Jūras bēgumi un bēgumi IZMANTO. Pabeigts

Ebbs un plūsmas sauc par periodisku ūdens līmeņa paaugstināšanos un pazemināšanos okeānos un jūrās. Divas reizes dienā ar aptuveni 12 stundu un 25 minūšu intervālu ūdens pie okeāna vai atklātās jūras krastiem paceļas un, ja nav šķēršļu, dažkārt applūst lielas telpas - tāds ir paisums. Tad ūdens nokrīt un atkāpjas, atsedzot dibenu – tas ir bēgums. Kāpēc tas notiek? Pat senie cilvēki par to domāja un pamanīja, ka šīs parādības ir saistītas ar Mēnesi. I. Ņūtons pirmais norādīja uz galveno plūdmaiņu bēguma un bēguma cēloni - tā ir Zemes pievilkšanās no Mēness, pareizāk sakot, atšķirība starp Mēness pievilkšanos pār visu Zemi kopumā. un tā ūdens apvalks.

Paisuma un bēguma skaidrojums pēc Ņūtona teorijas

Zemes pievilkšanās ar Mēnesi sastāv no atsevišķu Zemes daļiņu pievilkšanas ar Mēness palīdzību. Daļiņas, kas šobrīd atrodas tuvāk Mēnesim, tas piesaista spēcīgāk, savukārt daļiņas, kas atrodas tālāk, tiek piesaistītas mazāk. Ja Zeme būtu absolūti cieta, tad šai gravitācijas spēka atšķirībai nebūtu nekādas nozīmes. Bet Zeme nav absolūti ciets ķermenis, tāpēc daļiņu pievilcības spēku atšķirība, kas atrodas tuvu Zemes virsmai un tās centram (šo atšķirību sauc par paisuma spēku), izspiež daļiņas viena pret otru, un Zeme. , galvenokārt tā ūdens apvalks, ir deformēts.

Rezultātā uz Mēnesi vērstajā pusē un pretējā pusē paceļas ūdens, veidojot paisuma grēdas, un tur uzkrājas liekais ūdens. Pateicoties tam, ūdens līmenis citos pretējos Zemes punktos šajā laikā pazeminās - šeit notiek bēgums.

Ja Zeme negrieztos un Mēness paliktu nekustīgs, tad Zeme kopā ar savu ūdeņaino apvalku vienmēr saglabātu to pašu iegarenu formu. Taču Zeme griežas, un Mēness ap Zemi apgriežas aptuveni 24 stundās un 50 minūtēs. Tajā pašā periodā plūdmaiņu virsotnes seko Mēnesim un virzās pa okeānu un jūru virsmu no austrumiem uz rietumiem. Tā kā ir divas šādas projekcijas, paisuma vilnis iet pāri katram okeāna punktam divas reizes dienā ar aptuveni 12 stundu un 25 minūšu intervālu.

Kāpēc paisuma viļņa augstums ir atšķirīgs?

Atklātā okeānā, paisuma vilnim pārejot, ūdens nedaudz paceļas: apmēram 1 m vai mazāk, kas jūrniekiem paliek praktiski nemanāms. Bet piekrastē pat tāds ūdens līmeņa kāpums ir manāms. Līčos un šauros līčos paisuma un bēguma laikā ūdens līmenis paaugstinās daudz augstāk, jo krasts neļauj kustēties paisuma vilnim un ūdens te uzkrājas visu laiku no bēguma līdz bēgumam.

Augstākais paisums (apmēram 18 m) ir novērots vienā no līčiem piekrastē Kanādā. Krievijā augstākie paisumi (13 m) ir Gižiginskas un Penžinskas līcī Okhotskas jūrā. Iekšējās jūrās (piemēram, Baltijā vai Melnajā jūrā) paisuma un bēguma bēgumi ir gandrīz nemanāmi, jo ūdens masām, kas pārvietojas līdzi okeāna paisuma vilnim, nav laika tādās jūrās iekļūt. Bet tomēr katrā jūrā vai pat ezerā rodas neatkarīgi paisuma viļņi ar nelielu ūdens masu. Piemēram, plūdmaiņu augstums Melnajā jūrā sasniedz tikai 10 cm.

Tajā pašā apgabalā paisuma augstums var būt atšķirīgs, jo attālums no Mēness līdz Zemei un maksimālais Mēness augstums virs horizonta laika gaitā mainās, un tas noved pie plūdmaiņu spēku lieluma izmaiņām.

Plūdmaiņas un saule

Saule ietekmē arī plūdmaiņas. Bet Saules plūdmaiņu spēki ir 2,2 reizes mazāki nekā Mēness plūdmaiņu spēki. Jaunā mēness un pilnmēness laikā Saules un Mēness paisuma spēki darbojas vienā virzienā – tad tiek iegūti augstākie paisumi un bēgumi. Bet Mēness pirmajā un trešajā ceturksnī Saules un Mēness paisuma spēki ir pretrunā viens otram, tāpēc plūdmaiņas ir mazākas.

Plūdmaiņas Zemes gaisa apvalkā un tās cietajā ķermenī

Paisuma parādības notiek ne tikai ūdenī, bet arī Zemes gaisa apvalkā. Tos sauc par atmosfēras plūdmaiņām. Plūdmaiņas notiek arī Zemes cietajā ķermenī, jo Zeme nav absolūti cieta. Zemes virsmas vertikālās svārstības plūdmaiņu dēļ sasniedz vairākus desmitus centimetru.

2012. gada 15. oktobris

Britu fotogrāfs Maikls Mārtens izveidoja oriģinālu fotogrāfiju sēriju, kas iemūžināja Lielbritānijas piekrasti no tādiem pašiem leņķiem, bet atšķirīgs laiks. Viens šāviens paisuma laikā un viens bēguma laikā.

