Zašto nastaju plime i oseke? Kako Mjesec uzrokuje plimu i oseku u morima i oceanima Zemlje

Utjecaj Mjeseca na zemaljski svijet postoji, ali nije izražen. Gotovo ga je nemoguće vidjeti. Jedini fenomen koji vidljivo pokazuje učinak Mjesečeve gravitacije je učinak Mjeseca na plimu i oseku. Naši davni preci povezivali su ih s Mjesecom. I bili su apsolutno u pravu.

Kako mjesec utječe na plimu i oseku

Plima i oseka su na nekim mjestima toliko jake da se voda povlači stotinama metara od obale, otkrivajući dno, gdje su narodi koji žive na obali sakupljali plodove mora. Ali s neumoljivom preciznošću, voda koja se povlači s obale ponovno se kotrlja. Ako ne znate koliko se često pojavljuju plime i oseke, možete biti daleko od obale i čak umrijeti pod nadirućom vodenom masom. Obalni narodi savršeno su poznavali raspored dolaska i odlaska voda.

Ovaj fenomen se javlja dva puta dnevno. Štoviše, oseke i tokovi postoje ne samo u morima i oceanima. Svi izvori vode su pod utjecajem Mjeseca. Ali daleko od mora, to je gotovo neprimjetno: ponekad voda malo poraste, a zatim malo opadne.

Utjecaj mjeseca na tekućine

Fluid je jedini prirodni element koji se kreće iza Mjeseca, stvarajući oscilacije. Kamen ili kuća ne mogu biti privučeni Mjesecu jer imaju čvrstu strukturu. Savitljiva i plastična voda jasno pokazuje učinak Mjesečeve mase.

Što se događa za vrijeme oseke ili oseke? Kako mjesec podiže vodu? Mjesec najjače utječe na vode mora i oceana s one strane Zemlje, koja je u ovaj trenutak upućeno izravno njoj.

Ako pogledate Zemlju u ovom trenutku, možete vidjeti kako Mjesec privlači vode oceana prema sebi, podiže ih, a vodeni stup nabubri, formirajući "grbu", odnosno pojavljuju se dvije "grbe" - visoke sa strane gdje se nalazi Mjesec, a manje izražen na suprotnoj strani.

"Grbe" precizno prate kretanje Mjeseca oko Zemlje. Budući da je svjetski ocean jedinstvena cjelina i vode u njemu komuniciraju, grbe se kreću od obale, zatim do obale. Budući da Mjesec dva puta prolazi kroz točke koje se nalaze na udaljenosti od 180 stupnjeva jedna od druge, promatramo dvije plime i dvije oseke.

Plima i oseka prema mjenama mjeseca

• Najveće oseke i oseke javljaju se na obalama oceana. U našoj zemlji - na obalama Arktičkog i Tihog oceana.
• Manje značajne plime i oseke karakteristične su za unutarnja mora.
• Još slabije se ovaj fenomen opaža u jezerima ili rijekama.
• Ali čak i na obalama oceana, plime su jače u jedno doba godine, a slabije u drugo. To je već povezano s udaljenošću Mjeseca od Zemlje.
• Što je Mjesec bliže površini našeg planeta, to će oseke i oseke biti jače. Što dalje - to je, naravno, slabije.

Na vodene mase ne utječe samo Mjesec, već i Sunce. Samo je udaljenost od Zemlje do Sunca mnogo veća, pa ne primjećujemo njegovu gravitacijsku aktivnost. Ali odavno je poznato da plime ponekad postanu vrlo jake. To se događa kad god je mlad ili pun mjesec.

Ovdje dolazi do izražaja snaga Sunca. U ovom trenutku sve tri planete - Mjesec, Zemlja i Sunce - poredane su u ravnu liniju. Na Zemlji već djeluju dvije privlačne sile - i Mjesec i Sunce.

Naravno, visina porasta i pada vode se povećava. Najjači će biti zajednički utjecaj Mjeseca i Sunca, kada su oba planeta na istoj strani Zemlje, odnosno kada je Mjesec između Zemlje i Sunca. I više vode će se podići sa strane Zemlje okrenute prema Mjesecu.

Ovo nevjerojatno svojstvo Mjeseca ljudi koriste za dobivanje besplatne energije. Na obalama mora i oceana sada se grade plimne hidroelektrane koje proizvode električnu energiju zahvaljujući "radu" Mjeseca. Hidroelektrane na plimu i oseku smatraju se ekološki najprihvatljivijim. Djeluju u skladu s prirodnim ritmovima i ne zagađuju okoliš.

