayansi waliweza kuhesabu umri wa Mwezi. Miamba kwenye Mwezi ikawa thabiti miaka bilioni 4.4 iliyopita. Mwezi ulikuwa umeunda muda mfupi kabla ya hii; umri wake unaowezekana zaidi ni miaka bilioni 4.65. Hii inalingana na umri wa meteorites, na pia makadirio ya umri wa Jua.
Miamba ya kale zaidi kwenye Mwezi hupatikana katika maeneo ya milimani. Umri wa miamba iliyochukuliwa kutoka kwa bahari ya lava iliyoimarishwa ni mdogo zaidi. Wakati Mwezi ulikuwa mchanga sana, safu yake ya nje ilikuwa kioevu kwa sababu ya joto la juu sana. Mwezi ulipopoa, kifuniko chake cha nje, au ukoko, hufanyizwa, sehemu zake sasa zinapatikana katika maeneo ya milimani. Zaidi ya miaka nusu bilioni iliyofuata, ukoko wa mwezi ulipigwa mara kwa mara na asteroids, ambayo ni, sayari ndogo, na miamba mikubwa ambayo iliibuka wakati wa kuunda mfumo wa jua. Baada ya athari kali, dents kubwa zilibaki juu ya uso
Kati ya miaka bilioni 4.2 na 3.1 iliyopita, lava ilitiririka kupitia mashimo kwenye ukoko, ikifurika madimbwi ya duara yaliyoachwa juu ya uso baada ya athari za nguvu nyingi. Lava, mafuriko maeneo makubwa ya gorofa, iliunda bahari ya mwezi, ambayo kwa wakati wetu ni bahari ya miamba iliyoimarishwa.
Awamu za mwezi ni tofauti na sio jinsi zote zimeunganishwa. Ebbs na mtiririko ni jambo la mzunguko wa kila siku. Awamu za mwezi ni jambo lenye mzunguko wa siku 29.5 kwa mwezi wa mwandamo.
Awamu za Mwezi ni jinsi kivuli cha Dunia kinachoangaziwa na Jua kinatupwa kwenye Mwezi. Mwezi huzunguka Dunia, nafasi ya jamaa ya Mwezi, Dunia na Jua hubadilika, na kivuli kwenye Mwezi kutoka duniani pia hubadilika.
Fikiria mipira miwili. Wameunganishwa na fimbo. Mpira mkubwa huzunguka mhimili wake. Na mpira huo mdogo ambao kwenye mwisho mwingine wa bar huzunguka mpira mkubwa. Kengele ni picha ya nguvu ya mvuto kati ya Dunia na Mwezi. Katika mahali ambapo fimbo imewekwa, usumbufu wa mawimbi hutokea.
Ikiwa Dunia HAIngezunguka mhimili wake, basi nundu ya wimbi ingefuata uso wa Dunia nyuma ya Mwezi, ambao huizunguka Dunia kwa muda wa siku ~27 (kwa nini isiwe 29.5 - swali tofauti - google tofauti kati ya sehemu ya pembeni. na mwezi wa sinodi).
Lakini pia tunayo mzunguko wa Dunia kuzunguka mhimili wake.
Hiyo ni, kurudi kwenye picha ya fimbo ya kuunganisha. Kwa upande wa Dunia na Mwezi, fimbo imewekwa kwa nguvu kwenye Mwezi, ambayo ni kwamba, Mwezi unatazama Dunia kwa upande mmoja ("inayumba" kidogo tu), lakini kwenye Dunia fimbo haijasanikishwa. lakini huenda juu ya uso. Dunia inazunguka kuzunguka mhimili wake kwa muda wa masaa 24.
Wale. Nundu ya mawimbi haiendeshwi tena na kipindi cha ~ siku 27, lakini kwa muda wa masaa 24.
Lakini tunahitaji kufafanua. Kwa kweli, kupungua na mtiririko wa mawimbi huelezewa kwa urahisi na Mwezi pekee, lakini kwa kweli:
Pia, moja ya sababu za kutokea kwa ebbs na mtiririko ni mzunguko wa kila siku (sahihi) wa Dunia. Misa ya maji katika bahari ya ulimwengu, yenye umbo la ellipsoid, mhimili mkuu ambao hauendani na mhimili wa kuzunguka kwa Dunia, hushiriki katika kuzunguka kwake kuzunguka mhimili huu. Hii inasababisha ukweli kwamba katika sura ya marejeleo inayohusishwa na uso wa dunia, mawimbi mawili yanapita baharini kwa pande tofauti za ulimwengu, na kusababisha katika kila sehemu ya pwani ya bahari kwa matukio ya mara kwa mara, ya kurudia mara mbili kwa siku ya wimbi la chini, kupishana na mawimbi makubwa.
Jambo la kuvutia zaidi, makini (sentensi ya mwisho), katika hemisphere moja kuna wimbi na katika ulimwengu wa kinyume pia kuna wimbi. Wale. ganda la maji ni kama ellipsoid, na sio kama peari.
Baada ya muda, tuliunda swali mara mbili na ndani yake unaweza kusoma zaidi kuhusu jinsi ellipsoid inavyopatikana badala ya peari. Tazama maoni kwa jibu.
