Ca rezultat apar mareee. Fluxuri și refluxuri, esența fenomenului fluxurilor și refluxului. Eseu
Influența Lunii asupra lumii pământești există, dar nu este pronunțată. Cu greu îl poți vedea. Singurul fenomen care demonstrează în mod vizibil efectul gravitației Lunii este influența Lunii asupra fluxului și refluxului mareelor. Strămoșii noștri antici i-au asociat cu Luna. Și aveau perfectă dreptate.
Cum afectează Luna fluxul și refluxul mareelor
Mareele sunt atât de puternice în unele locuri încât apa se retrage la sute de metri de țărm, expunând fundul unde oamenii care locuiesc pe coastă colectau fructe de mare. Dar cu o precizie inexorabilă, apa care s-a retras de pe țărm se rostogolește din nou. Dacă nu știți cât de des apar mareele, vă puteți găsi departe de țărm și chiar să muriți sub masa de apă care avansează. Popoarele de coastă cunoșteau perfect orarul de sosire și plecare a apelor.
Acest fenomen apare de două ori pe zi. În plus, fluxurile și refluxurile există nu numai în mări și oceane. Toate sursele de apă sunt influențate de Lună. Dar departe de mări este aproape insesizabil: uneori apa urcă puțin, alteori scade puțin.
Influența Lunii asupra lichidelor
Lichidul este singurul element natural care se mișcă în spatele Lunii, oscilând. O piatră sau o casă nu poate fi atrasă de lună deoarece are o structură solidă. Apa pliabilă și plastică demonstrează clar influența masei lunare.
Ce se întâmplă în timpul mareei înalte sau joase? Cum ridică luna apa? Luna influențează cel mai puternic apele mărilor și oceanelor de pe partea Pământului care este în prezent îndreptată direct spre el.
Dacă te uiți la Pământ în acest moment, poți vedea cum Luna trage spre sine apele oceanelor lumii, le ridică, iar grosimea apei se umflă, formând o „cocoașă”, sau mai degrabă, două „cocoașe” apar - cel înalt pe partea în care se află Luna, și mai puțin pronunțat pe partea opusă.
„Cocoașele” urmăresc exact mișcarea Lunii în jurul Pământului. Deoarece oceanul lumii este un întreg și apele din el comunică, cocoașele se deplasează de la mal la mal. Deoarece Luna trece de două ori prin puncte situate la o distanță de 180 de grade unul de celălalt, observăm două maree înalte și două maree joase.
Flux și reflux în conformitate cu fazele lunii
- Cele mai mari maree au loc pe malul oceanului. În țara noastră - pe țărmurile oceanelor Arctic și Pacific.
- Fluxurile și refluxurile mai puțin semnificative sunt tipice pentru mările interioare.
- Acest fenomen se observă și mai slab în lacuri sau râuri.
- Dar chiar și pe țărmurile oceanelor, mareele sunt mai puternice într-o perioadă a anului și mai slabe în altele. Acest lucru se datorează deja distanței Lunii de Pământ.
- Cu cât Luna este mai aproape de suprafața planetei noastre, cu atât mareele vor fi mai puternice. Cu cât mergi mai departe, cu atât devine mai slab în mod natural.
Masele de apă sunt influențate nu numai de Lună, ci și de Soare. Doar distanța de la Pământ la Soare este mult mai mare, așa că nu observăm activitatea sa gravitațională. Dar se știe de mult că uneori fluxul și refluxul mareelor devin foarte puternice. Acest lucru se întâmplă ori de câte ori există lună nouă sau lună plină.
Aici intervine puterea Soarelui. În acest moment, toate cele trei planete - Luna, Pământul și Soarele - se aliniază în linie dreaptă. Există deja două forțe gravitaționale care acționează asupra Pământului - atât Luna, cât și Soarele.
În mod firesc, înălțimea creșterii și coborârii apelor crește. Influența combinată a Lunii și a Soarelui va fi cea mai puternică atunci când ambele planete se află pe aceeași parte a Pământului, adică atunci când Luna se află între Pământ și Soare. Iar apa se va ridica mai puternic din partea Pământului îndreptată spre Lună.
Acest proprietate uimitoare Luna este folosită de oameni pentru a obține energie gratis. Acum, pe țărmurile mărilor și oceanelor sunt construite centrale hidroelectrice mareoelectrice, care generează electricitate datorită „lucrării” Lunii. Centralele hidroelectrice de maree sunt considerate cele mai prietenoase cu mediul. Acestea funcționează după ritmuri naturale și nu poluează mediul.
Ce este fluxul și refluxul
Pe multe coastele maritime puteți observa cum nivelul apei scade uniform cu o anumită periodicitate și rămâne doar pământ vâscos. Acest proces se numește reflux. Cu toate acestea, după câteva ore nivelul apei crește din nou și solul de pe mal este din nou acoperit cu apă. Acest proces se numește maree. Nivelul apei se schimbă în mod regulat de două ori pe zi.
Când mareele se întorc
Marea joasă și marea înaltă se înlocuiesc în mod regulat: marea joasă este urmată de val mare, urmată de următoarea reflux. Cel mai înalt nivel al apei din mare sau ocean în timpul mareei înalte se numește apă mare, iar cel minim în timpul refluxului se numește apă joasă. Ciclu" apă plină- maree joasă - maree joasă - reflux - maree înaltă" este de 12 ore și 25 de minute. Aceasta înseamnă că fluxul și refluxul mareelor pot fi observate de două ori pe zi.
Cum apar fluxurile și refluxurile?
Forța gravitațională a Lunii determină formarea primei creaste de maree în mare pe partea Pământului îndreptată spre ea. Datorită legilor fizicii asociate cu rotația Pământului și apariția forței centrifuge, pe partea opusă a Pământului se formează o a doua creastă de maree, chiar mai puternică decât prima. Prin urmare, nivelul apei crește și aici.
Între aceste două creste coboară și se stinge valul! Iar Soarele, prin forța gravitației sale, influențează Pământul, precum și fluxul și refluxul mareelor. Dar forța Soarelui este mult mai mică decât cea a Lunii, deși masa Soarelui este de 30 de milioane de ori mai mare decât masa Lunii. Motivul pentru aceasta constă în faptul că Soarele este de 390 de ori mai departe de Pământ decât este Luna de Pământ.
Prima centrală hidroelectrică mareoelectrică
Datorită fluxului și refluxului mareelor, adică creșterii și scăderii nivelului mării, se generează multă energie. Poate fi folosit pentru a genera energie electrică. Prima și cea mai mare centrală hidroelectrică mareoelectrică din lume a fost construită în estuarul (golful îngust al gurii) râului Rana (Saint-Malo, Franța) și pusă în funcțiune în 1966. Acolo diferența dintre reflux și maree ridicată este foarte mare (amplitudine 8,5 metri).
Ce alți factori influențează fluxul și refluxul mareelor?
Pe lângă forțele gravitaționale, corpurile cosmice, Luna și Soare, alți factori influențează fluxul și refluxul mareelor: rotația Pământului încetinește mareele, țărmurile nu permit apei să se ridice. În plus, furtunile puternice afectează fluxul și refluxul mareelor, îngreunând scurgerea de pe coastă. apa de mare. Prin urmare, nivelul său în astfel de locuri este mult mai ridicat decât la o maree normală. Mareele sunt afectate și de forța vântului: dacă sufla de pe coastă, nivelul apei scade semnificativ sub normal.