Tas izrādījās diezgan neparasts, un pozitīvas atsauksmes par projektu burtiski piespieda autoru sākt izdot grāmatu. Grāmata ar nosaukumu "Sea Change" tika izdota šī gada augustā un tika izdota divās valodās. Maiklam Mārtenam bija nepieciešami aptuveni astoņi gadi, lai izveidotu savu iespaidīgo fotogrāfiju sēriju. Laiks starp augstu un zemu ūdens līmeni vidēji ir nedaudz vairāk par sešām stundām. Tāpēc Maiklam katrā vietā jāpakavējas ilgāk nekā tikai dažu slēdža klikšķu laiks. Ideju izveidot šādu darbu sēriju autors bija lolojis jau ilgu laiku. Viņš meklēja, kā pārmaiņas dabā realizēt filmā, bez cilvēka ietekmes. Un es to atradu nejauši, vienā no piekrastes Skotijas ciemiem, kur pavadīju visu dienu un ķēru paisuma un bēguma laiku.

Periodiskas ūdens līmeņa svārstības (kāpumus un kritumus) ūdens apgabalos uz Zemes sauc par paisumiem.

Augstāko ūdens līmeni, kas novērots diennaktī vai pusi dienas plūdmaiņas laikā, sauc par augstu ūdens līmeni, zemāko līmeni bēguma laikā sauc par zemūdens līmeni, un brīdi, kad tiek sasniegtas šīs maksimālās līmeņa atzīmes, sauc par stāvēšanas (vai stadijas). attiecīgi paisums vai bēgums. Vidējais jūras līmenis ir nosacīta vērtība, virs kuras līmeņa atzīmes atrodas paisuma un bēguma laikā un zem kuras paisuma un bēguma laikā. Tas ir lielas steidzamu novērojumu sērijas vidējais rezultāts.

Vertikālās ūdens līmeņa svārstības paisuma un bēguma laikā ir saistītas ar ūdens masu horizontālām kustībām attiecībā pret krastu. Šos procesus sarežģī vēja pieplūdums, upju notece un citi faktori. Ūdens masu horizontālās kustības piekrastes zonā sauc par paisuma (vai paisuma) straumēm, savukārt vertikālās ūdens līmeņa svārstības sauc par bēgumiem un bēgumiem. Visas parādības, kas saistītas ar bēgumiem un bēgumiem, raksturo periodiskums. Paisuma straumes periodiski maina virzienu uz pretēju, turpretim okeāna straumes, kas virzās nepārtraukti un vienvirziena, rodas atmosfēras vispārējās cirkulācijas rezultātā un aptver lielas atklātā okeāna teritorijas.

Paisums un bēgums cikliski mainās atbilstoši mainīgajiem astronomiskajiem, hidroloģiskajiem un meteoroloģiskajiem apstākļiem. Plūdmaiņu fāžu secību nosaka divi maksimumi un divi minimumi dienas ciklā.

Lai gan Saulei ir nozīmīga loma plūdmaiņu procesos, izšķirošais faktors to attīstībā ir Mēness gravitācijas spēks. Paisuma spēku ietekmes pakāpi uz katru ūdens daļiņu neatkarīgi no tās atrašanās vietas uz zemes virsmas nosaka Ņūtona universālās gravitācijas likums.

Šis likums nosaka, ka divas materiāla daļiņas piesaista viena otru ar spēku, kas ir tieši proporcionāls abu daļiņu masu reizinājumam un apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp tām. Saprotams, ka jo lielāka ir ķermeņu masa, jo lielāks savstarpējās pievilkšanās spēks rodas starp tiem (ar tādu pašu blīvumu mazāks ķermenis radīs mazāku pievilcību nekā lielāks).

Likums arī nozīmē, ka jo lielāks attālums starp diviem ķermeņiem, jo ​​mazāka pievilcība starp tiem. Tā kā šis spēks ir apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp diviem ķermeņiem, attāluma faktoram ir daudz lielāka loma plūdmaiņu spēka lieluma noteikšanā nekā ķermeņu masām.

Zemes gravitācijas spēks, kas iedarbojas uz Mēnesi un notur to zema zemes orbīta, pretēji Mēness Zemes gravitācijas spēkam, kas tiecas novirzīt Zemi Mēness virzienā un “paceļ” visus uz Zemes esošos objektus Mēness virzienā.

Punkts uz zemes virsmas, kas atrodas tieši zem Mēness, atrodas tikai 6400 km attālumā no Zemes centra un vidēji 386 063 km attālumā no Mēness centra. Turklāt Zemes masa ir 81,3 reizes lielāka par Mēness masu. Tādējādi šajā zemes virsmas punktā Zemes gravitācija, kas iedarbojas uz jebkuru objektu, ir aptuveni 300 tūkstošus reižu lielāka nekā Mēness gravitācija.

Ir izplatīts priekšstats, ka ūdens uz Zemes tieši zem Mēness paceļas Mēness virzienā, izraisot ūdens aizplūšanu no citām Zemes virsmas vietām, taču, tā kā Mēness gravitācija ir tik maza, salīdzinot ar Zemi, tas nebūtu iespējams. ir pietiekami, lai paceltu tik daudz ūdens.
Tomēr okeāni, jūras un lielie ezeri uz Zemes, būdami lieli šķidri ķermeņi, var brīvi pārvietoties sānu pārvietošanās spēku ietekmē, un jebkura neliela tendence pārvietoties horizontāli iekustina tos. Visi ūdeņi, kas neatrodas tieši zem Mēness, ir pakļauti Mēness gravitācijas spēka komponenta darbībai, kas vērsta tangenciāli (tangenciāli) uz zemes virsmu, kā arī tā komponentei, kas vērsta uz āru, un ir pakļauta horizontālai nobīdei attiecībā pret cieto vielu. zemes garoza.

Rezultātā ūdens no blakus esošajiem zemes virsmas apgabaliem plūst uz vietu, kas atrodas zem Mēness. Rezultātā ūdens uzkrāšanās punktā zem Mēness veido paisumu. Pats paisuma vilnis atklātā okeānā ir tikai 30-60 cm augsts, taču tas ievērojami palielinās, tuvojoties kontinentu vai salu krastiem.
Sakarā ar ūdens kustību no blakus esošajiem apgabaliem uz punktu zem Mēness, attiecīgie ūdens bēgumi notiek divos citos punktos, kas atrodas no tā attāluma, kas vienāds ar ceturtdaļu no Zemes apkārtmēra. Interesanti atzīmēt, ka jūras līmeņa pazemināšanos šajos divos punktos pavada jūras līmeņa paaugstināšanās ne tikai tajā Zemes pusē, kas vērsta pret Mēnesi, bet arī pretējā pusē.