Pia ni muhimu kusema juu ya ushawishi wa jua kwenye mawimbi kwa kutumia mfano wa mawimbi ya spring na quadrature. Wakati mwingine jua, mwezi na dunia hupanga mstari mmoja (dunia<--луна<--солнце) и силы притяжения солнца и луны - складываются, соответственно самые сильные приливы - сизигийные. Они происходят во время новолуния и полнолуния. Квадратурные приливы - самые слабые,когда силы тяготения луны и солнца находятся под прямым углом и частично нейтрализуют друг друга. Они происходят, когда луна находится в фазе первой четверти и последней четверти. Также можно почитать о приливах здесь astro-site.narod.ru/zemlimsiz.html
Jibu
Maoni
Wacha tuendelee na mazungumzo juu ya nguvu zinazofanya kazi kwenye miili ya mbinguni na athari zinazosababishwa na hii. Leo nitazungumzia mawimbi na misukosuko isiyo ya mvuto.
Hii ina maana gani - "masumbuko yasiyo ya mvuto"? Usumbufu kawaida huitwa marekebisho madogo kwa nguvu kubwa, kuu. Hiyo ni, tutazungumza juu ya nguvu zingine, ambazo ushawishi wake juu ya kitu ni kidogo sana kuliko zile za mvuto
Ni nguvu gani nyingine zilizopo katika asili mbali na mvuto? Wacha tuachane na mwingiliano wenye nguvu na dhaifu wa nyuklia; ni wa asili (tenda kwa umbali mfupi sana). Lakini sumaku-umeme, kama tunavyojua, ina nguvu zaidi kuliko mvuto na inaenea hadi mbali - bila kikomo. Lakini kwa kuwa malipo ya umeme ya ishara tofauti kawaida huwa na usawa, na "malipo" ya mvuto (jukumu ambalo linachezwa na wingi) daima ni ya ishara sawa, basi kwa wingi wa kutosha, bila shaka, mvuto huja mbele. Kwa hivyo katika hali halisi tutazungumza juu ya usumbufu katika harakati za miili ya mbinguni chini ya ushawishi wa uwanja wa sumakuumeme. Hakuna chaguzi zaidi, ingawa bado kuna nishati ya giza, lakini tutazungumza juu yake baadaye, tunapozungumza juu ya cosmology.
Kama nilivyoeleza kwenye , sheria rahisi ya Newton ya mvuto F = G∙M∙m/R² ni rahisi sana kutumia katika unajimu, kwa sababu miili mingi ina umbo la karibu na duara na iko mbali vya kutosha kutoka kwa kila mmoja, ili wakati wa kuhesabu inaweza kubadilishwa na pointi - vitu vya uhakika vilivyo na uzito wao wote. Lakini mwili wa ukubwa wa mwisho, kulinganishwa na umbali kati ya miili ya jirani, hata hivyo hupata mvuto tofauti wa nguvu katika sehemu zake tofauti, kwa sababu sehemu hizi ziko tofauti na vyanzo vya mvuto, na hii lazima izingatiwe.
Kivutio huponda na machozi
Ili kuhisi athari ya mawimbi, hebu tufanye jaribio la mawazo maarufu miongoni mwa wanafizikia: jiwazie tukiwa kwenye lifti inayoanguka kwa uhuru. Tunakata kamba iliyoshikilia kabati na kuanza kuanguka. Kabla ya kuanguka, tunaweza kutazama kile kinachotokea karibu nasi. Tunapachika raia huru na kuangalia jinsi wanavyofanya. Mara ya kwanza wao kuanguka synchronously, na tunasema hii ni uzito, kwa sababu vitu vyote katika cabin hii na yenyewe kuhisi takriban kasi sawa ya kuanguka bure.
Lakini baada ya muda, pointi zetu za nyenzo zitaanza kubadilisha usanidi wao. Kwa nini? Kwa sababu ile ya chini mwanzoni ilikuwa karibu kidogo na kitovu cha kivutio kuliko ile ya juu, kwa hivyo ile ya chini, ikivutiwa na nguvu zaidi, huanza kuzidi ile ya juu. Na pointi za upande daima hubakia kwa umbali sawa kutoka katikati ya mvuto, lakini wanapoikaribia huanza kukaribiana, kwa sababu kasi za ukubwa sawa hazifanani. Matokeo yake, mfumo wa vitu visivyounganishwa huharibika. Hii inaitwa athari ya mawimbi.
Kwa mtazamo wa mtazamaji ambaye ametawanya nafaka karibu naye na kutazama jinsi nafaka za kibinafsi zinavyosonga wakati mfumo mzima unaanguka kwenye kitu kikubwa, mtu anaweza kuanzisha dhana kama uwanja wa nguvu za mawimbi. Wacha tufafanue nguvu hizi katika kila nukta kama tofauti ya vekta kati ya kuongeza kasi ya mvuto katika hatua hii na kuongeza kasi ya mwangalizi au katikati ya misa, na ikiwa tutachukua muda wa kwanza tu wa upanuzi wa safu ya Taylor kwa umbali wa jamaa, tutapata picha ya ulinganifu: nafaka za karibu zitakuwa mbele ya mwangalizi, wale walio mbali wataacha nyuma yake, i.e. mfumo utanyoosha kando ya mhimili unaoelekezwa kuelekea kitu cha mvuto, na kando ya maelekezo ya perpendicular kwa hiyo chembe zitasisitizwa kuelekea mwangalizi.
Unafikiri nini kitatokea sayari itakapovutwa kwenye shimo jeusi? Wale ambao hawajasikiliza mihadhara juu ya unajimu kwa kawaida hufikiri kwamba shimo jeusi litang'oa jambo kutoka kwenye uso unaoelekea yenyewe. Hawajui kuwa athari ya nguvu sawa hutokea kwa upande mwingine wa mwili unaoanguka kwa uhuru. Wale. imepasuliwa katika pande mbili kinyume diametrically, si katika moja hata kidogo.