Fluxurile și refluxurile sunt întotdeauna vizibile?
Se spune că în unele mări, de exemplu în Marea Mediterană sau Baltică, nu există fluxuri și reflux. Desigur, acest lucru nu este adevărat, pentru că se găsesc în toate mările. Cu toate acestea, în Marea Mediterană și Marea Baltică diferența dintre apa înaltă și cea joasă (amplitudinea mareei înalte și joase) este atât de mică încât este practic inobservabilă. În Marea Nordului, dimpotrivă, fluxul și refluxul mareelor se disting foarte clar.
Valurile de maree apar în oceane și se deplasează în mările marginale. Dacă o mare marginală este legată de ocean doar printr-o strâmtoare îngustă, cum ar fi Marea Mediterană, valurile fie nu ajung la ea, fie sunt foarte slabe. Marea Nordului comunică cu Oceanul Atlantic printr-o strâmtoare largă, astfel încât valurile de maree ajung cu ușurință la coastă, iar marea este clar vizibilă în acest loc.
Ce este o maree de primăvară
Fluxuri și reflux deosebit de puternice pot fi observate pe parcursul a 14 zile, când Luna și Soarele sunt în linie cu Pământul în timpul lunii pline și lunii noi (sizigie). În acest moment, forțele de maree ale ambelor corpuri cerești, acționând într-o singură direcție, adună și intensifică valul. Așa-numita maree de primăvară începe, când apa plină se ridică la cel mai înalt nivel. În consecință, la reflux apa scade la cel mai scăzut nivel.
Care este amplitudinea mareelor înalte și joase
Diferența dintre apa înaltă și joasă în timpul mareelor înalte și joase se numește amplitudine. În acest caz, forțele gravitaționale ale Soarelui și Lunii își joacă rolul: atunci când se întăresc reciproc, amplitudinea crește (syzygy mareea), iar când forțele gravitaționale slăbesc, amplitudinea, dimpotrivă, scade (syzygy mareea). În larg, amplitudinea mareei nu depășește 50 de centimetri. Pe maluri, dimpotriva, este mult mai mare.
Deci, pe coasta germană a Mării Nordului, de exemplu, este de 2-3 metri, pe coasta engleză a Mării Nordului - până la 8 metri, iar în Golful Saint-Malo (Franța) în Canalul Mânecii - până la 11 metri. metri. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că, în apele puțin adânci, valurile, ca toate celelalte, își pierd viteza și încetinesc, determinând creșterea nivelului apei.
Ce este mareea în cuadratura
Timp de șapte zile după luna plină și luna nouă, Soarele, Pământul și Luna nu mai sunt pe aceeași linie. Când forțele de maree ale Lunii și Soarelui interacționează în unghi drept unul față de celălalt, începe o maree în cuadratura: apa ridicată crește ușor, iar nivelul scăzut al apei practic nu scade.
Ce sunt curenții de maree
Marea nu numai că provoacă creșterea și scăderea nivelului apei. În timp ce marea se ridică și coboară, apa se mișcă înainte și înapoi. În marea liberă acest lucru este greu de observat, dar în strâmtori și golfuri unde mișcarea apei este limitată, pot fi observați curenți de maree. În primul caz (curent de maree) este îndreptat spre țărm, în al doilea (curent de reflux) - în sens invers. Experții numesc de obicei o schimbare a curenților de maree o viraj. În momentul întoarcerii, apa este într-o stare calmă, iar acest fenomen este numit „punctul mort” al mareei.
Unde sunt observate cele mai mari amplitudini ale mareelor?
Golful Fundy de pe coasta de est a Canadei se mândrește cu unele dintre cele mai mari intervale de maree de pe planetă. Aceasta înseamnă că diferența dintre apa înaltă și joasă în timpul mareelor înalte și joase este maximă aici. La mareea de primăvară atinge 21 de metri. Anterior, pescarii puneau plase când apa era plină și strângeau pește din ele în timpul apei scăzute: mod neobisnuit pescuit!
Cum apare o valuri de furtună?
O maree de furtună este numită atunci când apa se rostogolește pe țărmuri deosebit de sus. Apare ca urmare a vântului puternic care bat spre uscat și vin odată cu mareea de primăvară. Permiteți-ne să vă reamintim: în timpul acesteia, apa ridicată crește deosebit de sus, iar apa scăzută scade deosebit de scăzut. Acest lucru se întâmplă în perioadele de lună plină și lună nouă.
Puterea vântului și durata lor duc la apariția unei maree de furtună, atunci când apa se ridică cu mai mult de un metru deasupra punctului de mijloc al mareei. Există o maree puternică de furtună, în care apa crește cu 2,5 metri, și o maree super-puternică, când apa crește cu mai mult de 3 metri.
Ce viteză pot atinge curenții de maree?
În adâncurile oceanelor, curenții de maree ating viteze de aproximativ un kilometru pe oră. În strâmtori înguste poate varia de la 15 la 20 de kilometri pe oră.
UNIVERSITATEA DE STAT DE INGINERIA MEDIULUI MOSCOVA
Rezumat despre „Științele Pământului”
Subiect: „Flux și curge”
Efectuat:
Elev din grupa N-30
Tsvetkov E.N.
Verificat:
Petrova I.F.
Moscova, 2003
|
Parte principală……………………………………………………. | |
|
Definiție..……………......……………………………... | |
|
Esența fenomenului………………………………………………………………… | |
|
Schimbare de-a lungul timpului……………………………………………………… | |
|
Distribuția și scara manifestării................... | |
|
Mituri și legende ………………………………………………………. | |
|
Istoricul studiului……………………………………………………… | |
|
Consecințele asupra mediului………………………………………… | |
|
Impactul asupra activității economice………………………… | |
|
Influența umană asupra acest proces ……………………. | |
|
Posibilitate de prognoză și management……………. | |
|
Bibliografie……………………………………………….. | |
Definiție.
Curge și reflux, fluctuații periodice ale nivelului apei (creșteri și scăderi) în zonele de apă de pe Pământ, care sunt cauzate de atracția gravitațională a Lunii și a Soarelui care acționează asupra Pământului în rotație. Toate zonele mari de apă, inclusiv oceanele, mările și lacurile, sunt supuse mareelor într-un grad sau altul, deși în lacuri sunt mici.
Cel mai înalt nivel al apei observat într-o zi sau o jumătate de zi în timpul mareei înalte se numește ape înalte, cel mai scăzut nivel în timpul refluxului se numește ape joase, iar momentul atingerii acestor repere de nivel maxim se numește staționarea (sau treapta) de maree înaltă. maree sau, respectiv, joasă. Nivelul mediu al mării este o valoare condiționată, deasupra căreia se află reperele de nivel în timpul mareelor înalte și sub care în timpul mareelor joase. Acesta este rezultatul unei serii medii mari de observații urgente. Marea mare medie (sau mareea joasă) este o valoare medie calculată dintr-o serie mare de date privind nivelurile ridicate sau scăzute ale apei. Ambele niveluri medii sunt legate de tija locală.