Šo faktu izskaidro arī Ņūtona likums. Divi vai vairāki objekti, kas atrodas dažādos attālumos no viena un tā paša gravitācijas avota un tāpēc ir pakļauti dažāda lieluma gravitācijas paātrinājumam, pārvietojas viens pret otru, jo smaguma centram tuvākais objekts ir visspēcīgāk piesaistīts tam.

Ūdens apakšmēness punktā piedzīvo spēcīgāku pievilkšanos uz Mēnesi nekā Zeme zem tā, bet Zeme savukārt ir spēcīgāka pret Mēnesi nekā ūdens pretējā planētas pusē. Tādējādi rodas paisuma vilnis, kuru Zemes pusē, kas vērsta pret Mēnesi, sauc par tiešo, bet pretējā pusē - reverso. Pirmais no tiem ir tikai par 5% augstāks nekā otrais.

Tā kā Mēness griežas savā orbītā ap Zemi, starp diviem secīgiem paisumiem vai diviem bēgumiem noteiktā vietā paiet aptuveni 12 stundas un 25 minūtes. Intervāls starp secīgu paisuma un bēguma kulmināciju ir apm. 6 stundas 12 minūtes 24 stundu 50 minūšu periodu starp diviem secīgiem paisumiem sauc par paisuma (vai Mēness) dienu.

Paisuma un bēguma nevienlīdzības. Plūdmaiņas procesi ir ļoti sarežģīti, un, lai tos saprastu, jāņem vērā daudzi faktori. Jebkurā gadījumā tiks noteiktas galvenās iezīmes:
1) paisuma un paisuma attīstības stadija attiecībā pret Mēness pāreju;
2) paisuma amplitūda un
3) plūdmaiņu svārstību veids vai ūdens līmeņa līknes forma.
Daudzas plūdmaiņu spēku virziena un lieluma atšķirības rada atšķirības rīta un vakara plūdmaiņu lielumā noteiktā ostā, kā arī starp vienādiem plūdmaiņiem dažādās ostās. Šīs atšķirības sauc par plūdmaiņu nevienlīdzību.

Pusdienas efekts. Parasti vienas dienas laikā, pateicoties galvenajam paisuma spēkam – Zemes griešanās ap savu asi – veidojas divi pilni paisuma cikli.

Skatoties no ekliptikas ziemeļpola, ir acīmredzams, ka Mēness griežas ap Zemi tajā pašā virzienā, kurā Zeme griežas ap savu asi – pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Ar katru nākamo apgriezienu dots punkts uz zemes virsmas atkal ieņem pozīciju tieši zem Mēness nedaudz vēlāk nekā iepriekšējās revolūcijas laikā. Šī iemesla dēļ gan bēgums, gan bēgums katru dienu aizkavējas par aptuveni 50 minūtēm. Šo vērtību sauc par Mēness aizkavi.

Pusmēneša nevienlīdzība. Šo galveno variāciju veidu raksturo aptuveni 143/4 dienu periodiskums, kas saistīts ar Mēness griešanos ap Zemi un tā iziešanu cauri secīgām fāzēm, jo ​​īpaši sizigijām (jauniem pavadoņiem un pilnmēnešiem), t.i. brīži, kad Saule, Zeme un Mēness atrodas uz vienas taisnes.

Līdz šim mēs esam pieskārušies tikai Mēness plūdmaiņu ietekmei. Saules gravitācijas lauks ietekmē arī plūdmaiņas, tomēr, lai gan Saules masa ir daudz lielāka par Mēness masu, attālums no Zemes līdz Saulei ir tik lielāks par attālumu līdz Mēnesim, ka paisuma un bēguma spēks. Saule ir mazāka par pusi no Mēness.

Tomēr, kad Saule un Mēness atrodas uz vienas taisnas līnijas vienā un tajā pašā Zemes pusē vai pretējās pusēs (jaunā mēness vai pilnmēness laikā), to gravitācijas spēki summējas, iedarbojoties pa vienu asi, un Saules paisums pārklājas ar Mēness paisumu.

Tāpat Saules pievilkšanās palielina Mēness ietekmes izraisīto bēgumu. Rezultātā plūdmaiņas kļūst augstākas un plūdmaiņas zemākas nekā tad, ja tās izraisītu tikai Mēness gravitācija. Šādas plūdmaiņas sauc par pavasara plūdmaiņām.

Kad Saules un Mēness gravitācijas spēka vektori ir savstarpēji perpendikulāri (kvadratūras laikā, t.i., kad Mēness atrodas pirmajā vai pēdējā ceturksnī), to paisuma spēki ir pretrunā, jo Saules pievilkšanās radītais paisums ir uzlikts virsū. Mēness izraisītais bēgums.

Šādos apstākļos plūdmaiņas nav tik augstas un paisumi nav tik zemi, it kā tos radītu tikai Mēness gravitācijas spēks. Šādus starpposma bēgumus un bēgumus sauc par kvadratūru.

Augstā un zemā ūdens atzīmju diapazons šajā gadījumā ir samazināts aptuveni trīs reizes, salīdzinot ar pavasara paisumu.

Mēness paralaktiskā nevienlīdzība. Paisuma augstuma svārstību periods, kas rodas Mēness paralakses dēļ, ir 271/2 dienas. Šīs nevienlīdzības iemesls ir Mēness attāluma izmaiņas no Zemes pēdējās rotācijas laikā. Mēness orbītas eliptiskās formas dēļ Mēness paisuma spēks perigejā ir par 40% lielāks nekā apogeja.

Ikdienas nevienlīdzība. Šīs nevienlīdzības periods ir 24 stundas 50 minūtes. Tās rašanās iemesli ir Zemes griešanās ap savu asi un Mēness deklinācijas izmaiņas. Kad Mēness atrodas netālu no debess ekvatora, divi paisumi noteiktā dienā (kā arī divi bēgumi) nedaudz atšķiras, un rīta un vakara augstā un zemā ūdens augstums ir ļoti tuvu. Tomēr, palielinoties Mēness ziemeļu vai dienvidu deklinācijai, viena veida rīta un vakara plūdmaiņas atšķiras pēc augstuma, un, kad Mēness sasniedz lielāko ziemeļu vai dienvidu deklināciju, šī atšķirība ir vislielākā.