Hatari za Nafasi ya Nje
Ili kuonyesha jinsi ilivyo muhimu kuzingatia athari ya mawimbi, hebu tuchukue Kituo cha Kimataifa cha Anga. Ni, kama satelaiti zote za Dunia, huanguka kwa uhuru katika uwanja wa mvuto (ikiwa injini hazijawashwa). Na uwanja wa nguvu za mawimbi karibu nayo ni jambo linaloonekana kabisa, kwa hivyo mwanaanga, wakati wa kufanya kazi nje ya kituo, lazima ajifunge nayo, na, kama sheria, na nyaya mbili - ikiwa hautawahi kujua. nini kinaweza kutokea. Na ikiwa atajipata bila kuunganishwa katika hali hizo ambapo nguvu za mawimbi humvuta mbali na kituo cha kituo, anaweza kupoteza mawasiliano nacho kwa urahisi. Hii mara nyingi hutokea kwa zana, kwa sababu huwezi kuunganisha zote. Ikiwa kitu kinaanguka kutoka kwa mikono ya mwanaanga, basi kitu hiki huenda kwa mbali na kuwa satelaiti huru ya Dunia.
Mpango wa kazi wa ISS unajumuisha majaribio katika anga ya juu ya jetpack ya kibinafsi. Na injini yake inapoharibika, nguvu za mawimbi humbeba mwanaanga, nasi tunampoteza. Majina ya waliokosekana yameainishwa.
Kwa kweli, hii ni utani: kwa bahati nzuri, tukio kama hilo halijatokea. Lakini hii inaweza kutokea vizuri sana! Na labda siku moja itatokea.
Sayari-bahari
Turudi Duniani. Hiki ndicho kitu cha kufurahisha zaidi kwetu, na nguvu za mawimbi zinazofanya kazi juu yake zinaonekana dhahiri. Wanatenda kutoka kwenye miili gani ya mbinguni? Moja kuu ni Mwezi, kwa sababu iko karibu. Athari kubwa inayofuata ni Jua, kwa sababu ni kubwa. Sayari zingine pia zina ushawishi juu ya Dunia, lakini haionekani sana.
Ili kuchambua mvuto wa nje kwenye Dunia, kawaida huwakilishwa kama mpira dhabiti uliofunikwa na ganda la kioevu. Huu ni mfano mzuri, kwani sayari yetu ina shell ya simu kwa namna ya bahari na anga, na kila kitu kingine ni imara kabisa. Ingawa ukoko wa Dunia na tabaka za ndani zina uthabiti mdogo na huathirika kidogo na ushawishi wa mawimbi, deformation yao ya elastic inaweza kupuuzwa wakati wa kuhesabu athari kwenye bahari.
Ikiwa tunachora veta za nguvu za mawimbi katikati ya mfumo wa misa ya Dunia, tunapata picha ifuatayo: uwanja wa nguvu za mawimbi huvuta bahari kando ya mhimili wa Dunia-Mwezi, na kwa ndege inayoendana nayo inabonyeza katikati ya Dunia. . Kwa hivyo, sayari (angalau shell yake ya kusonga) huwa na kuchukua sura ya ellipsoid. Katika kesi hii, bulges mbili zinaonekana (zinaitwa humps za mawimbi) kwa pande tofauti za ulimwengu: moja inakabiliwa na Mwezi, nyingine inakabiliwa na Mwezi, na kwenye kamba kati yao, "bulge" inayofanana inaonekana (kwa usahihi zaidi. , uso wa bahari huko una curvature kidogo).
Jambo la kufurahisha zaidi hufanyika kwenye pengo - ambapo vekta ya nguvu ya mawimbi inajaribu kusonga ganda la kioevu kwenye uso wa dunia. Na hii ni ya asili: ikiwa unataka kuinua bahari katika sehemu moja, na kuipunguza mahali pengine, basi unahitaji kuhamisha maji kutoka huko hadi hapa. Na kati yao, nguvu za mawimbi hupeleka maji hadi "hatua ya chini ya mwezi" na "mahali pa kupinga mwezi."
Kuhesabu athari ya mawimbi ni rahisi sana. Mvuto wa Dunia hujaribu kuifanya bahari kuwa duara, na sehemu ya mawimbi ya ushawishi wa mwezi na jua hujaribu kuinyoosha kwenye mhimili wake. Ikiwa tuliiacha Dunia peke yake na kuiruhusu kuanguka kwa uhuru kwenye Mwezi, urefu wa bulge ungefikia karibu nusu ya mita, i.e. Bahari huinuka kwa sentimita 50 tu juu ya kiwango chake cha wastani. Ikiwa unasafiri kwenye meli kwenye bahari ya wazi au bahari, nusu ya mita haionekani. Hii inaitwa wimbi tuli.