Fluctuațiile verticale ale nivelului apei în timpul mareelor înalte și joase sunt asociate cu mișcările orizontale ale maselor de apă în raport cu țărm. Aceste procese sunt complicate de valul vântului, scurgerea râului și alți factori. Mișcările orizontale ale maselor de apă din zona de coastă se numesc curenți de maree (sau de maree), în timp ce fluctuațiile verticale ale nivelului apei sunt numite fluxuri și reflux. Toate fenomenele asociate fluxurilor și refluxurilor se caracterizează prin periodicitate. Curenții de maree își inversează periodic direcția, în timp ce curenții oceanici, care se deplasează continuu și unidirecțional, sunt determinați de circulația generală a atmosferei și acoperă suprafețe mari ale oceanului deschis.
În intervalele de tranziție de la maree înaltă la maree joasă și invers, este dificil de stabilit tendința curentului de maree. În acest moment (care nu coincide întotdeauna cu marea înaltă sau joasă), se spune că apa „stagnează”.
Mareele înalte și joase alternează ciclic în funcție de condițiile astronomice, hidrologice și meteorologice în schimbare. Secvența fazelor de maree este determinată de două maxime și două minime în ciclul zilnic.
Esența fenomenului.
Deși Soarele joacă un rol semnificativ în procesele mareelor, factorul decisiv în dezvoltarea lor este atracția gravitațională a Lunii. Gradul de influență al forțelor de maree asupra fiecărei particule de apă, indiferent de locația acesteia pe suprafața pământului, este determinat de legea gravitației universale a lui Newton. Această lege prevede că două particule materiale se atrag reciproc cu o forță direct proporțională cu produsul maselor ambelor particule și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele. Se înțelege că cu cât masa corpurilor este mai mare, cu atât este mai mare forța de atracție reciprocă care apare între ele (cu aceeași densitate, un corp mai mic va crea mai puțină atracție decât unul mai mare). Legea mai înseamnă că, cu cât distanța dintre două corpuri este mai mare, cu atât atracția dintre ele este mai mică. Deoarece această forță este invers proporțională cu pătratul distanței dintre două corpuri, factorul distanță joacă un rol mult mai mare în determinarea mărimii forței mareelor decât masele corpurilor.
Atracția gravitațională a Pământului, acționând asupra Lunii și menținând-o pe orbită apropiată de Pământ, este opusă forței de atracție a Pământului de către Lună, care tinde să miște Pământul spre Lună și „ridică” toate obiectele localizate. pe Pământ în direcția Lunii. Punctul de pe suprafața pământului situat direct sub Lună se află la doar 6.400 km de centrul Pământului și în medie la 386.063 km de centrul Lunii. În plus, masa Pământului este de 81,3 ori mai mare decât masa Lunii. Astfel, în acest punct de pe suprafața pământului, gravitația Pământului care acționează asupra oricărui obiect este de aproximativ 300 de mii de ori mai mare decât gravitația Lunii. Este o idee comună că apa de pe Pământ direct sub Lună se ridică în direcția Lunii, determinând apa să curgă departe de alte locuri de pe suprafața Pământului, dar, deoarece gravitația Lunii este atât de mică în comparație cu cea a Pământului, nu ar fi fi suficient pentru a ridica atât de multă apă.
Cu toate acestea, oceanele, mările și lacurile mari de pe Pământ, fiind corpuri lichide mari, sunt libere să se miște sub influența forțelor de deplasare laterală, iar orice ușoară tendință de deplasare pe orizontală le pune în mișcare. Toate apele care nu se află direct sub Lună sunt supuse acțiunii componentei forței gravitaționale a Lunii direcționată tangențial (tangențial) la suprafața pământului, precum și a componentei acesteia îndreptată spre exterior și sunt supuse deplasării orizontale în raport cu solidul. Scoarta terestra. Ca urmare, apa curge din zonele adiacente ale suprafeței pământului către un loc situat sub Lună. Acumularea de apă rezultată într-un punct de sub Lună formează acolo o maree. Valul în sine în oceanul deschis are o înălțime de numai 30–60 cm, dar crește semnificativ atunci când se apropie de țărmurile continentelor sau insulelor.
Datorită mișcării apei din zonele învecinate către un punct de sub Lună, refluxuri corespunzătoare de apă au loc în alte două puncte îndepărtate de aceasta, la o distanță egală cu un sfert din circumferința Pământului. Este interesant de observat că scăderea nivelului mării în aceste două puncte este însoțită de o creștere a nivelului mării nu numai pe partea Pământului îndreptată spre Lună, ci și pe partea opusă. Acest fapt este explicat și prin legea lui Newton. Două sau mai multe obiecte situate la distanțe diferite de aceeași sursă de gravitație și, prin urmare, supuse accelerării gravitației de mărimi diferite, se mișcă unul față de celălalt, deoarece obiectul cel mai apropiat de centrul de greutate este cel mai puternic atras de acesta. Apa din punctul sublunar experimentează o atracție mai puternică către Lună decât Pământul de sub ea, dar Pământul, la rândul său, are o atracție mai puternică către Lună decât apa de pe partea opusă a planetei. Astfel, apare un val mare, care pe partea Pământului îndreptată spre Lună se numește directă, iar pe partea opusă - invers. Prima dintre ele este cu doar 5% mai mare decât a doua.
Datorită rotației Lunii pe orbita sa în jurul Pământului, între două maree mari succesive sau două maree joase trec aproximativ 12 ore și 25 de minute într-un loc dat. Intervalul dintre punctele culminante ale mareelor înalte și joase succesive este de cca. 6 ore 12 minute Perioada de 24 de ore și 50 de minute dintre două maree succesive se numește zi de maree (sau lunară).
Inegalități de maree. Procesele mareelor sunt foarte complexe și trebuie luați în considerare mulți factori pentru a le înțelege. În orice caz, principalele trăsături vor fi determinate de: 1) stadiul de dezvoltare a mareei raportat la trecerea Lunii; 2) amplitudinea mareei și 3) tipul de fluctuații ale mareelor sau forma curbei nivelului apei. Numeroase variații ale direcției și mărimii forțelor de maree dau naștere la diferențe de mărime a mareelor de dimineață și de seară într-un anumit port, precum și între aceleași maree în diferite porturi. Aceste diferențe se numesc inegalități de maree.
Efect semi-diurn. De obicei, în decurs de o zi, datorită forței principale de maree - rotația Pământului în jurul axei sale - se formează două cicluri de maree complete. Când este privită de la Polul Nord al eclipticii, este evident că Luna se rotește în jurul Pământului în aceeași direcție în care Pământul se rotește în jurul axei sale - în sens invers acelor de ceasornic. Cu fiecare revoluție ulterioară, un punct dat de pe suprafața pământului ia din nou o poziție direct sub Lună ceva mai târziu decât în timpul revoluției anterioare. Din acest motiv, atât fluxul, cât și refluxul mareelor sunt întârziate cu aproximativ 50 de minute în fiecare zi. Această valoare se numește întârziere lunară.