Ir zināmi arī tropiskie paisumi, tā sauktie tāpēc, ka Mēness atrodas gandrīz virs ziemeļu vai dienvidu tropiem.

Diennakts nevienlīdzība būtiski neietekmē divu secīgu bēgumu augstumus Atlantijas okeānā, un pat tās ietekme uz plūdmaiņu augstumu ir neliela, salīdzinot ar kopējo svārstību amplitūdu. Tomēr Klusajā okeānā bēguma līmeņos diennakts mainīgums ir trīs reizes lielāks nekā paisuma līmeņos.

Pusgada nevienlīdzība. Tās cēlonis ir Zemes apgrieziens ap Sauli un attiecīgās Saules deklinācijas izmaiņas. Divreiz gadā vairākas dienas ekvinokcijas laikā Saule atrodas netālu no debess ekvatora, t.i. tā deklinācija ir tuvu 0. Arī Mēness atrodas netālu no debess ekvatora aptuveni vienu dienu ik pēc pusmēneša. Tādējādi ekvinokcijas laikā ir periodi, kad gan Saules, gan Mēness deklinācijas ir aptuveni vienādas ar 0. Šo divu ķermeņu pievilkšanās kopējais plūdmaiņu efekts šādos brīžos ir visvairāk pamanāms apgabalos, kas atrodas netālu no zemes ekvatora. Ja tajā pašā laikā Mēness atrodas jaunā mēness vai pilnmēness fāzē, t.s. ekvinokta pavasara plūdmaiņas.

Saules paralakses nevienlīdzība. Šīs nevienlīdzības izpausmes periods ir viens gads. Tās cēlonis ir attāluma maiņa no Zemes līdz Saulei Zemes orbitālās kustības laikā. Reizi katrā apgriezienā ap Zemi Mēness atrodas visīsākajā attālumā no tā perigejā. Reizi gadā, ap 2. janvāri, Zeme, pārvietojoties savā orbītā, arī sasniedz Saulei tuvākās tuvošanās punktu (perihēliju). Kad šie divi tuvākās tuvošanās momenti sakrīt, izraisot vislielāko neto plūdmaiņu spēku, var sagaidīt augstāku paisuma līmeni un zemāku paisuma līmeni. Tāpat, ja afēlija pāreja sakrīt ar apogeju, notiek zemāki paisumi un paisumi.

Lielākās plūdmaiņu amplitūdas. Pasaulē augstāko paisumu rada spēcīgas straumes Minas līcī Fundy līcī. Plūdmaiņu svārstības šeit raksturo normāls kurss ar pusdienas periodu. Ūdens līmenis paisuma laikā sešu stundu laikā bieži paaugstinās par vairāk nekā 12 m, bet nākamo sešu stundu laikā pazeminās par tikpat daudz. Kad pavasara paisuma ietekme, Mēness stāvoklis perigejā un maksimālā Mēness deklinācija notiek tajā pašā dienā, paisuma līmenis var sasniegt 15 m. Šo ārkārtīgi lielo plūdmaiņu svārstību amplitūdu daļēji nosaka piltuves forma Fundy līča forma, kur dziļums samazinās un krasti tuvojas līča virsotnei. Paisuma un plūdmaiņu cēloņi, kas ir bijuši nepārtraukti pētīti daudzus gadsimtus, ir viena no tām problēmām, kas radījušas daudzas. pretrunīgas teorijas pat salīdzinoši nesen

Čārlzs Darvins 1911. gadā rakstīja: "Nav vajadzības meklēt seno literatūru grotesku plūdmaiņu teoriju dēļ." Tomēr jūrniekiem izdodas izmērīt savu augumu un izmantot plūdmaiņu priekšrocības, nemaz nenojaušot par to rašanās patiesajiem cēloņiem.

Es domāju, ka mums nav pārāk daudz jāuztraucas par plūdmaiņu cēloņiem. Balstoties uz ilglaicīgiem novērojumiem, jebkuram zemes ūdeņu punktam tiek aprēķinātas īpašas tabulas, kurās norādīti ūdens pieauguma un mazuma laiki katrai dienai. Plānoju savu ceļojumu, piemēram, uz Ēģipti, kas ir slavena ar savām seklajām lagūnām, taču cenšos iepriekš saplānot, lai pilnais ūdens būtu dienas pirmajā pusē, kas ļaus pilnvērtīgi izbraukt lielāko daļu dienasgaismas stundas.
Vēl viens ar plūdmaiņām saistīts jautājums, kas interesants kaitotājiem, ir attiecības starp vēja un ūdens līmeņa svārstībām.

Tautas māņticība vēsta, ka paisuma laikā vējš pastiprinās, bet bēguma laikā kļūst skābs.
Vēja ietekme uz plūdmaiņu parādībām ir saprotamāka. Vējš no jūras spiež ūdeni uz piekrasti, paisuma augstums palielinās virs normas, bēguma laikā arī ūdens līmenis pārsniedz vidējo. Gluži pretēji, vējam pūšot no sauszemes, ūdens tiek aizdzīts no krasta, un jūras līmenis pazeminās.

Otrais mehānisms darbojas, palielinoties atmosfēras spiediens plašā ūdens apgabalā ūdens līmenis pazeminās, pievienojot atmosfēras svaru. Kad atmosfēras spiediens palielinās par 25 mm Hg. Art., ūdens līmenis pazeminās par aptuveni 33 cm augstspiediena jeb anticiklonu parasti sauc par labiem laikapstākļiem, bet ne par kaitniekiem. Anticiklona centrā valda miers. Atmosfēras spiediena pazemināšanās izraisa atbilstošu ūdens līmeņa paaugstināšanos. Līdz ar to straujš atmosfēras spiediena kritums apvienojumā ar viesuļvētras spēka vējiem var izraisīt ievērojamu ūdens līmeņa paaugstināšanos. Lai gan šādi viļņi tiek saukti par plūdmaiņām, tie faktiski nav saistīti ar paisuma spēku ietekmi un tiem nav plūdmaiņu parādībām raksturīgās periodiskuma.