Oseka i protok
periodične fluktuacije razine vode (usponi i padovi) u vodenim područjima na Zemlji, koje su posljedica gravitacijskog privlačenja Mjeseca i Sunca, koji djeluju na rotirajuću Zemlju. Sve velike vodene površine, uključujući oceane, mora i jezera, u određenoj su mjeri podložne plimama, iako su one male na jezerima. Najviša razina vode opažena u jednom danu ili pola dana za vrijeme plime naziva se visoka voda, najniža razina za vrijeme oseke naziva se niska voda, a trenutak kada se dosegnu te granične oznake naziva se stajanje (ili faza), odnosno visoka plima ili oseka. Srednja razina mora je uvjetna vrijednost, iznad koje se oznake razine nalaze tijekom plime, a ispod - tijekom niske oseke. Ovo je rezultat usrednjavanja velikih nizova hitnih opažanja. Prosječna visina visoka plima (ili oseka) - prosječna vrijednost izračunata iz velikog niza podataka o razinama visoke ili niske vode. Obje ove srednje razine povezane su s lokalnim dionicama. Vertikalna kolebanja razine vode tijekom plime i oseke povezana su s horizontalnim pomicanjem vodenih masa u odnosu na obalu. Ti su procesi komplicirani valovima vjetra, otjecanjem rijeka i drugim čimbenicima. Horizontalna kretanja vodenih masa u obalnom pojasu nazivaju se plimna (ili plimna) strujanja, dok se vertikalna kolebanja razine vode nazivaju oseke i oseke. Sve pojave povezane s osekama i osekama karakteriziraju periodičnost. Plimne struje povremeno mijenjaju smjer, dok su oceanske struje, koje se kreću kontinuirano i jednosmjerno, uzrokovane općom cirkulacijom atmosfere i pokrivaju velika prostranstva otvorenog oceana (vidi također OCEAN). U prijelaznim intervalima od plime do oseke i obrnuto, teško je utvrditi trend plimne struje. U to vrijeme (koje se ne podudara uvijek s plimom ili osekom) kaže se da voda "stagnira". Plima i oseka ciklički se izmjenjuju u skladu s promjenjivim astronomskim, hidrološkim i meteorološkim uvjetima. Slijed plimnih faza određen je s dva maksimuma i dva minimuma u dnevnom hodu.
Objašnjenje nastanka plimnih sila. Iako Sunce ima značajnu ulogu u plimnim procesima, odlučujući faktor u njihovom razvoju je sila gravitacijske privlačnosti Mjeseca. Stupanj utjecaja plimnih sila na svaku česticu vode, bez obzira na njezin položaj na zemljinoj površini, određen je zakonom gravitacija Newton. Ovaj zakon kaže da se dvije materijalne čestice privlače jedna drugoj silom koja je izravno proporcionalna umnošku masa obiju čestica i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih. To implicira da što je veća masa tijela, to je veća sila međusobnog privlačenja među njima (s istom gustoćom, manje tijelo će stvarati manje privlačenja od većeg). Zakon također znači da što je veća udaljenost između dva tijela, manje je privlačnost između njih. Budući da je ta sila obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između dva tijela, faktor udaljenosti ima mnogo veću ulogu u određivanju veličine plimne sile od mase tijela. Gravitacijska privlačnost Zemlje, koja djeluje na Mjesec i drži ga u orbiti bliskoj Zemlji, suprotna je sili privlačenja Zemlje od strane Mjeseca, koji nastoji pomaknuti Zemlju prema Mjesecu i "podići" sve objekte na njemu. Zemlje u smjeru Mjeseca. Točka na zemljinoj površini, koja se nalazi neposredno ispod Mjeseca, udaljena je od središta Zemlje samo 6.400 km, a od središta Mjeseca u prosjeku 386.063 km. Osim toga, masa Zemlje je otprilike 89 puta veća od mase Mjeseca. Dakle, u ovoj točki na zemljinoj površini, privlačnost Zemlje, koja djeluje na bilo koji objekt, je otprilike 300 tisuća puta veća od privlačnosti Mjeseca. Uobičajeno je mišljenje da se voda na Zemlji, izravno ispod Mjeseca, diže u smjeru Mjeseca, uzrokujući da voda otječe s drugih mjesta na Zemljinoj površini, međutim, budući da je Mjesečevo privlačenje tako malo u usporedbi sa Zemljinim, ne bi bilo dovoljno za podizanje tolike težine. Međutim, oceani, mora i velika jezera na Zemlji, kao velika tekuća tijela, mogu se slobodno kretati pod silom bočnog pomaka, a svaka mala tendencija horizontalnog smicanja pokreće ih. Sve vode koje nisu neposredno ispod Mjeseca podložne su djelovanju komponente Mjesečeve gravitacijske sile usmjerene tangencijalno (tangencijalno) na zemljinu površinu, kao i njezine komponente usmjerene prema van, te su podložne horizontalnom pomaku u odnosu na čvrsto tijelo. Zemljina kora. Kao rezultat toga, dolazi do toka vode iz susjednih područja zemljine površine prema mjestu ispod Mjeseca. Rezultirajuća akumulacija vode na točki ispod Mjeseca tamo tvori plimu. Stvarni plimni val na otvorenom oceanu ima visinu od samo 30-60 cm, ali se značajno povećava kada se približava obalama kontinenata ili otoka. Uslijed kretanja vode iz susjednih područja prema točki ispod Mjeseca, odgovarajući izljevi vode javljaju se na dvije druge točke udaljene od njega na udaljenosti jednakoj četvrtini opsega Zemlje. Zanimljivo je primijetiti da snižavanje razine oceana na ove dvije točke prati porast razine mora ne samo na strani Zemlje okrenutoj prema Mjesecu, već i na suprotnoj strani. Tu činjenicu također objašnjava Newtonov zakon. Dva ili više objekata koji se nalaze na različite udaljenosti iz istog izvora gravitacije i, prema tome, podvrgnuti gravitacijskom ubrzanju različitih magnituda, kreću se relativno jedno prema drugome, budući da ga objekt najbliži težištu najjače privlači. Voda u sublunarnoj točki doživljava više snažna privlačnost Mjesecu nego Zemlji ispod njega, ali Zemlju pak snažnije privlači Mjesec nego voda, na suprotnoj strani planeta. Tako nastaje plimni val koji se na strani Zemlje okrenutoj prema Mjesecu naziva izravnim, a na suprotnoj strani obrnutim. Prvi od njih je samo 5% veći od drugog. Zbog rotacije Mjeseca u njegovoj orbiti oko Zemlje, između dvije uzastopne plime ili dvije oseke na određenom mjestu prođe otprilike 12 sati i 25 minuta. Razmak između vrhunaca uzastopnih plime i oseke je cca. 6 h 12 min. Razdoblje od 24 sata i 50 minuta između dvije uzastopne visoke plime naziva se plimni (ili lunarni) dan.
Nejednakosti plime i oseke. Procesi plime i oseke vrlo su složeni pa se za njihovo razumijevanje moraju uzeti u obzir mnogi čimbenici. U svakom slučaju, glavna obilježja bit će određena: 1) stupnjem razvoja plime u odnosu na prolazak Mjeseca; 2) amplituda plime i 3) vrsta fluktuacije plime ili oseke ili oblik krivulje razine vode. Brojne varijacije u smjeru i veličini plimnih sila dovode do razlika u veličini jutarnje i večernje plime u određenoj luci, kao i između istih plime u različitim lukama. Te se razlike nazivaju nejednakosti plime i oseke.