Inegalitatea la jumătate de lună. Acest tip principal de variație se caracterizează printr-o periodicitate de aproximativ 14 3/4 zile, care este asociată cu rotația Lunii în jurul Pământului și trecerea acesteia prin faze succesive, în special syzygies (luni noi și luni pline), adică. momente în care Soarele, Pământul și Luna sunt situate pe aceeași linie dreaptă. Până acum am atins doar influența mareelor a Lunii. Câmpul gravitațional al Soarelui afectează și mareele, totuși, deși masa Soarelui este mult mai mare decât masa Lunii, distanța de la Pământ la Soare este atât de mai mare decât distanța până la Lună încât forța mareelor a Soarelui este mai puțin de jumătate din cea a Lunii. Cu toate acestea, atunci când Soarele și Luna se află pe aceeași linie dreaptă, fie pe aceeași parte a Pământului, fie pe părți opuse (în timpul lunii noi sau lunii pline), forțele lor gravitaționale se adună, acționând de-a lungul aceleiași axe și mareea solară se suprapune cu mareea lunară. La fel, atracția Soarelui crește refluxul cauzat de influența Lunii. Ca urmare, mareele devin mai ridicate, iar mareele mai scăzute decât dacă ar fi cauzate doar de gravitația Lunii. Astfel de maree se numesc maree de primăvară.
Atunci când vectorii forței gravitaționale ai Soarelui și ai Lunii sunt reciproc perpendiculari (în cuadratură, adică atunci când Luna se află în primul sau ultimul trimestru), forțele lor de maree se opun, deoarece marea cauzată de atracția Soarelui este suprapusă reflux cauzat de Lună. În astfel de condiții, mareele nu sunt la fel de înalte și mareele nu sunt la fel de scăzute ca și cum ar fi datorate doar forței gravitaționale a Lunii. Astfel de refluxuri și fluxuri intermediare se numesc cuadratura. Gama de puncte de apă înaltă și scăzută în acest caz este redusă de aproximativ trei ori în comparație cu marea de primăvară. În Oceanul Atlantic, atât mareele de primăvară, cât și mareele de cuadratura sunt de obicei întârziate cu o zi în comparație cu faza corespunzătoare a Lunii. În Oceanul Pacific, o astfel de întârziere este de numai 5 ore. În porturile New York și San Francisco și în Golful Mexic, mareele de primăvară sunt cu 40% mai mari decât cele în cuadratura.
Lunar Perioada de fluctuații a înălțimii mareelor, care apare din cauza paralaxei lunare, este de 27 1/2 zile. Motivul acestei inegalități este modificarea distanței Lunii față de Pământ în timpul rotației acestuia din urmă. Datorită formei eliptice a orbitei lunare, forța de maree a Lunii la perigeu este cu 40% mai mare decât la apogeu. Acest calcul este valabil pentru portul New York, unde efectul Lunii la apogeu sau perigeu este de obicei întârziat cu aproximativ 1 1/2 zi față de faza corespunzătoare a Lunii. Pentru portul San Francisco, diferența de înălțimi a mareelor datorită faptului că Lunii se află la perigeu sau apogeu este de doar 32%, iar acestea urmează fazele corespunzătoare ale Lunii cu o întârziere de două zile.
Inegalitatea zilnică. Perioada acestei inegalități este de 24 de ore și 50 de minute. Motivele apariției sale sunt rotația Pământului în jurul axei sale și o schimbare a declinării Lunii. Când Luna este aproape de ecuatorul ceresc, cele două maree mari într-o anumită zi (precum și cele două maree joase) diferă ușor, iar înălțimile apelor înalte și joase ale dimineții și serii sunt foarte apropiate. Cu toate acestea, pe măsură ce declinația nordică sau sudică a Lunii crește, mareele de dimineață și de seară de același tip diferă în înălțime, iar atunci când Luna atinge cea mai mare declinație nordică sau sudică, această diferență este cea mai mare. Sunt cunoscute și mareele tropicale, numite așa deoarece Luna este aproape deasupra tropicilor de nord sau de sud.
Inegalitatea diurnă nu afectează semnificativ înălțimile a două joase succesive din Oceanul Atlantic și chiar și efectul acesteia asupra înălțimii mareelor este mic în comparație cu amplitudinea globală a fluctuațiilor. Cu toate acestea, în Oceanul Pacific, variabilitatea diurnă este de trei ori mai mare la nivelul mareelor joase decât la nivelul mareelor înalte.
Inegalitatea semestrială. Cauza sa este revoluția Pământului în jurul Soarelui și modificarea corespunzătoare a declinării Soarelui. De două ori pe an timp de câteva zile în timpul echinocțiului, Soarele este aproape de ecuatorul ceresc, adică. declinația sa este apropiată de 0. Luna este, de asemenea, situată în apropierea ecuatorului ceresc timp de aproximativ 24 de ore la fiecare jumătate de lună. Astfel, în timpul echinocțiului există perioade în care declinațiile atât ale Soarelui, cât și ale Lunii sunt aproximativ egale cu 0. Efectul total generator de maree al atracției acestor două corpuri în astfel de momente se manifestă cel mai vizibil în zonele situate în apropierea ecuatorului Pământului. Dacă în același timp Luna se află în faza de lună nouă sau lună plină, așa-numita. maree de primăvară echinocțiale.
Însorit inegalitatea paralactică. Perioada de manifestare a acestei inegalități este de un an. Cauza sa este modificarea distanței de la Pământ la Soare în timpul mișcării orbitale a Pământului. O dată pentru fiecare revoluție în jurul Pământului, Luna se află la cea mai scurtă distanță față de ea, la perigeu. O dată pe an, în jurul datei de 2 ianuarie, Pământul, mișcându-se pe orbita sa, ajunge și la punctul de cea mai apropiată apropiere de Soare (periheliu). Atunci când aceste două momente de cea mai apropiată apropiere coincid, provocând cea mai mare forță mare netă, se pot aștepta niveluri mai mari ale mareelor și niveluri mai mici ale mareelor. La fel, dacă trecerea afeliului coincide cu apogeul, apar maree mai joase și maree mai puțin adânci.
Schimbare de-a lungul timpului.
Fenomenul fluxului și refluxului mareelor nu s-a schimbat de-a lungul timpului, deoarece mișcarea atât a Lunii, cât și a Soarelui rămâne aceeași ca acum o mie de ani - și anume, mișcarea acestor două corpuri cerești influențează fluxul și refluxul mareelor. pe pamant.
Distribuția și scara manifestării.
Amploarea și natura mareelor în diverse părți coastele Oceanului Mondial depind de configurația țărmurilor, de unghiul de înclinare fundul măriiși dintr-o serie de alte motive. Cel mai adesea apar pe coasta oceanului deschis. Pătrunderea valurilor de maree în mările interioare este dificilă și, prin urmare, amplitudinea mareelor în ele este mică.
Strâmtorii daneze înguste și puțin adânci protejează în mod fiabil Marea Baltică de maree. Calculele teoretice arată că amplitudinea fluctuațiilor în înălțimea apei în Marea Baltică este de aproximativ 10 centimetri, dar este aproape imposibil să se vadă aceste maree, deoarece sunt complet șterse de fluctuațiile nivelului apei sub influența vântului sau modificări ale presiunii atmosferice. Mările noastre sudice - mările Negre și Azov, care comunică cu apele Oceanului Mondial printr-o serie de strâmtori înguste, și mările interioare Egee și Mediterană - sunt și mai bine protejate de valuri. Dacă diferența de nivel al apei în timpul valului înalt și al mareei joase de pe coasta atlantică a Spaniei, lângă Gibraltar, a ajuns la 3 metri, atunci în Marea Mediterană, lângă strâmtoare, este de doar 1,3 metri. În alte părți ale mării, mareele sunt și mai puțin semnificative și de obicei nu depășesc 0,5 metri. În Marea Egee și în strâmtorile Bosfor și Dardanele, marea se atenuează și mai mult. Prin urmare, în Marea Neagră, fluctuațiile nivelului apei sub influența mareelor sunt mai mici de 10 centimetri. În Marea Azov, conectată la Marea Neagră doar prin strâmtoarea îngustă Kerci, amplitudinea mareelor este aproape de zero.