Taču pilnīgi iespējams, ka bēgums var ietekmēt arī vēju, piemēram, ūdens līmeņa pazemināšanās piekrastes lagūnās izraisa lielāku ūdens sasilšanu, kā rezultātā samazinās temperatūras starpība starp auksto jūru un apsildāmā zeme, kas vājina brīzes efektu.

Fotoattēlu autors Maikls Mārtens

Lai iemācītos labi sērfot, katram sērfotājam ir jāprot saprast okeānu. Viņam jāzina, kas ir viļņi, no kurienes nāk viļņi, kā vējš tos ietekmē un daudz kas cits. Starp šādām zināšanām ir zināšanas par bēgumu un bēgumu. Lai brauktu iekšā labakais laiks uz labākajiem viļņiem jums ir jāizdomā, kā paisums var mainīt viļņus, kāds ūdens līmenis ir ideāls konkrētai vietai un kurā laikā jums vajadzētu sagaidīt šo līmeni.
Šajā rakstā mēs sapratīsim, kas ir plūdmaiņas, no kurienes tie nāk, kas tie ir, kas ietekmē plūdmaiņu līmeni un kā noteikt, kurā laikā kāds ūdens līmenis ir sagaidāms. Nu, beigās mēs uzrakstīsim, kāda ir praktiska vērtība sērfotājam.

Cēlonis

Galvenais iemesls, kāpēc ūdens līmenis pasaules okeānos katru dienu ceļas un pazeminās, ir gravitācija. Pirmkārt, tā ir Mēness gravitācija. Tā kā Mēness ir vistuvāk Zemei starp visiem citiem debess ķermeņiem, tā ietekme ir vislielākā. Otrajā vietā ir Saule. Un, lai gan tas atrodas daudz tālāk no mums nekā Mēness, Saules pievilcība joprojām ir jūtama, jo tā ir daudz lielāka nekā jebkura planēta Saules sistēma.
Tomēr Saules gravitācijas spēks attiecībā pret Zemi ir tikai 46 procenti no Mēness. Starp citu, ir vēl viens debess ķermenis, kura gravitācija ietekmē zemi, tā ir Venera! Jā, jā, tomēr tā pievilkšanas spēks ir tikai 0,001% no Saules gravitācijas spēka.

Pievilkšanās spēku starp Mēnesi un Sauli sauc par paisuma spēku. Tas nav pietiekami liels, lai ietekmētu cietvielas(lai gan viņu Mēness spēj izstiepties līdz 30 cm!), tomēr tā būtiskai ietekmei ir uzņēmīgs ūdens Pasaules okeānā, kura šķidrais stāvoklis ļauj ūdens līmenim mainīties par vairākiem metriem.

Paisuma un bēguma laiks

Mēness riņķošanas laiks ap Zemi - Mēness diena - ir aptuveni 24 stundas 50 minūtes. Lielākajā daļā vietu uz zemes pusdienas paisums, tas ir, Mēness dienā mums ir divi paisumi un divi bēgumi. Tā kā Mēness diena ir garāka par Zemes, bēguma un bēguma laiks mainās katru dienu. Tomēr uz Zemes ir vairākas vietas, kur ūdens plūst tikai vienu reizi dienā. Šādas vietas ir Dienvidķīnas jūra, Meksikas līcis un citas.

Syzygy un kvadratūras plūdmaiņas

Daudzi, kas atrodas okeānā vairāk nekā divas nedēļas, ir pamanījuši, ka dažās dienās paisums var būt ļoti spēcīgs, bet citās tas nav tik pamanāms. Fakts ir tāds, ka atkarībā no tā, kurā fāzē pašlaik atrodas Mēness, atšķirība starp maksimālo un minimālo ūdens daudzumu var atšķirties.

Pilnmēness un jaunā mēness laikā, tas ir, kad Saule, Mēness un Zeme stāv vienā rindā, atšķirība ir maksimāla. Šo paisumu sauc "syzygy". Šī parādība rodas tāpēc, ka Saules un Mēness paisuma spēki summējas.
Un Mēness cikla pirmajā un trešajā ceturksnī, tas ir, kad Mēness ir daļēji apgaismots ar Sauli, ūdens kritums būs minimāls. Šo fenomenu sauc kvadratūra paisums

Arī Mēness un Saules trajektorija ietekmē arī paisuma augstumu. Fakts ir tāds, ka Mēness ap Zemi pārvietojas nevis pa apli, bet gan pa elipsi. Tāpēc vienubrīd Mēness ir tuvāk Zemei, citā – tālāk. Kad pavasara paisums iestājas periodā, kad Mēness atrodas vistuvākajā punktā Zemei (tas notiek reizi 7,5 Mēness ciklos), tiek novērots ļoti liels paisums.

Ja pavasara paisuma laikā arī Zeme pietuvosies pēc iespējas tuvāk Saulei (arī tās orbīta izskatās pēc elipses), tad paisums būs vēl lielāks. Tas notiek ik pēc 18,6 gadiem.

No kurienes nāk otrais paisums?

Jūs varat jautāt, ja Mēness pievelk ūdeni tikai no vienas puses, tad kāpēc dienā ir divas paisuma un bēguma, vienā un otrā pusē?

Godīgi sakot, šis jautājums mani vajāja līdz brīdim, kad izlasīju brīnišķīgo Tonija Buta grāmatu sērfošanas zinātne.

Otrais paisums rodas divu faktoru dēļ. Pirmais ir Mēness gravitācijas spēka atšķirība starp vienu Zemes pusi un otru. Otrais - centrbēdzes spēks, kas notiek Zemes rotācijas laikā.

Ar pirmo faktoru man šķiet, ka visam vajadzētu būt skaidram uzreiz. Mēness atrodas tuvāk vienai Zemes pusei nekā otrai. Ir loģiski pieņemt, ka gravitācijas spēks mainīsies. Kā tas ir. Ja par pamatu ņemam Mēness gravitācijas spēku Zemes centrā, tad uz tā virsmas, kas ir vistuvāk Mēnesim, mūsu pavadoņa gravitācijas spēks būs par 3,4% lielāks nekā centrā un par 3,2% vājāks uz Mēness. mūsu planētas pretējā puse.