polutrajni učinak. Obično se tijekom dana, zbog glavne plimne sile – rotacije Zemlje oko svoje osi – formiraju dva potpuna plimna ciklusa. Gledano sa sjevernog pola ekliptike, vidljivo je da se Mjesec okreće oko Zemlje u istom smjeru u kojem se Zemlja okreće oko svoje osi – suprotno od kazaljke na satu. Sa svakim sljedećim okretom dana točka Zemljina površina ponovno zauzima položaj izravno ispod Mjeseca nešto kasnije nego tijekom prethodne revolucije. Iz tog razloga, i plime i oseke svaki dan kasne oko 50 minuta. Ta se vrijednost naziva lunarno kašnjenje.
Polumjesečna nejednakost. Ovu glavnu vrstu varijacija karakterizira periodičnost od otprilike 143/4 dana, što je povezano s rotacijom Mjeseca oko Zemlje i prolaskom uzastopnih faza, posebice sizigija (mladi Mjesec i puni Mjesec), tj. trenutke kada su sunce, zemlja i mjesec u pravoj liniji. Do sada smo se bavili samo plimnim djelovanjem Mjeseca. Sunčevo gravitacijsko polje također djeluje na plimu i oseku, ali iako je Sunčeva masa puno veća od Mjesečeve, udaljenost od Zemlje do Sunca toliko je veća od udaljenosti do Mjeseca da je Sunčeva plimna sila manja od polovine od Mjeseca. Međutim, kada su Sunce i Mjesec na istoj ravnoj liniji, i na istoj strani Zemlje, i na različitim stranama (za mladog ili punog mjeseca), njihove privlačne sile se zbrajaju, djelujući duž jedne osi, a solarna plima se superponira na mjesečevu plimu. Slično tome, privlačnost Sunca povećava oseku uzrokovanu utjecajem Mjeseca. Kao rezultat toga, plime su veće, a plime niže nego da su uzrokovane samo privlačenjem Mjeseca. Takve plime nazivamo proljetne plime. Kada su vektori privlačnih sila Sunca i Mjeseca međusobno okomiti (tijekom kvadratura, tj. kada je Mjesec u prvoj ili posljednjoj četvrti), njihove plimne sile se suprotstavljaju, jer se plima uzrokovana privlačenjem Sunca superponira na oseku. uzrokovane Mjesecom. U takvim uvjetima plime i oseke nisu tako visoke, a ni plime nisu tako niske, kao da su posljedica samo Mjesečeve gravitacijske sile. Takve međuplime nazivaju se kvadrature. Raspon visokih i niskih vodostaja u ovom slučaju smanjen je približno tri puta u odnosu na proljetnu plimu. U Atlantskom oceanu, i proljetne plime i kvadratne plime obično kasne jedan dan u usporedbi s odgovarajućom fazom Mjeseca. U Tihom oceanu takvo kašnjenje iznosi samo 5 sati.U lukama New Yorka i San Francisca te u Meksičkom zaljevu proljetne plime su 40% veće od kvadratnih.
Nejednakost lunarne paralakse. Razdoblje kolebanja visine plime i oseke, koje nastaje zbog Mjesečeve paralakse, iznosi 271/2 dana. Razlog za ovu nejednakost je promjena udaljenosti Mjeseca od Zemlje tijekom rotacije potonjeg. Zbog eliptičnog oblika Mjesečeve orbite, Mjesečeva plimna sila je 40% veća u perigeju nego u apogeju. Ovaj izračun vrijedi za luku New York, gdje je učinak mjeseca u apogeju ili perigeju obično odgođen za oko 11/2 dana od odgovarajuće mjesečeve faze. Za luku San Francisco razlika u visini plime zbog toga što je Mjesec u perigeju ili apogeju iznosi samo 32%, a one prate odgovarajuće mjesečeve mijene sa zakašnjenjem od dva dana.
dnevna nejednakost. Period ove nejednakosti je 24 sata 50 minuta. Razlozi njegovog nastanka su rotacija Zemlje oko svoje osi i promjena deklinacije Mjeseca. Kada je Mjesec blizu nebeskog ekvatora, dvije plime u određenom danu (kao i dvije oseke) malo se razlikuju, a visine jutarnje i večernje visoke i niske vode su vrlo blizu. Međutim, kako se Mjesečeva sjeverna ili južna deklinacija povećava, jutarnja i večernja plima iste vrste razlikuju se po visini, a kada Mjesec dosegne svoju najveću sjevernu ili južnu deklinaciju, ta je razlika najveća. Poznate su i tropske plime, nazvane tako jer je Mjesec gotovo iznad sjevernih ili južnih tropa. Dnevna nejednakost ne utječe značajno na visinu dviju uzastopnih oseka u Atlantskom oceanu, a čak je i njezin učinak na visinu plime malen u usporedbi s ukupnom amplitudom oscilacija. Međutim, u Tihom oceanu dnevna nepravilnost se očituje u razinama oseke tri puta više nego u razinama plime.
Polugodišnja nejednakost. Njegov uzrok je revolucija Zemlje oko Sunca i odgovarajuća promjena deklinacije Sunca. Dva puta godišnje, nekoliko dana za vrijeme ekvinocija, Sunce se nalazi u blizini nebeskog ekvatora, tj. deklinacija mu je blizu 0°. Mjesec se također nalazi blizu nebeskog ekvatora otprilike tijekom dana svakih petnaest dana. Dakle, tijekom ekvinocija postoje razdoblja kada su deklinacije i Sunca i Mjeseca približno 0°. Ukupni učinak privlačenja ova dva tijela na stvaranje plime u takvim je trenucima najuočljiviji u područjima koja se nalaze u blizini zemljinog ekvatora. Ako je u isto vrijeme Mjesec u fazi mladog ili punog Mjeseca, tzv. ekvinocijske proljetne plime.
Nejednakost solarne paralakse. Razdoblje ispoljavanja ove nejednakosti je jedna godina. Njegov uzrok je promjena udaljenosti od Zemlje do Sunca u procesu Zemljine orbite. Jednom za svaku revoluciju oko Zemlje, Mjesec je na najkraćoj udaljenosti od nje u perigeju. Jednom godišnje, oko 2. siječnja, Zemlja, krećući se po svojoj orbiti, dolazi i do točke najbližeg približavanja Suncu (perihel). Kada se ta dva trenutka najbližeg približavanja poklope, uzrokujući najveću neto plimnu silu, može se očekivati ​​više. visoke razine plime i oseke. Slično, ako se prolaz afela podudara s apogejem, javljaju se manje plime i pliće oseke.
Metode opažanja i predviđanja visine plime i oseke. Razina plime se mjeri pomoću uređaja različite vrste. Podnožje je obična tračnica s nanesenom ljestvicom u centimetrima, okomito pričvršćena na stup ili potporu uronjenu u vodu tako da je nulta oznaka ispod najniže razine oseke. Promjene razine očitavaju se izravno s ove ljestvice.
Plutajuće stablo. Ove stope se koriste tamo gdje stalno oticanje ili oticanje otežava određivanje razine na fiksnoj ljestvici. Unutar zaštitnog bunara (šuplje komore ili cijevi) okomito montiranog na morsko dno, postavlja se plovak koji je spojen na pokazivač učvršćen na fiksnoj skali ili olovku za snimanje karte. Voda ulazi u bunar kroz malu rupu koja se nalazi znatno ispod minimalne razine mora. Njegove plimne promjene prenose se preko plovka na mjerne instrumente.