Karibu katika kila mtihani ninakutana na mwanafunzi ambaye anadai kwa ujasiri kwamba wimbi linatokea upande mmoja tu wa Dunia - ule unaoelekea Mwezi. Kama sheria, hii ndio msichana anasema. Lakini hutokea, ingawa mara chache, vijana wanakosea katika suala hili. Wakati huo huo, kwa ujumla, wasichana wana ujuzi wa kina wa astronomy. Itakuwa ya kuvutia kujua sababu ya asymmetry hii ya "jinsia-jinsia".Lakini ili kuunda bulge ya nusu ya mita kwenye sehemu ya sublunar, unahitaji kufuta kiasi kikubwa cha maji hapa. Lakini uso wa Dunia haubaki bila kusonga, unazunguka haraka kuhusiana na mwelekeo wa Mwezi na Jua, na kufanya mapinduzi kamili kwa siku moja (na Mwezi unasonga polepole katika obiti - mapinduzi moja kuzunguka Dunia kwa karibu mwezi). Kwa hivyo, nundu ya mawimbi hutembea kila mara kwenye uso wa bahari, ili uso thabiti wa Dunia uwe chini ya nundu ya mawimbi mara 2 kwa siku na mara 2 chini ya kushuka kwa kiwango cha bahari. Wacha tukadirie: kilomita elfu 40 (urefu wa ikweta ya dunia) kwa siku, hiyo ni mita 463 kwa sekunde. Hii inamaanisha kuwa wimbi hili la nusu mita, kama tsunami ndogo, hupiga pwani ya mashariki ya mabara katika eneo la ikweta kwa kasi ya juu. Katika latitudo zetu, kasi hufikia 250-300 m / s - pia ni nyingi sana: ingawa wimbi sio juu sana, kwa sababu ya inertia inaweza kuunda athari kubwa.
Kitu cha pili katika suala la ushawishi juu ya Dunia ni Jua. Ni mara 400 zaidi kutoka kwetu kuliko Mwezi, lakini ni kubwa mara milioni 27 zaidi. Kwa hivyo, athari kutoka kwa Mwezi na kutoka kwa Jua zinalinganishwa kwa ukubwa, ingawa Mwezi bado unafanya kazi kwa nguvu kidogo: athari ya mvuto kutoka kwa Jua ni karibu nusu dhaifu kama kutoka kwa Mwezi. Wakati mwingine ushawishi wao umeunganishwa: hii hutokea kwa mwezi mpya, wakati Mwezi unapita dhidi ya historia ya Jua, na juu ya mwezi kamili, wakati Mwezi uko upande wa kinyume na Jua. Katika siku hizi - wakati Dunia, Mwezi na Jua zinapanga mstari, na hii hutokea kila baada ya wiki mbili - athari ya jumla ya mawimbi ni mara moja na nusu zaidi kuliko kutoka kwa Mwezi pekee. Na baada ya wiki, Mwezi hupita robo ya mzunguko wake na hujikuta katika quadrature na Jua (pembe ya kulia kati ya maelekezo juu yao), na kisha ushawishi wao unadhoofisha kila mmoja. Kwa wastani, urefu wa mawimbi katika bahari ya wazi hutofautiana kutoka robo ya mita hadi 75 sentimita.
Mabaharia wamejua mawimbi kwa muda mrefu. Nahodha hufanya nini meli inapokwama? Ikiwa umesoma riwaya za adventure ya baharini, basi unajua kwamba mara moja anaangalia ni awamu gani ya Mwezi na anasubiri mwezi kamili ujao au mwezi mpya. Kisha wimbi la juu linaweza kuinua meli na kuielea tena.
Matatizo na vipengele vya pwani
Mawimbi ni muhimu hasa kwa wafanyakazi wa bandari na kwa mabaharia ambao wanakaribia kuleta meli yao ndani au nje ya bandari. Kama sheria, shida ya maji ya kina kinatokea karibu na pwani, na kuizuia kuingilia kati na harakati za meli, njia za chini ya maji - njia za bandia - huchimbwa ili kuingia kwenye ziwa. Kina chao kinapaswa kuzingatia urefu wa wimbi la juu la chini.
Ikiwa tutaangalia urefu wa mawimbi kwa wakati fulani na kuchora mistari ya urefu sawa wa maji kwenye ramani, tutapata miduara ya kuzingatia na vituo katika pointi mbili (sublunar na anti-lunar), ambayo wimbi ni la juu. . Ikiwa ndege ya obiti ya Mwezi iliambatana na ndege ya ikweta ya Dunia, basi nukta hizi zingesonga kando ya ikweta kila wakati na zingefanya mapinduzi kamili kwa siku (kwa usahihi zaidi, katika 24ʰ 50ᵐ 28ˢ). Walakini, Mwezi hausogei kwenye ndege hii, lakini karibu na ndege ya ecliptic, kuhusiana na ambayo ikweta ina mwelekeo wa digrii 23.5. Kwa hivyo, sehemu ya chini ya mwezi pia "hutembea" kando ya latitudo. Kwa hivyo, katika bandari sawa (yaani, kwa latitudo sawa), urefu wa wimbi la juu, ambalo hurudia kila masaa 12.5, hubadilika wakati wa mchana kulingana na mwelekeo wa Mwezi unaohusiana na ikweta ya Dunia.
Hii "tamaduni" ni muhimu kwa nadharia ya mawimbi. Wacha tuangalie tena: Dunia inazunguka mhimili wake, na ndege ya mzunguko wa mwezi inaelekea kwake. Kwa hivyo, kila bandari "inaendesha" kuzunguka nguzo ya Dunia wakati wa mchana, mara moja ikianguka katika eneo la wimbi la juu zaidi, na baada ya masaa 12.5 - tena katika eneo la wimbi, lakini chini ya juu. Wale. mawimbi mawili wakati wa mchana si sawa kwa urefu. Moja daima ni kubwa zaidi kuliko nyingine, kwa sababu ndege ya mzunguko wa mwezi haina uongo katika ndege ya ikweta ya dunia.