Tagad parunāsim par otro faktoru. Kas ir centrbēdzes spēks un no kurienes tas nāk? Augstāk es minēju Zemes griešanos, bet es nedomāju tās griešanos ap savu asi, bet gan tās griešanos ap Mēnesi.
Lielākā daļa no mums no skolas laikiem zina, ka Mēness griežas ap Zemi. Bet patiesībā viņi abi griežas ap savu kopējo masas centru, kas atrodas 4,5 tūkstošu kilometru attālumā no Zemes centra. Tas ir, šis centrs atrodas Zemes rādiusā, kas ir nedaudz vairāk par 6,3 tūkstošiem kilometru. Līdz ar to Zeme un Mēness griežas ap šo centru ar tādu pašu ātrumu.

Iedomājieties, ka uzliekat uz zīmuļa matu kaklasaiti un sākat to griezt. Elastīgā josla stiepjas pāri kustībai. Aptuveni tas pats notiek ar ūdeni uz Zemes. Pateicoties šai Zemes rotācijai ap Mēnesi, tiek radīts centrbēdzes spēks, kas atvelk okeāna ūdeni no Zemes.

Apskatiet attēlu zemāk. Zilās bultiņas parāda Mēness gravitācijas spēku. Sarkans - centrbēdzes spēks. Purpursarkanās bultiņas parāda kopā saskaitīto spēku virzienu.

Kāpēc plūdmaiņas dažādās vietās uz Zemes atšķiras?

Ja esat bijis piekrastē dažādas valstis, iespējams, pamanījāt, ka kaut kur bēgums ir ļoti jūtams, piemēram, Bali, un kaut kur ūdens līmenis augsta un zemā ūdens laikā ir gandrīz vienāds, piemēram, Maldivu salās.
Tagad mēs zinām, ka ne Mēness, ne Saules gravitācijas spēks būtiski nemainās, tas ir, vienā vietā uz planētas virsmas maksimālais paisums un minimālais bēgums vienmēr būs aptuveni vienāds. Tomēr, ņemot vērā visu šo, paisuma augstums kaut kur ir pusmetrs, kaut kur trīs un kaut kur pat sešpadsmit (šo vietu sauc par Fundy līci Kanādā - attēlā zemāk).

Iemesls tam ir apakšējā topogrāfija. Paisumu var uzskatīt par milzīgu vilni. Ja atceries, no kurienes nāk vilnis – tas sāk celties, kad dziļums kļūst mazāks par noteiktu atzīmi – tad viss kļūst skaidrāks. Attiecīgi plūdmaiņas augstums ir atkarīgs no okeāna dziļuma. Jo mazāks dziļums, jo “augstāks” kļūst paisuma vilnis un jo lielāka kļūst atšķirība starp maksimālo ūdens daudzumu un minimālo ūdens daudzumu. Ja uz mūsu planētas nebūtu zemes, tad ap planētu pārvietotos tikai divi paisuma viļņi. Tomēr kontinentu un okeāna dibenu sarežģītās formas dēļ paisuma viļņu ir vairāk.

Apskatiet karti. Uz tā vietas ar dažādu plūdmaiņu augstumu ir izceltas ar krāsu, kur tumši sarkans ir maksimālais augstums, zils ir minimālais. Punktus, kuros baltās līnijas saplūst, sauc par amphidromiskiem. Tajos atšķirība starp paisumu un bēgumu ir nulle. Jo tālāk no šī punkta, jo lielāka ir plūdmaiņu svārstību amplitūda. Blakus šiem punktiem var redzēt melnu bultiņu, kas parāda, kādā virzienā virzās paisuma vilnis. Baltas līnijas iezīmē apgabalus, kur plūdmaiņas ir vienā fāzē, ar atšķirību starp katru līniju tikai nedaudz vairāk par stundu. Ap katru punktu ir divpadsmit šādas fāzes. Laiks, kas nepieciešams, lai paisuma vilnis izietu cauri visām šīm zonām, ir vienāds ar pusi Mēness dienas.

Kā noteikt plūdmaiņas augstumu un laiku

Viss iepriekš minētais var šķist pārāk sarežģīts, lai aprakstītu visas šīs kustības ar matemātiskām formulām. Tas ir patiešām grūti, bet iespējams. Pateicoties šīm formulām, paisuma augstumu var aprēķināt daudzus gadus uz priekšu. Katrā portā var atrast īpašas tabulas vai grafikus, ko sauc par piesaistes diagrammām. Zemāk jūs atradīsit divu veidu kaklasaites diagrammas.

Pirmajā versijā mēneša dienas ir atzīmētas pa horizontālo asi, bet diennakts stundas - pa vertikālo asi. Kolonnu krustpunktos ir dati par ūdens līmeni konkrētajā dienā un stundā.

Otrā iespēja ir ņemta no sērfošanas prognozēšanas vietnes magicseaweed.com, kas ir pazīstama visiem sērfotājiem. Šeit plūdmaiņas ir parādītas grafikā, pie kura norādīts maksimālā un minimālā ūdens laiks.

Kāpēc sērfotājiem tas būtu jāzina?

Sērfotājiem ir nepieciešama informācija par ūdens līmeni okeānā vai jūrā, lai saprastu, vai vēlamā vieta kādreiz darbosies un kā tas izdosies. Viļņa raksturs ir atkarīgs no ūdens dziļuma vietā. Jo lielāks tas ir, jo plakanāks un lēnāks vilnis kļūst. Jo mazāks dziļums, jo asāks un ātrāks vilnis. Attiecīgi vietās, kur ir manāms bēgums un bēgums, viļņa raksturs uz vietas diezgan būtiski mainīsies atkarībā no ūdens līmeņa. Tādējādi daži viļņi var darboties tikai bēguma laikā, jo tur ir pārāk dziļi, lai vilnis paceltos paisuma laikā, un daži var darboties tikai paisuma laikā, jo tur ir pārāk sekls.

Ņemiet, piemēram, Kudetas vietu Bali. Ar vidējo pietūkuma līmeni šeit var normāli sērfot tikai tad, ja ūdens līmenis ir zemāks par 1 metru. Tajā pašā laikā pavasara paisuma laikā vislabākie viļņi būs uz minimāla ūdens. Pie maksimālā ūdens līmeņa vilnis tur vispār pārstāj celties.