Hidrostatski rekorder razine mora. Na određenoj dubini postavlja se blok gumenih vreća. Kako se visina plime (sloja vode) mijenja, mijenja se hidrostatski tlak, koji je fiksan mjerni instrumenti. Uređaji za automatsko bilježenje (mjerači plime) također se mogu koristiti za dobivanje kontinuiranog zapisa fluktuacija plime i oseke u bilo kojoj točki.
Tablice plime i oseke. Pri sastavljanju tablica plime i oseke koriste se dvije glavne metode: harmonijska i neharmonijska. Neharmonijska metoda u potpunosti se temelji na rezultatima promatranja. Osim toga, uključene su karakteristike lučkih akvatorija i neki osnovni astronomski podaci (satni kut Mjeseca, vrijeme prolaska kroz nebeski meridijan, faze, deklinacije i paralaksa). Nakon korekcije ovih faktora, izračun trenutka pojave i razine plime za bilo koju luku je čisto matematički postupak. Harmonijska metoda je dijelom analitička, a dijelom se temelji na opažanjima visine plime tijekom najmanje jednog lunarnog mjeseca. Da bi se potvrdila ova vrsta prognoze za svaku luku, potrebni su dugi nizovi promatranja, budući da distorzije nastaju zbog fizičkih pojava kao što su inercija i trenje, kao i složene konfiguracije obala akvatorija i značajki topografije dna. . Budući da su plimni procesi inherentno periodični, na njih se primjenjuje harmonijska analiza. Promatrana plima se smatra rezultatom zbrajanja niza jednostavnih komponenti plimnih valova, od kojih je svaka uzrokovana jednom od sila koje stvaraju plimu ili jednim od čimbenika. Za cjelovito rješenje koristi se 37 takvih jednostavnih izraza, iako u nekim slučajevima dodatne komponente izvan 20 glavnih su zanemarivi. Istovremena supstitucija 37 konstanti u jednadžbu i njeno stvarno rješavanje provodi se na računalu.
Plima i oseka na rijekama i strujama. Međudjelovanje plime i riječnih struja jasno je vidljivo tamo gdje se velike rijeke ulijevaju u ocean. Visina plime u zaljevima, estuarijima i estuarijima može se značajno povećati kao rezultat povećanja otjecanja u rubnim potocima, osobito tijekom poplava. U isto vrijeme, oceanske plime prodiru daleko uz rijeke u obliku plimnih struja. Na primjer, na rijeci Hudson, plimni val dolazi na udaljenosti od 210 km od ušća. Plimne struje obično se šire uzvodno do teških slapova ili brzaca. Za vrijeme plime strujanje rijeka je brže nego za vrijeme oseke. Maksimalne brzine plimnih struja dosežu 22 km/h.
Bor. Kad plima pokrene vodu velika nadmorska visina, ograničen u svom kretanju uskim kanalom, formira se prilično strm val, koji se kreće uzvodno u jednoj fronti. Taj se fenomen naziva plimni val ili bušotina. Takvi se valovi uočavaju na rijekama mnogo višim od ušća, gdje kombinacija trenja i toka rijeke u najvećoj mjeri ometa širenje plime. Formiranje bora poznato je u zaljevu Fundy u Kanadi. U blizini Monctona (prov. New Brunswick), rijeka Ptikodiak utječe u zaljev Fundy, tvoreći rubni tok. U niskoj vodi širina mu je 150 m, a prelazi preko pojasa za isušivanje. Za vrijeme plime, vodeni zid dugačak 750 m i visok 60-90 cm juri uz rijeku u siktavom i kipućem vihoru. Najveća poznata borova šuma s visinom od 4,5 m formirana je na rijeci Fuchunjiang, koja utječe u zaljev Hangzhou. Vidi također BOR. Preokrenuti vodopad (obrnuti smjer) još je jedan fenomen povezan s plimom i osekom na rijekama. Tipičan primjer- vodopad na rijeci St. John (prov. New Brunswick, Kanada). Ovdje, duž uskog klanca, voda za vrijeme plime prodire u kotlinu koja se nalazi iznad razine niske vode, ali nešto ispod razine visoke vode u istom klancu. Tako nastaje barijera, protječući kroz koju voda tvori vodopad. Za vrijeme oseke, tok vode juri nizvodno kroz suženi prolaz i, prevladavajući podvodnu izbočinu, oblikuje običan vodopad. Za vrijeme plime, strmi val koji je probio klanac pada poput vodopada u gornji bazen. Obratna struja se nastavlja sve dok razine vode s obje strane praga ne budu jednake i plima ne počne opadati. Zatim se slap ponovno obnavlja, okrenut nizvodno. Prosječna razlika vodostaja u klancu je cca. 2,7 m, međutim, pri najvišim plimama, visina izravnog vodopada može premašiti 4,8 m, a obrnutog - 3,7 m.
Najveće amplitude plime i oseke. Najveću plimu na svijetu stvaraju jake struje u zaljevu Minas u zaljevu Fundy. Ovdje su fluktuacije plime i oseke karakterizirane normalnim tijekom s poludnevnim razdobljem. Razina vode za vrijeme plime često poraste za više od 12 m u šest sati, a zatim padne za isti iznos tijekom sljedećih šest sati. Kada se u jednom danu dogodi djelovanje proljetne plime, položaj Mjeseca u perigeju i maksimalna deklinacija Mjeseca, razina plime može doseći 15 m. vrh zaljeva.
vjetar i vrijeme. Vjetar ima značajan utjecaj na pojave plime i oseke. Vjetar s mora tjera vodu prema obali, visina plime raste iznad normale, a za vrijeme oseke vodostaj također premašuje prosjek. Naprotiv, kad vjetar puše s kopna, voda se tjera s obale, a razina mora opada. Povećanjem atmosferski pritisak nad golemim područjem vode dolazi do smanjenja razine vode, jer se dodaje težina atmosfere. Kada se atmosferski tlak poveća za 25 mm Hg. Čl., razina vode pada za oko 33 cm. Smanjenje atmosferskog tlaka uzrokuje odgovarajuće povećanje razine vode. Stoga nagli pad atmosferskog tlaka, u kombinaciji s orkanskim vjetrovima, može izazvati osjetan porast razine vode. Takvi valovi, iako se nazivaju plimni valovi, zapravo nisu povezani s utjecajem plimnih sila i nemaju periodičnost karakterističnu za plimne pojave. Nastanak spomenutih valova može se povezati ili s orkanskim vjetrovima ili s podvodnim potresima (u potonjem slučaju nazivaju se seizmičkim morski valovi ili tsunami).
Korištenje energije plime i oseke. Razvijene su četiri metode za iskorištavanje energije plime i oseke, ali najpraktičnija od njih je stvaranje sustava plimnih bazena. Istodobno, fluktuacije razine vode povezane s pojavama plime i oseke koriste se u sustavu prevodnice na način da se konstantno održava razlika u razini, što omogućuje dobivanje energije. Snaga plimnih elektrana izravno ovisi o površini bazena zamke i potencijalnoj razlici razine. Potonji faktor je pak funkcija amplitude fluktuacija plime i oseke. Ostvariva razlika u razini daleko je najvažnija za proizvodnju električne energije, iako cijena postrojenja ovisi o veličini bazena. Trenutno velike plimne elektrane rade u Rusiji na poluotoku Kola iu Primorju, u Francuskoj u ušću rijeke Rance, u Kini u blizini Šangaja, kao iu drugim regijama svijeta.
KNJIŽEVNOST
Shuleikin V.V. Fizika mora. M., 1968 Harvey J. Atmosfera i ocean. M., 1982 Drake C., Imbri J., Knaus J., Turekian K. Sam ocean i za nas. M., 1982