Din același motiv, mareele din Marea Japoniei sunt foarte scăzute - aici abia ating 0,5 metri.
Dacă în mările interioare magnitudinea mareelor este redusă în comparație cu coasta oceanului deschis, atunci în golfurile și golfurile care au o legătură largă cu oceanul crește. Valul mare pătrunde liber în astfel de golfuri. Masele de apă se repezi înainte, dar, constrânse de țărmurile care se îngustează și negăsind o ieșire, se ridică și inundă pământul la o înălțime considerabilă.
La intrarea în Marea Albă, în așa-numita Voronka, mareele sunt aproape aceleași ca pe coasta Mării Barents, adică egale cu 4-5 metri. La Cape Kanin Nos nu depășesc nici măcar 3 metri. Cu toate acestea, intrând în Pâlnia Mării Albe care se îngustează treptat, valul devine din ce în ce mai mare și în Golful Mezen atinge o înălțime de zece metri.
Creșterea nivelului apei în partea cea mai de nord a Mării Ochotsk este și mai semnificativă. Astfel, la intrarea în golful Shelikhov, nivelul mării la maree înaltă crește la 4–5 metri, în vârful (cea mai îndepărtată de mare) o parte a golfului se ridică la 9,5 metri, iar în golful Penzhinskaya ajunge la aproape 13 metri. !
Mareele în Canalul Mânecii sunt foarte mari. Pe coasta engleză, în micul Golf Lyme, apa în sizigie se ridică la 14,4 metri, iar pe cea franceză, lângă orașul Granville, chiar și 15 metri.
Marea ating valori extreme în unele zone de pe coasta atlantică a Canadei. În strâmtoarea Frobisher (situată la intrarea în strâmtoarea Hudson) - 15,6 metri, iar în Golful Fundy (lângă granița cu SUA) - până la 18 metri.
Uneori, influența mareelor este vizibilă asupra râurilor. Un val de marea vine în zona gurii din zone deschise ocean sau mare. Pe măsură ce vă apropiați de țărm, nivelul crește, iar profilul valului, sub influența unei scăderi a adâncimii și a caracteristicilor configurației țărmului, se deformează. La malul mării, panta sa din față devine mai abruptă decât panta din spate. Din zona de coastă a gurii, marea pătrunde în sistemul de canale ale râului. Apa mai sărată de-a lungul fundului albiei râului, ca o pană, se mișcă rapid împotriva curentului. Ciocnirea a două fluxuri care se apropie, mare și râu, determină formarea unui puț abrupt, numit bora. În râul Cantanjiang, care se varsă în Marea Chinei de Est la sud de Shanghai, alezajul atinge o înălțime de 7 - 8 metri, iar abruptul valului este de 70 de grade. Acest zid teribil de apă se repezi în susul râului cu o viteză de 15 - 16 kilometri pe oră, erodând malurile și amenințănd cu scufundarea oricărei nave care nu se refugiază în timp util în tărâmul calm. Cel mai mare râu din America de Sud, Amazonul, este, de asemenea, renumit pentru pădurea sa puternică. Acolo, un val de 5-6 metri înălțime străbate râul la trei mii de kilometri de ocean. Pe Mekong, valurile se extind până la 500 km, pe Mississippi - până la 400 km, pe Dvina de Nord - până la 140 km. Marea duce ape sărate în râu. În acest caz, la gura de vărsare a râului are loc fie amestecarea completă sau parțială a apelor de râu și ape sărate ale mării, fie o stare stratificată, când se observă o diferență accentuată a salinității apelor de suprafață și subiacente. Apa sărată pătrunde în gura râului cu cât mai departe, cu atât adâncimea canalului este mai mare și densitatea (salinitatea) apei de mare și debitul apei râului este mai mic.
|
INFORMAȚII DESPRE MAREE ÎN UNELEPORTURI ALE LUMII |
||||
|
Port |
Interval între maree |
Înălțimea medie a mareelor,m |
Înălțimea mareei de primăvară, m |
|
|
m. Morris-Jessep, Groenlanda, Danemarca | ||||
|
Reykjavik, Islanda | ||||
|
R. | ||||
|
Koksoak, strâmtoarea Hudson, Canada | ||||
|
St. John's, Newfoundland, Canada | ||||
|
Barntko, Golful Fundy, Canada | ||||
|
Portland, SUA Maine, SUA | ||||
|
Boston, SUA Massachusetts, SUA | ||||
|
New York, NY New York, SUA | ||||
|
Baltimore, pc. Maryland, SUA | ||||
|
Plaja miami Florida, SUA | ||||
|
Galveston, pc. Texas, SUA | ||||
|
O. | ||||
|
Maraca, Brazilia | ||||
|
Rio de Janeiro, Brazilia | ||||
|
Callao, Peru | ||||
|
Balboa, Panama | ||||
|
Nanaimo, British Columbia, Canada | ||||
|
Sitka, Alaska, SUA | ||||
|
Răsărit, Cook Inlet, SUA Alaska, SUA | ||||
|
Honolulu, pc. Hawaii, SUA | ||||
|
Papeete, despre. Tahiti, Polinezia Franceză | ||||
|
Darwin, Australia | ||||
|
Melbourne, Australia | ||||
|
Rangoon, Myanmar | ||||
|
Zanzibar, Tanzania | ||||
|
Cape Town, Africa de Sud | ||||
|
Gibraltar, Vlad. Marea Britanie | ||||
|
Granville, Franța | ||||
|
Leath, Marea Britanie | ||||
|
Londra, Marea Britanie | ||||
|
Dover, Marea Britanie | ||||
|
Avonmouth, Marea Britanie | ||||
|
Ramsey, pr. Maine, Marea Britanie | ||||
|
Oslo, Norvegia | ||||
|
Hamburg, Germania | ||||
|
* Amplitudinea mareelor zilnice. |
||||
Mituri și legende.
Multă vreme, cauzele mareelor au rămas neclare. În cele mai vechi timpuri, ele erau explicate prin respirația zeității oceanului care trăia în mare sau ca o consecință a respirației planetei. S-au făcut și alte presupuneri fantastice despre natura mareelor. (vezi și secțiunea Istoricul studiului)
Nivelul suprafeței apei din mările și oceanele planetei noastre se modifică periodic și fluctuează la anumite intervale. Aceste oscilații periodice sunt mareele maritime.
Imagine cu mareele mării
Pentru a vizualiza imaginea fluxurilor și refluxurilor mării, imaginează-ți că stai pe malul înclinat al oceanului, într-un golf, la 200–300 de metri de apă. Pe nisip sunt multe obiecte diferite - o ancoră veche, puțin mai aproape o grămadă mare de piatră albă.
Acum, nu departe, se află coca de fier a unei bărci mici, căzută pe o parte. Partea inferioară a carenei sale din prova este grav deteriorată. Evident, o dată această navă, nefiind departe de țărm, a lovit o ancoră. Acest accident s-a produs, după toate probabilitățile, în timpul valului scăzut și, se pare, nava zăcea în acest loc de mulți ani, de vreme ce aproape toată coca sa devenise acoperită de rugină maro. Sunteți înclinați să considerați căpitanul neglijent ca fiind vinovatul accidentului navei.