Bet Filipīnās, Siargao salā, uz vietas Cloud 9, kad ir daudz ūdens, vilnis joprojām saglabājas ass un pat nedaudz taurē. Un, kad ūdens atkāpjas, dziļums kļūst līdz viduklim, un tad vilnis sāk taurēt ļoti skaļi, kļūst superātrs un bīstams.

Tāpēc, ja dodaties braukt uz jaunu vietu, vispirms noskaidro, pie kāda ūdens līmeņa tur ir labākie viļņi. Šo informāciju var atrast internetā vienā no daudzajām vietnēm ar vietu aprakstiem, vai arī to var uzzināt krastā no pieredzējušiem sērfotājiem.

Vēl viens faktors, ko ietekmē bēgums un bēgums, ir straumes. Jo lielāks ūdens piliens, jo ātrāk tas nāk un iet, tas ir, straumes kļūst stiprākas. Tajā pašā laikā maksimālais straumju ātrums notiek perioda vidū starp bēgumu un bēgumu. Tas ir, ja šodien minimālais ūdens ir pulksten 12 pēcpusdienā, bet maksimālais ir pulksten 6, tad intervālā no pulksten 2 līdz 4 pēcpusdienā ūdens atkāpsies visstraujāk un plūsma ātrums būs lielāks. Un ūdens kustības maiņas laikā, tas ir, pulksten 12 vai 6, plūsma palēninās.

Turklāt pastāv uzskats, ka, paaugstinoties ūdens līmenim, viļņi kļūst labāki. Viņi saka, ka ūdens kustība plūdmaiņas laikā ir vērsta tajā pašā virzienā kā viļņi, un tāpēc tie ir vienmērīgāki. Un otrādi, kad ūdens atkāpjas, viļņi kļūst sliktāki. Nav ticamu zinātnisku datu, kas apstiprinātu šo faktu, tomēr bieži vien viļņi patiešām ir labāki uz augšupejošu ūdeni.

Ceru, ka šis raksts jums noderēja, uzzinājāt kaut ko jaunu un šī informācija palīdzēs jums izvēlēties laiku ar vislabākajiem viļņiem!

Turpināsim sarunu par spēkiem, kas iedarbojas uz debess ķermeņiem un to radītajām sekām. Šodien es runāšu par paisumiem un negravitācijas traucējumiem.

Ko tas nozīmē – “negravitācijas traucējumi”? Perturbācijas parasti sauc par mazām korekcijām lielam galvenajam spēkam. Tas ir, mēs runāsim par dažiem spēkiem, kuru ietekme uz objektu ir daudz mazāka nekā gravitācijas

Kādi citi spēki pastāv dabā, izņemot gravitāciju? Atstāsim malā spēcīgas un vājas kodolenerģijas mijiedarbības, tām ir lokāls raksturs (darbojas ārkārtīgi mazos attālumos). Taču elektromagnētisms, kā zināms, ir daudz spēcīgāks par gravitāciju un sniedzas tikpat tālu – bezgalīgi. Bet, tā kā pretēju zīmju elektriskie lādiņi parasti ir līdzsvaroti un gravitācijas “lādiņš” (kura lomu spēlē masa) vienmēr ir vienas zīmes, tad ar pietiekami lielām masām, protams, priekšplānā izvirzās gravitācija. Tātad patiesībā mēs runāsim par debess ķermeņu kustības traucējumiem elektromagnētiskā lauka ietekmē. Vairs nav variantu, lai gan vēl ir tumšā enerģija, bet par to runāsim vēlāk, kad runāsim par kosmoloģiju.

Kā es paskaidroju , Ņūtona vienkāršais gravitācijas likums F = G∙M∙m/R² ir ļoti ērti lietojams astronomijā, jo lielākajai daļai ķermeņu ir tuvu sfēriska forma un tie atrodas pietiekami tālu viens no otra, lai aprēķinos tos varētu aizstāt ar punktiem - punktveida objektiem, kas satur visu to masu. Bet ierobežota izmēra ķermenis, kas ir salīdzināms ar attālumu starp blakus esošajiem ķermeņiem, tomēr piedzīvo dažādu spēku ietekmi dažādās tā daļās, jo šīs daļas atrodas atšķirīgi no gravitācijas avotiem, un tas ir jāņem vērā.

Pievilcība saspiež un saplēš

Lai sajustu paisuma efektu, veiksim fiziķu vidū populāru domu eksperimentu: iedomāsimies sevi brīvi krītošā liftā. Mēs nogriežam virvi, kas tur kabīni, un sākam krist. Pirms krītam, varam vērot, kas notiek mums apkārt. Pakaram brīvas masas un vērojam, kā tās uzvedas. Sākumā tie krīt sinhroni, un mēs sakām, ka tas ir bezsvara stāvoklis, jo visi objekti šajā kabīnē un tā pati izjūt aptuveni vienādu brīvā kritiena paātrinājumu.

Bet laika gaitā mūsu materiālie punkti sāks mainīt to konfigurāciju. Kāpēc? Tā kā apakšējais sākumā bija nedaudz tuvāk pievilkšanas centram nekā augšējais, tāpēc apakšējais, pievelkot spēcīgāk, sāk apsteigt augšējo. Un sānu punkti vienmēr paliek vienādā attālumā no smaguma centra, bet, tuvojoties tam, sāk tuvoties viens otram, jo ​​vienāda lieluma paātrinājumi nav paralēli. Tā rezultātā tiek deformēta nesavienoto objektu sistēma. To sauc par paisuma efektu.

No novērotāja viedokļa, kurš ir izkaisījis sev apkārt graudus un vēro, kā atsevišķi graudi pārvietojas, kamēr visa sistēma krīt uz masīva objekta, var ieviest tādu jēdzienu kā plūdmaiņu spēku lauks. Definēsim šos spēkus katrā punktā kā vektora starpību starp gravitācijas paātrinājumu šajā punktā un novērotāja vai masas centra paātrinājumu, un, ja ņemam tikai pirmo Teilora sērijas izplešanās termiņu relatīvajam attālumam, iegūsim simetrisku ainu: tuvākie graudi būs novērotājam priekšā, tālākie atpaliks no viņa, t.i. sistēma stiepsies pa asi, kas vērsta uz gravitācijas objektu, un tai perpendikulāri virzienos daļiņas tiks nospiestas pret novērotāju.