Collier Encyclopedia. - Otvoreno društvo. 2000 .

Mjesečeve mijene su različite i nisu baš toliko povezane. Plima i oseka je pojava dnevne periodičnosti. Mjesečeve mijene su pojava s učestalošću od 29,5 dana po lunarnom mjesecu.

Mjesečeve mijene predstavljaju način na koji Zemlja baca sjenu osvijetljenu Suncem na Mjesec. Mjesec se okreće oko zemlje, mijenja se položaj mjeseca, zemlje i sunca, a mijenja se i sjena na mjesecu od zemlje.

Zamislite dvije lopte. Povezani su šipkom. Velika lopta rotira oko svoje osi. A ona mala kuglica koja je na drugom kraju šipke vrti se oko velike lopte. Šipka je slika privlačne sile između Zemlje i Mjeseca. Na mjestu gdje je štap fiksiran dobivaju se plimni poremećaji.

Da se Zemlja NE okreće oko svoje osi, tada bi plima pratila površinu Zemlje iza Mjeseca koji se okreće oko Zemlje s periodom od ~ 27 dana (zašto ne 29,5 je posebno pitanje - guglaj razliku između sideralnog i sinodički mjeseci).

Ali imamo i rotaciju Zemlje oko svoje osi.

Odnosno vraćanje na sliku klipnjače. U slučaju Zemlje i Mjeseca štap je kruto fiksiran na Mjesecu, odnosno Mjesec je jednom stranom okrenut prema Zemlji (samo se malo "njiše"), ali na Zemlji štap nije fiksiran, već ali se kreće po površini. Zemlja se okreće oko svoje osi s periodom od 24 sata.

Oni. plimna grba više ne traje s periodom od ~27 dana, već s periodom od 24 sata.

Ali treba to razjasniti. Zapravo, oseke i oseke, samo zbog jednostavnosti, objašnjene su samo Mjesecom, ali zapravo:

Također, jedan od razloga za pojavu plime i oseke je dnevna (pravilna) rotacija Zemlje. Mase vode u oceanima, koje imaju oblik elipsoida, čija se glavna os ne poklapa s osi rotacije Zemlje, sudjeluju u njezinoj rotaciji oko ove osi. To dovodi do činjenice da u referentnom okviru povezanom sa zemljinom površinom ocean teče međusobno suprotne strane globusa, dva vala, koji na svakoj točki oceanske obale dovode do povremenih, dva puta dnevno, ponavljajućih pojava oseke, koje se izmjenjuju s osekom.

Najzanimljivije, obratite pažnju (zadnja rečenica), na jednoj hemisferi je plima i na suprotnoj je također plima. Oni. vodena ljuska je poput elipsoida, a ne poput kruške.

S vremenom smo formirali dvostruko pitanje iu njemu možete dodatno pročitati kako se umjesto kruške dobiva elipsoid. Pogledajte komentare na odgovor.

Također je važno reći o utjecaju sunca na plimu i oseku na primjeru sizigije i kvadraturne plime. Ponekad se sunce, mjesec i zemlja poredaju (zemlja<--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

Odgovor

Komentar

© Vladimir Kalanov,
"Znanje je moć".

Fenomen plime i oseke na moru uočen je od davnina. Herodot je pisao o plimi i oseci još u 5. stoljeću pr. Dugo vremena ljudi nisu mogli razumjeti prirodu plime i oseke. Iznesene su razne fantastične pretpostavke, poput one da Zemlja diše. Čak je i slavni znanstvenik (1571-1630), koji je otkrio zakone planetarnog gibanja, smatrao oseku i oseku rezultatom ... daha planete Zemlje.