Kwa wakazi wa pwani, athari ya mawimbi ni muhimu. Kwa mfano, huko Ufaransa kuna moja ambayo imeunganishwa na bara kwa barabara ya lami iliyowekwa chini ya mlango wa bahari. Kuna watu wengi wanaoishi katika kisiwa hicho, lakini hawawezi kutumia barabara hii wakati kina cha bahari kiko juu. Barabara hii inaweza kuendeshwa mara mbili tu kwa siku. Watu huendesha gari juu na kusubiri wimbi la chini, wakati kiwango cha maji kinapungua na barabara inakuwa rahisi. Watu husafiri kwenda na kutoka kazini pwani kwa kutumia jedwali maalum la mawimbi ambayo huchapishwa kwa kila makazi ya pwani. Ikiwa jambo hili halitazingatiwa, maji yanaweza kumshinda mtembea kwa miguu njiani. Watalii wanakuja tu huko na kuzunguka kutazama chini ya bahari wakati hakuna maji. Na wakazi wa eneo hilo hukusanya kitu kutoka chini, wakati mwingine hata kwa chakula, i.e. kwa asili, athari hii huwalisha watu.
Uhai ulitoka kwa bahari kutokana na kupungua na mtiririko wa mawimbi. Kwa sababu ya wimbi hilo la chini, wanyama wengine wa pwani walijikuta kwenye mchanga na walilazimika kujifunza kupumua oksijeni moja kwa moja kutoka angahewa. Ikiwa hakukuwa na Mwezi, basi maisha hayangeweza kutoka kwa bahari kwa bidii, kwa sababu ni nzuri huko kwa njia zote - mazingira ya joto, kutokuwa na uzito. Lakini ikiwa ghafla ulijikuta ufukweni, ilibidi uokoke kwa njia fulani.
Pwani, haswa ikiwa ni tambarare, inakabiliwa sana na wimbi la chini. Na kwa muda watu hupoteza fursa ya kutumia chombo chao cha maji, wakilala bila msaada kama nyangumi ufukweni. Lakini kuna kitu muhimu katika hili, kwa sababu kipindi cha chini cha wimbi kinaweza kutumika kutengeneza meli, hasa katika bay fulani: meli zilisafiri, kisha maji yakaenda, na yanaweza kutengenezwa kwa wakati huu.
Kwa mfano, kuna Ghuba ya Fundy kwenye pwani ya mashariki ya Kanada, ambayo inasemekana kuwa na mawimbi makubwa zaidi duniani: kushuka kwa kiwango cha maji kunaweza kufikia mita 16, ambayo inachukuliwa kuwa rekodi ya wimbi la bahari duniani. Wafanyabiashara wamezoea mali hii: wakati wa wimbi la juu huleta meli kwenye pwani, kuimarisha, na wakati maji yanapoondoka, meli hutegemea, na chini inaweza kupigwa.
Watu kwa muda mrefu wameanza kufuatilia na kurekodi mara kwa mara nyakati na sifa za mawimbi makubwa ili kujifunza jinsi ya kutabiri jambo hili. Hivi karibuni zuliwa kipimo cha mawimbi- kifaa ambacho kuelea husogea juu na chini kulingana na usawa wa bahari, na usomaji hutolewa moja kwa moja kwenye karatasi kwa namna ya grafu. Kwa njia, njia za kipimo hazijabadilika sana tangu uchunguzi wa kwanza hadi leo.
Kulingana na idadi kubwa ya rekodi za hydrograph, wanahisabati wanajaribu kuunda nadharia ya mawimbi. Ikiwa una rekodi ya muda mrefu ya mchakato wa mara kwa mara, unaweza kuitenganisha katika harmonics ya msingi - sinusoids ya amplitudes tofauti na vipindi vingi. Na kisha, baada ya kuamua vigezo vya maelewano, panua curve jumla katika siku zijazo na utengeneze meza za wimbi kwa msingi huu. Sasa meza kama hizo zinachapishwa kwa kila bandari Duniani, na nahodha yeyote anayekaribia kuingia bandarini huchukua meza kwa ajili yake na kuangalia ni lini kutakuwa na kiwango cha kutosha cha maji kwa meli yake.
Hadithi maarufu zaidi inayohusiana na mahesabu ya utabiri ilifanyika wakati wa Vita vya Kidunia vya pili: mnamo 1944, washirika wetu - Waingereza na Wamarekani - walikuwa wakienda kufungua safu ya pili dhidi ya Ujerumani ya Nazi, kwa hili ilikuwa ni lazima kutua kwenye pwani ya Ufaransa. Pwani ya kaskazini ya Ufaransa haifurahishi sana katika suala hili: pwani ni mwinuko, urefu wa mita 25-30, na chini ya bahari ni duni kabisa, kwa hivyo meli zinaweza tu kukaribia pwani wakati wa wimbi la juu. Ikiwa wangeanguka, wangepigwa risasi kutoka kwa mizinga. Ili kuepuka hili, kompyuta maalum ya mitambo (hakukuwa na umeme bado) iliundwa. Alifanya uchanganuzi wa Fourier wa mfululizo wa saa za usawa wa bahari kwa kutumia ngoma zinazozunguka kwa kasi yao wenyewe, ambapo kebo ya chuma ilipita, ambayo ilijumlisha masharti yote ya safu ya Fourier, na manyoya yaliyounganishwa kwenye kebo ilipanga grafu ya urefu wa wimbi dhidi ya wakati. Hii ilikuwa kazi ya siri ya hali ya juu ambayo iliendeleza sana nadharia ya mawimbi kwa sababu iliwezekana kutabiri kwa usahihi wa kutosha wakati wa wimbi la juu zaidi, shukrani ambayo meli nzito za usafirishaji wa kijeshi zilivuka Mfereji wa Kiingereza na kutua askari pwani. Hivi ndivyo wataalamu wa hisabati na jiofizikia walivyookoa maisha ya watu wengi.