Aparent, ancora era arma ascuțită cu care a lovit-o nava căzută pe o parte. Cauți această ancoră și nu o găsești. Unde ar fi putut merge? Apoi observi că apa se apropie deja de o grămadă de pietre albe și apoi realizezi că ancora pe care ai văzut-o a fost de mult inundată de un val de mare. Apa „pășește” pe țărm, continuă să se ridice din ce în ce mai sus. Acum grămada de pietre albe s-a dovedit a fi aproape toate ascunse sub apă.
Fenomene de maree
Fenomene de maree oamenii au fost asociați de mult timp cu mișcarea Lunii, dar această legătură a rămas un mister până când genul matematician Isaac Newton nu a explicat pe baza legii gravitației pe care a descoperit-o. Cauza acestor fenomene este efectul gravitației Lunii asupra învelișului de apă al Pământului.
Încă faimos Galileo Galilei a legat fluxul și refluxul mareelor cu rotația Pământului și am văzut în aceasta una dintre cele mai fundamentate și adevărate dovezi ale validității învățăturilor lui Nicolaus Copernic (mai multe detalii:). Academia de Științe din Paris în 1738 a anunțat un premiu celui care va prezenta cea mai fundamentată prezentare a teoriei mareelor.
Premiul a fost apoi primit Euler, Maclaurin, D. Bernoulli și Cavalieri. Primii trei au luat legea gravitației lui Newton ca bază pentru munca lor, iar iezuitul Cavalieri a explicat mareele pe baza ipotezei vortexului lui Descartes. Cu toate acestea, majoritatea lucrări remarcabileîn această zonă aparțin Newton și Laplace, iar toate cercetările ulterioare se bazează pe descoperirile acestor mari oameni de știință.
Cum se explică fenomenul fluxului și refluxului
Cât de clar explica fenomenul fluxului și refluxului. Dacă, pentru simplitate, presupunem că suprafața pământului este complet acoperită cu apă și privim globul de la unul dintre polii săi, atunci imaginea fluxurilor și refluxului mării poate fi prezentată după cum urmează.
Atractie lunara
Acea parte a suprafeței planetei noastre care este îndreptată spre Lună este cea mai apropiată de aceasta; ca urmare, este expus la o forță mai mare gravitația lunară, decât, de exemplu, partea centrală a planetei noastre și, prin urmare, este atrasă spre Lună mai mult decât restul Pământului. Din această cauză, se formează o cocoașă de maree pe partea îndreptată spre Lună.
În același timp, pe partea opusă a Pământului, care este cel mai puțin supusă gravitației Lunii, apare aceeași cocoașă de maree. Prin urmare, Pământul ia forma unei figuri oarecum alungite de-a lungul unei linii drepte care leagă centrele planetei noastre și Luna.
Astfel, pe doi părți opuse Pământul, situat pe o singură linie dreaptă, care trece prin centrele Pământului și Lunii, se formează două cocoașe mari, două umflături uriaşe de apă.
În același timp, pe celelalte două părți ale planetei noastre, situate la un unghi de nouăzeci de grade față de punctele de mai sus de maree maximă, au loc cele mai mari joase. Aici apa scade mai mult decât oriunde altundeva la suprafață glob. Linia care leagă aceste puncte la maree scăzută se scurtează oarecum și creează astfel impresia unei creșteri a alungirii Pământului în direcția punctelor maxime de maree înaltă.
Datorită gravitației lunare, aceste puncte de maree maximă își mențin constant poziția față de Lună, dar întrucât Pământul se rotește în jurul axei sale, în timpul zilei par să se deplaseze pe întreaga suprafață a globului. De aceea in fiecare zona sunt doua maree mari si doua joase in timpul zilei.
Flux și reflux solar
Soarele, ca și Luna, produce fluxuri și refluxuri prin forța gravitației sale. Dar se află la o distanță mult mai mare de planeta noastră în comparație cu Luna, iar mareele solare care apar pe Pământ sunt de aproape două ori și jumătate mai mici decât cele lunare. De aceea mareele solare, nu sunt observate separat, ci doar influența lor asupra mărimii mareelor lunare este luată în considerare.
De exemplu, Cele mai mari maree au loc în timpul lunii pline și noi, deoarece în acest moment Pământul, Luna și Soarele sunt pe aceeași linie dreaptă, iar lumina noastră zilei crește atracția Lunii cu atracția ei.
Dimpotrivă, atunci când observăm Luna în primul sau ultimul sfert (fază), există mareele cele mai joase. Acest lucru se explică prin faptul că în în acest caz, mareea lunară coincide cu reflux solar. Efectul gravitației lunare este redus cu cantitatea de gravitație a Soarelui.
Frecarea mareelor
« Frecarea mareelor„, existentă pe planeta noastră, afectează, la rândul său, orbita lunară, deoarece unda cauzată de gravitația lunară a acțiune inversă spre Lună, creând tendința de a-și accelera mișcarea. Drept urmare, Luna se îndepărtează treptat de Pământ, perioada sa de revoluție crește și, după toate probabilitățile, rămâne puțin în urmă în mișcarea sa.
Mărimea mareelor mării
Pe lângă poziția relativă în spațiu a Soarelui, Pământului și Lunii, pe magnitudinea mareelor măriiÎn fiecare zonă individuală, influențează forma fundului mării și natura liniei țărmului. De asemenea, se știe că în mările închise, cum ar fi Mările Aral, Caspică, Azov și Neagră, fluxurile și refluxurile nu sunt aproape niciodată observate.
Este dificil să le detectezi în oceanele deschise; aici mareele abia ajung la un metru, nivelul apei se ridica foarte putin. Dar în unele golfuri există maree de o magnitudine atât de colosală încât apa se ridică la o înălțime de peste zece metri și inundă pe alocuri spații colosale.
Fluxuri și refluxuri în aer și învelișurile solide ale Pământului
Curge și reflux se întâmplă de asemenea în aerul şi învelişurile solide ale Pământului. Cu greu observăm aceste fenomene în straturile inferioare ale atmosferei. Pentru comparație, subliniem că fluxurile și refluxurile nu sunt observate pe fundul oceanelor. Această împrejurare se explică prin faptul că, în principal, straturile superioare ale învelișului de apă sunt implicate în procesele de maree. Fluxul și refluxul mareelor din învelișul aerului pot fi detectate doar prin observarea pe termen foarte lung a modificărilor presiunii atmosferice.
În ceea ce privește scoarța terestră, fiecare parte a acesteia, datorită acțiunii mareelor a Lunii, se ridică de două ori în timpul zilei și coboară de două ori cu aproximativ câțiva decimetri. Cu alte cuvinte, fluctuațiile învelișului solid al planetei noastre sunt de aproximativ trei ori mai mici ca magnitudine decât fluctuațiile nivelului de suprafață al oceanelor. Astfel, planeta noastră pare că respiră tot timpul, respiră adânc și expiră, iar învelișul ei exterior, ca pieptul unui mare erou-minune, fie se ridică, fie coboară puțin.
Aceste procese care au loc în învelișul solid al Pământului pot fi detectate doar cu ajutorul instrumentelor folosite pentru înregistrarea cutremurelor.
Trebuie remarcat faptul că fluxurile și refluxurile au loc pe alte corpuri ale lumiiși au un impact enorm asupra dezvoltării lor.