Francuski matematičar i filozof (1596.-1650.) prvi je među europskim znanstvenicima ukazao na povezanost plime i oseke, ali nije razumio o čemu se radi. Stoga je dao takvo objašnjenje fenomena plime, koje je daleko od istine: Mjesec, rotirajući oko Zemlje, pritišće vodu, uzrokujući njen pad.

Postupno su znanstvenici shvatili ovaj, treba reći, težak problem, te se pokazalo da su plime i oseke posljedica utjecaja gravitacijskih sila Mjeseca i (u manjoj mjeri) Sunca na površinu oceana. .

U oceanologiji je dana sljedeća definicija: ritmički porast i pad vode, kao i struje koje ih prate, nazivaju se oseke i oseke.

Plima i oseka javljaju se ne samo u oceanu, već iu atmosferi i zemljinoj kori. Uzdizanja zemljine kore su vrlo mala, pa se mogu odrediti samo posebnim instrumentima. Druga stvar je vodena površina. Čestice vode se gibaju i, dobivajući ubrzanje sa strane Mjeseca, približavaju mu se neusporedivo više nego Zemljinom svodu. Stoga, na strani koja je okrenuta prema Mjesecu, voda se diže, tvoreći zavoj, neku vrstu vodenog humka na površini oceana. Budući da se Zemlja okreće oko svoje osi, ovaj vodeni brežuljak kreće se duž površine oceana prateći je.

Teoretski, čak i udaljene zvijezde sudjeluju u formiranju plime i oseke. Ali to ostaje čisto teoretska poruka, budući da je utjecaj zvijezda zanemariv i može se zanemariti. Točnije, čak ga je nemoguće zanemariti, jer nema se što zanemariti. Utjecaj Sunca na površinu oceana zbog velike udaljenosti zvijezde je 3-4 puta slabiji od utjecaja Mjeseca. Snažne lunarne plime prikrivaju privlačnost Sunca i stoga se solarne plime kao takve ne promatraju.

Krajnji položaj razine vode na kraju plime naziva se puna voda, a na kraju oseke - niska voda.

Dvije fotografije snimljene s iste točke u trenucima plime i oseke,
dati ideju o fluktuacijama razine plime i oseke.

Ako počnemo promatrati plimu u trenutku pune vode, vidjet ćemo da će nakon 6 sati doći do najnižeg stanja vode. Nakon toga ponovno će početi plima, koja će također trajati 6 sati prije nego što dosegne najvišu razinu. Sljedeća visoka plima doći će za 24 sata nakon početka našeg promatranja.

Ali to će se dogoditi samo u slučaju idealnih, teoretskih uvjeta. U stvarnosti, tijekom dana postoji jedna puna i jedna niska voda – i tada se plima naziva dnevnom. I može imati vremena da se dogodi u dva plimna ciklusa. U ovom slučaju govorimo o poludnevnoj plimi.

Razdoblje dnevne plime ne traje 24 sata, već 50 minuta duže. Sukladno tome, poludnevna plima traje 12 sati i 25 minuta.

U Svjetskom oceanu pretežno se javljaju poludnevne plime i oseke. O tome govori rotacija Zemlje oko svoje osi. Plima, poput ogromnog blagog vala, čija je duljina nekoliko stotina kilometara, širi se cijelom površinom oceana. Razdoblje pojavljivanja takvog vala varira na svakom mjestu u oceanu od pola dana do jednog dana. Na temelju periodičnosti nastupa plime i oseke razlikuju se na dnevne i poludnevne.

Tijekom pune rotacije Zemlje oko svoje osi, Mjesec se pomakne oko neba za oko 13 stupnjeva. Da bi "sustigao" Mjesec, plimnom valu je potrebno samo 50 minuta. To znači da se vrijeme dolaska visoke vode na isto mjesto u oceanu stalno pomiče u odnosu na doba dana. Dakle, ako je danas voda bila puna u podne, onda će sutra biti u 12.50, a prekosutra u 13.40.

Na otvorenom oceanu, gdje plimni val ne nailazi na otpor kontinenata, otoka, neravnog dna i obale, uglavnom postoje redovite poludnevne plime. Plimni valovi na otvorenom oceanu su nevidljivi, gdje njihova visina ne prelazi jedan metar.

U punoj snazi, plima se manifestira na otvorenoj obali oceana, gdje se desecima i stotinama milja ne vide ni otoci ni oštri zavoji obale.

Kada se Sunce i Mjesec nalaze na istoj liniji s jedne strane Zemlje, čini se da se sila privlačenja obaju svjetiljki zbraja. To se događa dva puta tijekom lunarnog mjeseca - na mladi ili puni mjesec. Ovakav položaj svjetiljki naziva se sizigija, a plima koja dolazi ovih dana naziva se. Proljetne plime su najviše i najjače plime. Nasuprot tome, najniže plime nazivaju se.

Treba napomenuti da razina proljetnih morskih mijena na istom mjestu nije uvijek ista. Razlog je isti: kretanje Mjeseca oko - Zemlje i Zemlje - oko Sunca. Ne zaboravimo da Mjesečeva orbita oko Zemlje nije krug, već elipsa, što stvara prilično primjetnu razliku između perigeja i apogeja Mjeseca - 42 tisuće km. Ako je tijekom sizigije Mjesec u perigeju, odnosno na najmanjoj udaljenosti od Zemlje, to će uzrokovati visoki plimni val. Pa, ako je tijekom istog razdoblja Zemlja, krećući se duž svoje eliptičke orbite oko Sunca, na najmanjoj udaljenosti od njega (a povremeno se događaju slučajnosti), tada će oseke i tokovi doseći maksimalnu vrijednost.