Wataalamu wengine wa hisabati wanajaribu kujumlisha data kwa kiwango cha sayari, wakijaribu kuunda nadharia ya umoja ya mawimbi, lakini kulinganisha rekodi zilizofanywa katika sehemu tofauti ni ngumu kwa sababu Dunia sio ya kawaida. Ni katika makadirio ya sifuri tu kwamba bahari moja inashughulikia uso mzima wa sayari, lakini kwa kweli kuna mabara na bahari kadhaa zilizounganishwa dhaifu, na kila bahari ina mzunguko wake wa oscillations ya asili.
Majadiliano ya awali kuhusu kushuka kwa kiwango cha bahari chini ya ushawishi wa Mwezi na Jua yalihusu nafasi za bahari zilizo wazi, ambapo kasi ya mawimbi hutofautiana sana kutoka pwani moja hadi nyingine. Na katika maji ya ndani - kwa mfano, maziwa - je, wimbi linaweza kuunda athari inayoonekana?
Inaweza kuonekana kuwa haifai, kwa sababu katika sehemu zote za ziwa kasi ya mawimbi ni takriban sawa, tofauti ni ndogo. Kwa mfano, katikati ya Uropa kuna Ziwa Geneva, ni takriban kilomita 70 tu na halijaunganishwa kwa njia yoyote na bahari, lakini watu wamegundua kwa muda mrefu kuwa kuna mabadiliko makubwa ya kila siku ya maji huko. Kwa nini yanatokea?
Ndio, nguvu ya mawimbi ni ndogo sana. Lakini jambo kuu ni kwamba ni mara kwa mara, i.e. inafanya kazi mara kwa mara. Wanafizikia wote wanajua athari ambayo, wakati nguvu inatumiwa mara kwa mara, wakati mwingine husababisha kuongezeka kwa amplitude ya oscillations. Kwa mfano, unachukua bakuli la supu kutoka kwenye mkahawa na... Hii ina maana kwamba mzunguko wa hatua zako unafanana na mitetemo ya asili ya kioevu kwenye sahani. Kugundua hili, tunabadilisha kasi ya kutembea - na supu "inatulia." Kila mwili wa maji una frequency yake ya msingi ya resonant. Na ukubwa mkubwa wa hifadhi, chini ya mzunguko wa vibrations asili ya kioevu ndani yake. Kwa hivyo, masafa ya sauti ya Ziwa Geneva yenyewe yaligeuka kuwa marudio ya mawimbi, na ushawishi mdogo wa mawimbi "hulegeza" Ziwa Geneva ili kiwango kwenye mwambao wake kibadilike kabisa. Mawimbi haya ya muda mrefu yaliyosimama ambayo hutokea kwenye miili iliyofungwa ya maji huitwa mishtuko ya moyo.
Nishati ya mawimbi
Siku hizi, wanajaribu kuunganisha moja ya vyanzo vya nishati mbadala na athari ya mawimbi. Kama nilivyosema, athari kuu ya mawimbi sio kwamba maji hupanda na kushuka. Athari kuu ni mkondo wa maji unaosogeza maji kuzunguka sayari nzima kwa siku moja.
Katika maeneo yenye kina kifupi athari hii ni muhimu sana. Katika eneo la New Zealand, manahodha hawana hata hatari ya kuongoza meli kupitia njia fulani. Boti za baharini hazijawahi kuvuka hapo, na hata meli za kisasa zinapata shida kupita hapo, kwa sababu chini ni chini sana na mikondo ya bahari ina kasi kubwa.
Lakini kwa kuwa maji yanapita, nishati hii ya kinetic inaweza kutumika. Na mitambo ya nguvu tayari imejengwa, ambayo turbines huzunguka na kurudi kwa sababu ya mikondo ya mawimbi. Wao ni kazi kabisa. Kiwanda cha kwanza cha umeme wa mawimbi (TPP) kilitengenezwa nchini Ufaransa, bado ni kikubwa zaidi ulimwenguni, na uwezo wa 240 MW. Ikilinganishwa na kituo cha umeme wa maji, sio nzuri sana, bila shaka, lakini hutumikia maeneo ya karibu ya vijijini.
Karibu na pole, kasi ya chini ya wimbi la mawimbi, kwa hivyo nchini Urusi hakuna pwani ambazo zingekuwa na mawimbi yenye nguvu sana. Kwa ujumla, tuna sehemu chache za baharini, na ufuo wa Bahari ya Aktiki hauna faida hasa kwa kutumia nishati ya mawimbi, pia kwa sababu wimbi huendesha maji kutoka mashariki hadi magharibi. Lakini bado kuna maeneo yanafaa kwa PES, kwa mfano, Kislaya Bay.
Ukweli ni kwamba katika bays wimbi daima hujenga athari kubwa zaidi: wimbi hukimbia, hukimbilia kwenye bay, na hupungua, hupunguza - na amplitude huongezeka. Mchakato kama huo hufanyika kana kwamba mjeledi ulipasuka: mwanzoni wimbi refu husafiri polepole kando ya mjeledi, lakini kisha wingi wa sehemu ya mjeledi inayohusika katika harakati hupungua, kwa hivyo kasi huongezeka (msukumo). mv imehifadhiwa!) na hufikia supersonic mwisho mwembamba, kama matokeo ambayo tunasikia kubofya.