Dacă Luna ar fi nemișcată în raport cu Pământul, atunci în absența altor factori care să influențeze întârzierea valului, două maree mari și două maree joase ar avea loc la fiecare 6 ore în orice loc de pe glob la fiecare 6 ore.
Dar din moment ce Luna se învârte continuu în jurul Pământului și, mai mult, în aceeași direcție în care planeta noastră se rotește în jurul axei sale, există o oarecare întârziere: Pământul reușește să se întoarcă spre Lună cu fiecare parte nu în 24 de ore, ci în aproximativ 24 de ore. 24 de ore și 50 de minute. Prin urmare, în fiecare zonă, refluxul sau fluxul mareei nu durează exact 6 ore, ci aproximativ 6 ore și 12,5 minute.
Marea alternantă
În plus, trebuie remarcat faptul că corectitudinea alternarea mareelor este încălcat în funcție de natura locației continentelor de pe planeta noastră și de frecarea continuă a apei pe suprafața Pământului. Aceste nereguli în alternanță ajung uneori la câteva ore.
Astfel, cea mai „înaltă” apă nu are loc în momentul culminării Lunii, așa cum ar trebui să fie conform teoriei, ci cu câteva ore mai târziu decât trecerea Lunii prin meridian; această întârziere se numește ceasul aplicat portului și ajunge uneori la 12 ore.
Anterior, se credea că fluxul și refluxul mareelor erau legate de curenții marini. Acum toată lumea știe că acestea sunt fenomene ordine diferită. O maree este un tip de mișcare a valurilor, similară cu cea cauzată de vânt.
Flux și reflux
MareeȘi reflux- fluctuații verticale periodice ale nivelului oceanului sau mării, rezultate din modificările pozițiilor Lunii și Soarelui față de Pământ, cuplate cu efectele rotației Pământului și caracteristicile unui relief dat și care se manifestă periodic orizontală deplasarea maselor de apă. Mareele provoacă modificări ale înălțimii nivelului mării, precum și curenți periodici cunoscuți sub numele de curenți de maree, ceea ce face ca predicția mareelor să fie importantă pentru navigația de coastă.
Intensitatea acestor fenomene depinde de mulți factori, dar cel mai important dintre aceștia este gradul de conectare a corpurilor de apă cu oceanul mondial. Cu cât corpul de apă este mai închis, cu atât gradul de manifestare a fenomenelor de maree este mai mic.
Ciclul mareelor repetat anual rămâne neschimbat datorită compensării precise a forțelor de atracție dintre Soare și centrul de masă al perechii planetare și a forțelor de inerție aplicate acestui centru.
Pe măsură ce poziția Lunii și a Soarelui în raport cu Pământul se modifică periodic, se modifică și intensitatea fenomenelor de maree rezultate.
Marea joasă la Saint-Malo
Poveste
Marea joasă a jucat un rol semnificativ în furnizarea de fructe de mare a populațiilor de coastă, permițând colectarea alimentelor comestibile de pe fundul mării expus.
Terminologie
Low Water (Bretania, Franța)
Nivelul maxim de suprafață al apei la maree înaltă se numește plin de apă, iar minimul în timpul valului scăzut este apă scăzută. În ocean, unde fundul este plat și pământul este departe, apă plină apare ca două „umflături” suprafața apei: unul dintre ele este situat pe partea Lunii, iar celălalt se află la capătul opus al globului. Pot exista și alte două umflături mai mici pe partea îndreptată către Soare și opusă acestuia. O explicație a acestui efect poate fi găsită mai jos în secțiune fizica mareelor.
Deoarece Luna și Soarele se mișcă în raport cu Pământul, cocoașele de apă se mișcă și ele, formându-se valuri de mareeȘi curenții de maree. În mare deschisă, curenții de maree au un caracter rotațional, iar în apropierea coastei și în golfurile înguste și strâmtori sunt alternativi.
Dacă întregul Pământ ar fi acoperit cu apă, am experimenta două maree înalte și joase în fiecare zi. Dar, deoarece propagarea nestingherită a razelor de razboi este îngreunată de zonele terestre: insule și continente, precum și din cauza acțiunii forței Coriolis asupra apei în mișcare, în loc de două valuri de marea există multe valuri mici care încet (în majoritatea cazurilor cu o perioada de 12 ore 25,2 minute) rulează în jurul unui punct numit amfidromic, în care amplitudinea mareelor este zero. Componenta dominantă a mareei (marea lunară M2) formează aproximativ o duzină de puncte amfidromice pe suprafața Oceanului Mondial cu valul mișcându-se în sensul acelor de ceasornic și aproximativ același număr în sens invers acelor de ceasornic (vezi harta). Toate acestea fac imposibilă prezicerea timpului mareelor doar pe baza pozițiilor Lunii și Soarelui față de Pământ. În schimb, ei folosesc un „anuar de maree” - un instrument de referință pentru calcularea orei de apariție a mareelor și a înălțimii acestora în diferite puncte ale globului. Se folosesc și tabele de maree, cu date despre momentele și înălțimile apelor joase și mari, calculate cu un an înainte pentru principalele porturi de maree.
Componenta mareei M2
Dacă conectăm puncte de pe hartă cu aceleași faze de maree, obținem așa-numitul linii cotidale, divergând radial de punctul amfidromic. În mod obișnuit, liniile cotidale caracterizează poziția crestei valului pentru fiecare oră. De fapt, liniile cotidale reflectă viteza de propagare a unui val mare în 1 oră. Se numesc hărțile care arată linii de amplitudini și faze egale ale undelor de maree carduri cotidale.
Înălțimea mareei- diferență între cel mai inalt nivel apă la maree înaltă (apă înaltă) și nivelul său cel mai scăzut la reflux (apă joasă). Înălțimea mareei nu este o valoare constantă, dar media sa este dată când se caracterizează fiecare secțiune a coastei.
Depinzând de poziție relativă Luna și Soarelele mici și mari ale mareelor se pot întări reciproc. Nume speciale au fost dezvoltate istoric pentru astfel de maree:
- Marea în cuadratura- marea cea mai joasă, când forțele de maree ale Lunii și Soarelui acționează în unghi drept una față de alta (această poziție a luminilor se numește cuadratura).
- Maree puternică- marea cea mai mare, când forțele de maree ale Lunii și Soarelui acționează pe aceeași direcție (această poziție a luminilor se numește sizigie).
Cu cât marea este mai mică sau mai mare, cu atât refluxul este mai mic sau mai mare.
Cele mai mari maree din lume
Poate fi observat în Golful Fundy (15,6-18 m), care este situat pe coasta de est a Canadei între New Brunswick și Nova Scoția.
Pe continentul european, cele mai mari maree (până la 13,5 m) se observă în Bretania, lângă orașul Saint-Malo. Aici marea este concentrată de coasta peninsulelor Cornwall (Anglia) și Cotentin (Franța).
Fizica mareelor
Formulare modernă
În raport cu planeta Pământ, cauza mareelor este prezența planetei în câmpul gravitațional creat de Soare și Lună. Deoarece efectele pe care le creează sunt independente, impactul acestor corpuri cerești asupra Pământului poate fi luat în considerare separat. În acest caz, pentru fiecare pereche de corpuri putem presupune că fiecare dintre ele se învârte în jurul unui centru de greutate comun. Pentru perechea Pământ-Soare, acest centru este situat adânc în Soare, la o distanță de 451 km de centrul său. Pentru perechea Pământ-Lună, este situată adânc în Pământ, la o distanță de 2/3 din raza sa.