Evo nekoliko primjera koji pokazuju maksimalnu visinu koju oceanske plime dosežu na određenim mjestima na kugli zemaljskoj (u metrima):

Voda tijekom plime raste različitim brzinama. Priroda plime u velikoj mjeri ovisi o kutu nagiba morskog dna. Na strmim obalama voda u početku raste sporo - 8-10 milimetara u minuti. Tada se brzina plime povećava, postajući najveća do položaja "na pola vode". Zatim usporava do položaja gornje granice plime. Dinamika oseke slična je dinamici plime. Ali plima na širokim plažama izgleda potpuno drugačije. Ovdje razina vode raste vrlo brzo i ponekad je popraćena visokim plimnim valom koji brzo juri duž plićaka. Na ovakvim plažama zjape ljubitelji kupanja, u tim se slučajevima ne može očekivati ​​ništa dobro. Morska stihija se ne zna šaliti.

U unutarnjim morima, odvojenim od ostatka oceana uskim i plitkim vijugavim tjesnacima ili skupinama malih otoka, plime dolaze s jedva primjetnim amplitudama. To vidimo na primjeru Baltičkog mora, pouzdano zatvorenog od plime i oseke plitkim danskim tjesnacima. Teoretski, visina plime u Baltičkom moru iznosi 10 centimetara. Ali te su plime i oseke nevidljive oku, skrivene su fluktuacijama razine vode od vjetra ili promjenama atmosferskog tlaka.

Poznato je da se u Sankt Peterburgu često događaju poplave, ponekad vrlo jake. Prisjetimo se kako je živo i istinito veliki ruski pjesnik A.S. Puškina. Srećom, poplave takvih razmjera u St. Petersburgu nemaju nikakve veze s plimom i osekom. Te su poplave uzrokovane ciklonskim vjetrovima koji značajno podižu razinu vode za 4-5 metara u istočnom dijelu Finskog zaljeva i Neve.

Oceanske plime još manje utječu na unutarnja mora Crno i Azovsko, kao i na Egejsko i Sredozemno more. U Azovskom moru, povezanom s Crnim morem uskim Kerčkim prolazom, amplituda plime je blizu nule. U Crnom moru fluktuacije razine vode pod utjecajem plime i oseke ne dosežu ni 10 centimetara.

Suprotno tome, u zaljevima i uskim zaljevima koji imaju slobodnu komunikaciju s oceanom, plime i oseke dostižu značajnu vrijednost. Slobodno ulazeći u zaljev, plimne mase žure naprijed i, ne nalazeći izlaz među sužavajućim obalama, dižu se i poplavljuju kopno na velikom području.

Tijekom oceanskih plima opaža se opasna pojava na ušćima nekih rijeka, tzv bor. Tok morske vode, ulazeći u riječno korito i susrećući se s riječnim tokom, stvara snažnu pjenastu osovinu, koja se poput zida uzdiže i brzo kreće protiv riječnog toka. Na svom putu bor nagriza obale i može uništiti i potopiti svaki brod ako se nalazi na plovnom putu rijeke.

Na najvećoj rijeci Južne Amerike, Amazoni, snažan plimni val visok 5-6 metara prolazi brzinom od 40-45 km / h na udaljenosti od jedne i pol tisuće kilometara od ušća.

Ponekad plimni valovi zaustave tok rijeka i čak ga okrenu u suprotnom smjeru.

Na području Rusije, mali bor se testira rijekama koje se ulijevaju u Mezenski zaljev Bijelog mora.

Kako bi se iskoristila energija plime i oseke u nekim zemljama, uključujući Rusiju, izgrađene su elektrane na plimu i oseku. Prva plimna elektrana izgrađena u zaljevu Kislogub u Bijelom moru imala je snagu od samo 800 kilovata. U budućnosti su PES dizajnirani s kapacitetom od desetaka i stotina tisuća kilovata. To znači da plime počinju raditi za dobrobit osobe.

I zadnje, ali globalno važno o plimi i oseci. Strujanja uzrokovana plimama i osekom nailaze na otpor kontinenata, otoka i morskog dna. Neki znanstvenici smatraju da se uslijed trenja vodenih masa o te prepreke usporava rotacija Zemlje oko svoje osi. Na prvi pogled ovo usporavanje je sasvim beznačajno. Proračuni su pokazali da se za cijelo vrijeme naše ere, odnosno za 2000 godina, dan na Zemlji produžio za 0,035 sekundi. Ali na čemu se temeljio izračun?

Ispostavilo se da postoje dokazi, doduše neizravni, da se rotacija našeg planeta usporava. Proučavajući izumrle koralje devonskog razdoblja, engleski znanstvenik D. Wells otkrio je da je broj dnevnih prstenova rasta 400 puta veći od godišnjih. U astronomiji je priznata teorija stabilnosti planetarnih gibanja, prema kojoj duljina godine ostaje praktički nepromijenjena.

Ispostavilo se da se u devonskom razdoblju, dakle prije 380 milijuna godina, godina sastojala od 400 dana. Dakle, dan je tada trajao 21 sat i 42 minute.

Ako D. Wells nije pogriješio pri izračunavanju dnevnih prstenova drevnih koralja i ako su ostali izračuni točni, onda sve ide do te mjere da Zemlji neće trebati ni nekih 12-13 milijardi godina. dan da po trajanju postane jednak lunarnom mjesecu. I što onda? Tada će naša Zemlja uvijek jednom stranom biti okrenuta prema Mjesecu, kao što se trenutno događa s Mjesecom u odnosu na Zemlju. Uspon vode se stabilizira na jednoj strani Zemlje, plime će prestati postojati, a solarne plime su preslabe da bi se osjetile.

Našim čitateljima pružamo priliku da samostalno procijene ovu prilično egzotičnu hipotezu.

© Vladimir Kalanov,
"Znanje je moć"

Postoji porast i pad vode. Ovo je fenomen morske oseke. Već u antici promatrači su primijetili da plima dolazi neko vrijeme nakon Mjesečeve kulminacije na mjestu promatranja. Štoviše, plime su najjače u dane mladog i punog mjeseca, kada su središta Mjeseca i Sunca približno na istoj ravnoj liniji.

S obzirom na to, I. Newton je objasnio plimu i oseku djelovanjem gravitacije s Mjeseca i Sunca, naime da različite dijelove Zemlje Mjesec privlači na različite načine.