Kwa kuunda majaribio ya Kislogubskaya TPP ya nguvu ya chini, wahandisi wa nguvu walijaribu kuelewa jinsi mawimbi ya bahari katika latitudo za mviringo yanaweza kutumika kuzalisha umeme. Haileti maana kubwa ya kiuchumi. Hata hivyo, sasa kuna mradi wa TPP yenye nguvu sana ya Kirusi (Mezenskaya) - kwa gigawati 8. Ili kufikia nguvu hii kubwa, ni muhimu kuzuia ghuba kubwa, kutenganisha Bahari Nyeupe na Bahari ya Barents na bwawa. Ni kweli, inatia shaka sana kwamba hili litafanyika mradi tu tuna mafuta na gesi.
Zamani na zijazo za mawimbi
Kwa njia, nishati ya mawimbi hutoka wapi? Turbine inazunguka, umeme hutolewa, na ni kitu gani kinapoteza nishati?
Kwa kuwa chanzo cha nishati ya mawimbi ni mzunguko wa Dunia, ikiwa tunachota kutoka kwake, inamaanisha kwamba mzunguko lazima upunguze. Inaweza kuonekana kuwa Dunia ina vyanzo vya ndani vya nishati (joto kutoka kwa kina kinatokana na michakato ya kijiografia na kuoza kwa vitu vya mionzi), na kuna kitu cha kufidia upotezaji wa nishati ya kinetic. Hii ni kweli, lakini mtiririko wa nishati, unaoenea kwa wastani karibu sawasawa katika pande zote, hauwezi kuathiri kwa kiasi kikubwa kasi ya angular na kubadilisha mzunguko.
Ikiwa Dunia haikuzunguka, nundu za mawimbi zingeelekeza haswa katika mwelekeo wa Mwezi na mwelekeo tofauti. Lakini, inapozunguka, mwili wa Dunia huwapeleka mbele kwa mwelekeo wa mzunguko wake - na tofauti ya mara kwa mara ya kilele cha mawimbi na sehemu ya chini ya digrii 3-4 hutokea. Je, hii inaongoza kwa nini? Nundu iliyo karibu na Mwezi inavutiwa nayo kwa nguvu zaidi. Nguvu hii ya uvutano inaelekea kupunguza kasi ya mzunguko wa Dunia. Na hump kinyume ni zaidi kutoka kwa Mwezi, inajaribu kuharakisha mzunguko, lakini inavutiwa dhaifu, hivyo wakati wa matokeo wa nguvu una athari ya kuvunja kwenye mzunguko wa Dunia.
Kwa hivyo, sayari yetu inapunguza kasi ya kuzunguka kila wakati (ingawa sio mara kwa mara, katika kuruka, ambayo ni kwa sababu ya upekee wa uhamishaji wa watu wengi katika bahari na anga). Mawimbi ya Dunia yana athari gani kwa Mwezi? Upepo wa karibu wa mawimbi huvuta Mwezi pamoja nao, wakati ule wa mbali, kinyume chake, unapunguza kasi yake. Nguvu ya kwanza ni kubwa zaidi, kwa sababu hiyo Mwezi huharakisha. Sasa kumbuka kutoka kwa mhadhara uliopita, nini kinatokea kwa satelaiti ambayo inasogezwa mbele kwa nguvu? Nishati yake inapoongezeka, husogea mbali na sayari na kasi yake ya angular hupungua kwa sababu radius ya obiti huongezeka. Kwa njia, kuongezeka kwa kipindi cha mapinduzi ya Mwezi kuzunguka Dunia kulionekana nyuma wakati wa Newton.
Kuzungumza kwa nambari, Mwezi husogea kutoka kwetu kwa karibu 3.5 cm kwa mwaka, na urefu wa siku ya Dunia huongezeka kwa mia moja ya sekunde kila baada ya miaka mia moja. Inaonekana kama upuuzi, lakini kumbuka kwamba Dunia imekuwepo kwa mabilioni ya miaka. Ni rahisi kuhesabu kwamba wakati wa dinosaurs kulikuwa na saa 18 kwa siku (saa za sasa, bila shaka).
Mwezi unaposonga, nguvu za mawimbi huwa ndogo. Lakini ilikuwa ikisonga kila wakati, na ikiwa tutaangalia katika siku za nyuma, tutaona kwamba kabla ya Mwezi kuwa karibu na Dunia, ambayo inamaanisha kuwa mawimbi yalikuwa juu zaidi. Unaweza kufahamu, kwa mfano, kwamba katika enzi ya Archean, miaka bilioni 3 iliyopita, mawimbi yalikuwa juu ya kilomita.
Matukio ya mawimbi kwenye sayari zingine
Bila shaka, matukio sawa hutokea katika mifumo ya sayari nyingine na satelaiti. Jupita, kwa mfano, ni sayari kubwa sana yenye idadi kubwa ya satelaiti. Satelaiti zake nne kubwa zaidi (zinaitwa Galilaya kwa sababu Galileo alizigundua) zimeathiriwa sana na Jupiter. Ya karibu zaidi, Io, imefunikwa kabisa na volkano, kati ya hizo kuna zaidi ya hamsini zinazofanya kazi, na hutoa "ziada" jambo la kilomita 250-300 kwenda juu. Ugunduzi huu haukutarajiwa kabisa: hakuna volkano zenye nguvu kama hizo Duniani, lakini hapa kuna mwili mdogo wa saizi ya Mwezi, ambao ulipaswa kupoa zamani, lakini badala yake unapasuka na joto katika pande zote. Chanzo cha nishati hii kiko wapi?