Fiecare dintre aceste corpuri experimentează forțe de maree, a căror sursă este forța gravitației și forțele interne care asigură integritatea corpului ceresc, în rolul cărora se află forța propriei sale atracție, denumită în continuare autogravitație. Apariția forțelor mareelor poate fi văzută cel mai clar în exemplul sistemului Pământ-Soare.
Forța de maree este rezultatul interacțiunii concurente a forței gravitaționale, îndreptată spre centrul de greutate și care descrește invers proporțional cu pătratul distanței față de acesta, și forța centrifugă fictivă de inerție cauzată de rotația corpului ceresc. în jurul acestui centru. Aceste forțe, fiind opuse ca direcție, coincid ca mărime doar în centrul de masă al fiecăruia dintre corpurile cerești. Datorită acțiunii forțelor interne, Pământul se rotește în jurul centrului Soarelui în ansamblu cu o viteză unghiulară constantă pentru fiecare element al masei sale constitutive. Prin urmare, pe măsură ce acest element de masă se îndepărtează de centrul de greutate, forța centrifugă care acționează asupra acestuia crește proporțional cu pătratul distanței. O distribuție mai detaliată a forțelor de maree în proiecția lor pe un plan perpendicular pe planul ecliptic este prezentată în Fig. 1.
Fig. 1 Diagrama distribuției forțelor mareelor în proiecție pe un plan perpendicular pe ecliptică. Corpul gravitator este fie la dreapta, fie la stânga.
Reproducerea modificărilor de formă a corpurilor expuse acestora, realizate ca urmare a acțiunii forțelor de maree, poate fi realizată, în conformitate cu paradigma newtoniană, numai dacă aceste forțe sunt complet compensate de alte forțe, care pot include forța gravitației universale.
Fig. 2 Deformarea învelișului de apă al Pământului ca o consecință a echilibrului forței mareelor, forței autogravitaționale și forței de reacție a apei la forța de compresie
Ca urmare a adunării acestor forțe, forțele de maree apar simetric pe ambele părți ale globului, îndreptate spre laturi diferite De la el. Forța mareelor îndreptată spre Soare este de natură gravitațională, în timp ce forța îndreptată spre Soare este o consecință a forței fictive de inerție.
Aceste forțe sunt extrem de slabe și nu pot fi comparate cu forțele de autogravitație (accelerația pe care o creează este de 10 milioane de ori mai mică decât accelerația cădere liberă). Totuși, ele provoacă o deplasare a particulelor de apă din Oceanul Mondial (rezistența la forfecare în apă la viteze mici este practic nulă, în timp ce la compresiune este extrem de mare), până când tangenta la suprafața apei devine perpendiculară pe forta rezultata.
Ca urmare, pe suprafața oceanelor lumii apare un val, ocupând o poziție constantă în sistemele de corpuri care se gravitează reciproc, dar care circulă de-a lungul suprafeței oceanului împreună cu mișcarea zilnică a fundului și țărmurilor sale. Astfel (ignorând curenții oceanici), fiecare particulă de apă suferă o mișcare oscilativă în sus și în jos de două ori în timpul zilei.
Mișcarea orizontală a apei se observă numai în apropierea coastei, ca urmare a creșterii nivelului acesteia. Cu cât fundul mării este mai puțin adânc, cu atât viteza de mișcare este mai mare.
Potențialul mareelor
(conceptul de acad. Shuleikina)
Neglijând dimensiunea, structura și forma Lunii, notăm forța gravitațională specifică a corpului de testare situat pe Pământ. Fie vectorul rază îndreptat de la corpul de testare către Lună și fie lungimea acestui vector. În acest caz, forța de atracție a acestui corp de către Lună va fi egală cu
unde este constanta gravitațională selenometrică. Să plasăm corpul testului în punctul . Forța de atracție a unui corp de testare plasat în centrul de masă al Pământului va fi egală cu
Aici, și se referă la vectorul rază care conectează centrele de masă ale Pământului și ale Lunii și valorile lor absolute. Vom numi forța de maree diferența dintre aceste două forțe gravitaționale
În formulele (1) și (2), Luna este considerată o minge cu o distribuție a masei simetrică sferic. Funcția de forță de atracție a unui corp de testare de către Lună nu este diferită de funcția de forță de atracție a unei mingi și este egală cu A doua forță este aplicată centrului de masă al Pământului și este o valoare strict constantă. Pentru a obține funcția forță pentru această forță, introducem un sistem de coordonate de timp. Să desenăm axa din centrul Pământului și să o direcționăm către Lună. Direcțiile celorlalte două axe vor fi lăsate arbitrare. Atunci funcția de forță a forței va fi egală cu . Potențialul mareelor va fi egală cu diferența dintre aceste două funcții de forță. Să o notăm, obținem. Constanta este determinată din condiția de normalizare, conform căreia potențialul de maree în centrul Pământului egal cu zero. În centrul Pământului, rezultă că . În consecință, obținem formula finală pentru potențialul mareelor în forma (4)
Deoarece
Pentru valori mici ale , , ultima expresie poate fi reprezentată în forma următoare
Înlocuind (5) în (4), obținem
Deformarea suprafeței planetei sub influența mareelor
Influența perturbatoare a potențialului mareelor deformează suprafața nivelată a planetei. Să evaluăm acest impact, presupunând că Pământul este o minge cu o distribuție de masă simetrică sferic. Potențialul gravitațional neperturbat al Pământului la suprafață va fi egal cu . Pentru punct. , situat la o distanţă de centrul sferei, potenţialul gravitaţional al Pământului este egal cu . Reducând cu constanta gravitațională, obținem . Aici cantități variabile sunt și . Să notăm raportul dintre masele corpului gravitator și masa planetei Literă greacăși rezolvați expresia rezultată pentru:
Întrucât cu același grad de precizie obținem
Având în vedere micimea raportului, ultimele expresii pot fi scrise astfel
Am obținut astfel ecuația unui elipsoid biaxial, a cărui axă de rotație coincide cu axa, adică cu linia dreaptă care leagă corpul gravitator de centrul Pământului. Semiaxele acestui elipsoid sunt evident egale
La final, oferim o mică ilustrare numerică a acestui efect. Să calculăm cocoașa de maree pe Pământ cauzată de atracția Lunii. Raza Pământului este egală cu km, distanța dintre centrele Pământului și Lunii, ținând cont de instabilitatea orbitei lunii, este de km, raportul dintre masa Pământului și masa Lunii este de 81:1. Evident, la înlocuirea în formulă, obținem o valoare aproximativ egală cu 36 cm.
Vezi si
Note
Literatură
- Frisch S. A. și Timoreva A. V. Bine fizica generala, Manual pentru facultățile de fizică-matematică și fizică-tehnică ale universităților de stat, Volumul I. M.: GITTL, 1957
- Shchuleykin V.V. Fizica mării. M.: Editura „Știință”, Departamentul de Științe ale Pământului al Academiei de Științe a URSS 1967
- Voight S.S. Ce sunt mareele? Colegiul editorial al literaturii științifice populare al Academiei de Științe a URSS
Legături
- WXTide32 este un program gratuit pentru tabelul mareelor
| Luna | ||
|---|---|---|
| Particularități |  |
|