Zemlja se okreće oko svoje osi puno brže nego što se Mjesec okreće oko Zemlje. Kao rezultat toga, plimna grba (relativni položaj Zemlje i Mjeseca prikazan je na slici 38) se pomiče, plimni val prolazi duž Zemlje i nastaju plimne struje. Pri približavanju obali visina vala se povećava kako se dno diže. U unutarnjim morima visina plimnog vala iznosi svega nekoliko centimetara, dok na otvorenom oceanu doseže oko jedan metar. U dobro smještenim uskim zaljevima visina plime se povećava nekoliko puta.

Trenje vode o dno, kao i deformacija čvrste ljuske Zemlje, praćeni su oslobađanjem topline, što dovodi do rasipanja energije sustava Zemlja-Mjesec. Budući da je izbočina plime točno prema istoku, maksimalna plima nastupa nakon Mjesečeve kulminacije, privlačnost izbočine uzrokuje ubrzanje Mjeseca i usporavanje rotacije Zemlje. Mjesec se postupno udaljava od Zemlje. Doista, geološki podaci pokazuju da su u jurskom razdoblju (prije 190-130 milijuna godina) plime i oseke bile mnogo veće, a dan kraći. Treba napomenuti da kada se udaljenost do Mjeseca smanji za faktor 2, visina plime se povećava za faktor 8. Trenutno se dan povećava za 0,00017 s godišnje. Dakle, za oko 1,5 milijardi godina njihova će se duljina povećati na 40 modernih dana. Mjesec će biti iste dužine. Kao rezultat toga, Zemlja i Mjesec će uvijek biti okrenuti jedno prema drugom istom stranom. Nakon toga, Mjesec će se početi postupno približavati Zemlji i za još 2-3 milijarde godina bit će rastrgan plimnim silama (ako, naravno, Sunčev sustav do tada još postoji).

Utjecaj mjeseca na plimu

Razmotrite, slijedeći Newtona, detaljnije plime i oseke uzrokovane privlačenjem Mjeseca, budući da je utjecaj Sunca znatno (2,2 puta) manji.

Zapišimo izraze za ubrzanja uzrokovana privlačenjem Mjeseca za različite točke Zemlje, vodeći računa da su ta ubrzanja jednaka za sva tijela u određenoj točki prostora. U inercijalnom referentnom okviru povezanom sa središtem mase sustava, vrijednosti ubrzanja će biti:

A A \u003d -GM / (R - r) 2, a B \u003d GM / (R + r) 2, a O \u003d -GM / R 2,

gdje a A, aO, a B su ubrzanja uzrokovana privlačenjem Mjeseca u točkama A, O, B(Slika 37); M je masa mjeseca; r je polumjer Zemlje; R- udaljenost između središta Zemlje i Mjeseca (za izračune može se uzeti jednako 60 r); G je gravitacijska konstanta.

Ali mi živimo na Zemlji i sva se promatranja provode u referentnom sustavu povezanom sa središtem Zemlje, a ne sa centrom mase Zemlja-Mjesec. Za prelazak na ovaj sustav potrebno je od svih ubrzanja oduzeti ubrzanje središta Zemlje. Zatim

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

Napravimo zagrade i uzmimo to u obzir r malo u usporedbi s R a može se zanemariti u zbrojevima i razlikama. Zatim

A’ A \u003d -GM / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 \u003d GM ☾ (-2Rr + r 2) / R 2 (R - r) 2 \u003d -2GM ☾ r / R 3.

Ubrzanja a’A i a’B identičnog modula, suprotnog smjera, svaki usmjeren iz središta Zemlje. Zovu se plimna ubrzanja. U točkama C i D plimna ubrzanja, manja po veličini i usmjerena prema središtu Zemlje.

Plimna ubrzanja nazivaju se ubrzanja koja nastaju u referentnom okviru povezanom s tijelom zbog činjenice da, zbog konačnih dimenzija ovog tijela, njegovi različiti dijelovi različito privlače tijelo koje perturbira. U točkama A i B akceleracija sile teže je manja nego kod točaka C i D(Slika 37). Stoga, da bi tlak na istoj dubini bio isti (kao u spojenim posudama) u tim točkama, voda se mora podići, tvoreći takozvanu plimnu grbu. Izračun pokazuje da je porast vode ili plima na otvorenom oceanu oko 40 cm, au obalnim vodama je mnogo veći, a rekord je oko 18 m. Newtonova teorija to ne može objasniti.

Na obali mnogih vanjskih mora može se vidjeti zanimljiva slika: ribarske mreže rastegnute su duž obale nedaleko od vode. Štoviše, te mreže nisu bile postavljene za sušenje, već za ulov ribe. Ostanete li na obali i promatrate more, sve će vam postati jasno. Sada voda počinje rasti, a tamo gdje je prije samo nekoliko sati bio pješčani sprud, zapljuskivali su valovi. Kad se voda povukla, pojavile su se mreže u kojima su zapletene ribe svjetlucale krljuštima. Ribari su, zaobilazeći mreže, skinuli ulov. materijal sa stranice

Evo kako jedan očevidac opisuje početak plime: “Došli smo do mora”, rekao mi je jedan suputnik. Začuđeno sam pogledao oko sebe. Ispred mene je doista bila obala: trag mreškanja, poluzakopani kostur tuljana, rijetki komadići peraje, fragmenti školjaka. A iza toga prostiralo se ravno prostranstvo... i bez mora. Ali tri sata kasnije, nepomična crta horizonta počela je disati, uzburkala se. A sad je morska valovitost zaiskrila iza nje. Val plime nekontrolirano se kotrljao naprijed preko sive površine. Prestižući jedni druge, valovi su se slijevali na obalu. Jedna za drugom tonule su udaljene stijene - a okolo se vidi samo voda. Baca mi slani sprej u lice. Umjesto mrtve ravnice preda mnom živi i diše vodena površina.

Kada plimni val uđe u zaljev u obliku lijevka, obale zaljeva kao da ga stisnu, što uzrokuje povećanje visine plime nekoliko puta. Dakle, u zaljevu Fundy na istočnoj obali Sjeverne Amerike, visina plime doseže 18 m. U Europi, najveće plime (do 13,5 metara) javljaju se u Bretanji u blizini grada Saint-Malo.

Vrlo često plimni val dolazi u usta