Shughuli ya volkeno ya Io haikuwa mshangao kwa kila mtu: miezi sita kabla ya uchunguzi wa kwanza kumkaribia Jupiter, wanajiofizikia wawili wa Kiamerika walichapisha karatasi ambayo walihesabu ushawishi wa mawimbi ya Jupiter kwenye mwezi huu. Ilibadilika kuwa kubwa sana hivi kwamba inaweza kudhoofisha mwili wa satelaiti. Na wakati wa deformation, joto hutolewa daima. Tunapochukua kipande cha plastiki baridi na kuanza kuikanda mikononi mwetu, baada ya kushinikiza mara kadhaa inakuwa laini na inayoweza kubadilika. Hii hutokea si kwa sababu mkono unawaka moto na joto lake (kitu kimoja kitatokea ikiwa utaipiga kwa makamu ya baridi), lakini kwa sababu deformation iliweka nishati ya mitambo ndani yake, ambayo ilibadilishwa kuwa nishati ya joto.
Lakini kwa nini umbo la satelaiti linabadilika duniani chini ya ushawishi wa mawimbi kutoka kwa Jupita? Inaweza kuonekana kuwa, kusonga katika obiti ya mviringo na kuzunguka kwa usawa, kama Mwezi wetu, mara moja ikawa ellipsoid - na hakuna sababu ya kupotosha kwa sura inayofuata? Hata hivyo, pia kuna satelaiti nyingine karibu na Io; zote husababisha obiti yake (Io) kuhama kidogo na kurudi: inakaribia Jupita au inasogea mbali. Hii inamaanisha kuwa ushawishi wa mawimbi hudhoofisha au kuongezeka, na sura ya mwili hubadilika kila wakati. Kwa njia, bado sijazungumza juu ya mawimbi katika mwili thabiti wa Dunia: kwa kweli, pia zipo, sio juu sana, kwa mpangilio wa decimeter. Ikiwa umekaa mahali pako kwa masaa sita, basi, shukrani kwa mawimbi, "utatembea" karibu sentimita ishirini na katikati ya Dunia. Mtetemo huu hauonekani kwa wanadamu, bila shaka, lakini vyombo vya kijiofizikia husajili.
Tofauti na ardhi dhabiti, uso wa Io hubadilikabadilika kwa urefu wa kilomita nyingi katika kila kipindi cha obiti. Kiasi kikubwa cha nishati ya deformation hutawanywa kama joto na kupasha uso chini ya uso. Kwa njia, volkeno za meteorite hazionekani juu yake, kwa sababu volkeno mara kwa mara hushambulia uso mzima na vitu vipya. Mara tu crater ya athari inapoundwa, miaka mia moja baadaye inafunikwa na milipuko ya volkano za jirani. Wanafanya kazi kwa kuendelea na kwa nguvu sana, na kwa hili huongezewa fractures kwenye ukoko wa sayari, kwa njia ambayo kuyeyuka kwa madini anuwai, haswa sulfuri, hutiririka kutoka kwa kina. Kwa joto la juu huwa giza, hivyo mkondo kutoka kwenye crater inaonekana nyeusi. Na ukingo wa mwanga wa volcano ni dutu iliyopozwa ambayo huanguka karibu na volkano. Katika sayari yetu, vitu vinavyotolewa kutoka kwenye volkano kawaida hupunguzwa kasi na hewa na huanguka karibu na matundu, na kutengeneza koni, lakini kwenye Io hakuna angahewa, na huruka kwenye njia ya balestiki mbali katika pande zote. Labda hii ni mfano wa athari ya nguvu zaidi ya mawimbi katika mfumo wa jua.
Setilaiti ya pili ya Jupiter, Europa, yote inaonekana kama Antaktika yetu, imefunikwa na ukoko wa barafu unaoendelea, iliyopasuka katika sehemu fulani, kwa sababu kuna kitu kinaiharibu pia kila wakati. Kwa kuwa satelaiti hii iko mbali zaidi na Jupiter, athari ya mawimbi hapa sio kali sana, lakini bado inaonekana kabisa. Chini ya ukoko huu wenye barafu kuna bahari ya kioevu: picha zinaonyesha chemchemi zikibubujika kutoka kwenye baadhi ya nyufa ambazo zimefunguka. Chini ya ushawishi wa nguvu za mawimbi, bahari huchafuka, na mashamba ya barafu huelea na kugongana juu ya uso wake, kama tulivyofanya katika Bahari ya Aktiki na nje ya pwani ya Antaktika. Upitishaji wa umeme uliopimwa wa maji ya bahari ya Europa unaonyesha kuwa ni maji ya chumvi. Kwa nini kusiwe na maisha huko? Ingekuwa inajaribu kupunguza kifaa kwenye moja ya nyufa na kuona ni nani anayeishi hapo.
Kwa kweli, sio sayari zote zinazokutana. Kwa mfano, Enceladus, mwezi wa Zohali, pia una ukoko wa barafu na bahari chini yake. Lakini hesabu zinaonyesha kuwa nishati ya mawimbi haitoshi kudumisha bahari ya chini ya barafu katika hali ya kioevu. Kwa kweli, pamoja na mawimbi, mwili wowote wa mbinguni una vyanzo vingine vya nishati - kwa mfano, vitu vya mionzi vinavyooza (uranium, thorium, potasiamu), lakini kwenye sayari ndogo hawawezi kuchukua jukumu kubwa. Hii ina maana kuna jambo ambalo hatuelewi bado.
Athari ya mawimbi ni muhimu sana kwa nyota. Kwa nini - zaidi juu ya hili katika hotuba inayofuata.