Kas, jūsuprāt, notiks, kad planēta tiks ierauta melnajā caurumā? Tā parasti domā tie, kas nav klausījušies lekcijas par astronomiju melnais caurums Viela tiks norauta tikai no pašas virsmas. Viņi nezina, ka gandrīz tikpat spēcīga ietekme notiek uz aizmugurējā puse brīvi krītošs ķermenis. Tie. tas ir saplēsts divos diametrāli pretējos virzienos, nevis vienā.

Kosmosa briesmas

Lai parādītu, cik svarīgi ir ņemt vērā plūdmaiņu efektu, ņemsim vērā Starptautisko kosmosa staciju. Tas, tāpat kā visi Zemes pavadoņi, brīvi krīt gravitācijas laukā (ja nav ieslēgti dzinēji). Un paisuma spēku lauks ap to ir diezgan taustāma lieta, tāpēc astronautam, strādājot pie stacijas ārpuses, ir jāpiesaista sevi pie tā, un, kā likums, ar diviem kabeļiem - katram gadījumam, nekad nevar zināt kas var notikt. Un, ja viņš nonāks nepiesiets apstākļos, kad paisuma spēki viņu atvelk no stacijas centra, viņš var viegli zaudēt kontaktu ar to. Tas bieži notiek ar rīkiem, jo ​​jūs nevarat tos visus saistīt. Ja astronautam kaut kas izkrīt no rokām, tad šis objekts nonāk tālumā un kļūst par neatkarīgu Zemes pavadoni.

ISS darba plānā ir iekļauti testi personīgās lidmašīnas kosmosā. Un, kad viņa dzinējs sabojājas, paisuma spēki aiznes astronautu, un mēs viņu zaudējam. Pazudušo vārdi ir klasificēti.

Tas, protams, ir joks: par laimi, šāds incidents vēl nav noticis. Bet tas ļoti labi var notikt! Un varbūt kādreiz tas notiks.

Planēta-okeāns

Atgriezīsimies uz Zemes. Šis mums ir visinteresantākais objekts, un paisuma spēki, kas uz to iedarbojas, ir jūtami diezgan jūtami. No kuriem debess ķermeņiem viņi darbojas? Galvenais ir Mēness, jo tas ir tuvu. Nākamā lielākā ietekme ir Saulei, jo tā ir masīva. Pārējām planētām arī ir zināma ietekme uz Zemi, taču tā ir tikko pamanāma.

Lai analizētu ārējo gravitācijas ietekmi uz Zemi, to parasti attēlo kā cietu bumbiņu, kas pārklāta ar šķidru apvalku. Šis ir labs modelis, jo mūsu planētai faktiski ir mobils apvalks okeāna un atmosfēras formā, un viss pārējais ir diezgan ciets. Lai gan Zemes garozai un iekšējiem slāņiem ir ierobežota stingrība un tie ir nedaudz jutīgi pret plūdmaiņu ietekmi, to elastīgo deformāciju var neņemt vērā, aprēķinot ietekmi uz okeānu.

Ja Zemes masas centrā uzzīmējam paisuma spēku vektorus, iegūstam šādu attēlu: paisuma spēku lauks velk okeānu pa Zemes-Mēness asi un tam perpendikulārā plaknē piespiež to Zemes centram. . Tādējādi planēta (vismaz tās kustīgais apvalks) mēdz pieņemt elipsoīda formu. Šajā gadījumā pretējās zemeslodes pusēs parādās divi izciļņi (tos sauc par paisuma paisumiem): viens ir vērsts pret Mēnesi, otrs ir prom no Mēness, un joslā starp tām parādās atbilstošs “izspiedums” (precīzāk). , okeāna virsmai tur ir mazāks izliekums).

Vairāk interesanta lieta rodas spraugā - kur paisuma spēka vektors mēģina izspiest šķidruma apvalku gar zemes virsmu. Un tas ir dabiski: ja jūs vēlaties pacelt jūru vienā vietā un nolaist to citā vietā, tad jums ir jāpārvieto ūdens no turienes uz šejieni. Un starp tiem plūdmaiņu spēki virza ūdeni uz “zemmēness punktu” un “pretmēness punktu”.

Plūdmaiņas efekta kvantitatīva noteikšana ir ļoti vienkārša. Zemes gravitācija cenšas padarīt okeānu sfērisku, un Mēness un Saules ietekmes plūdmaiņu daļa cenšas to izstiept gar savu asi. Ja mēs atstātu Zemi vienu un ļautu tai brīvi nokrist uz Mēness, izspieduma augstums sasniegtu aptuveni pusmetru, t.i. Okeāns paceļas tikai par 50 cm virs tā vidējā līmeņa. Ja jūs kuģojat ar kuģi atklātā jūrā vai okeānā, pusmetrs nav manāms. To sauc par statisku paisumu.

Gandrīz katrā eksāmenā es sastopu kādu studentu, kurš pārliecinoši apgalvo, ka paisums notiek tikai vienā Zemes pusē – tajā, kas ir vērsta pret Mēnesi. Kā likums, tā saka meitene. Bet gadās, lai arī retāk, jauni vīrieši šajā jautājumā kļūdās. Tajā pašā laikā kopumā meitenēm ir dziļākas zināšanas astronomijā. Būtu interesanti noskaidrot šīs “paisuma un dzimuma” asimetrijas iemeslu.

Bet, lai zemmēness punktā izveidotu pusmetru izciļņu, šeit ir nepieciešams destilēt lielu daudzumu ūdens. Bet Zemes virsma nepaliek nekustīga, tā ātri griežas attiecībā pret Mēness un Saules virzienu, veicot pilnu apgriezienu diennaktī (un Mēness orbītā pārvietojas lēni - viens apgrieziens ap Zemi gandrīz mēnesis). Tāpēc paisuma kalns pastāvīgi iet gar okeāna virsmu, tā ka cietā Zemes virsma atrodas zem paisuma paisuma 2 reizes dienā un 2 reizes zem paisuma un paisuma līmeņa okeāna līmeņa pazemināšanās. Aprēķināsim: 40 tūkstoši kilometru (zemes ekvatora garums) dienā, tas ir 463 metri sekundē. Tas nozīmē, ka šis pusmetru garais vilnis kā mini cunami virsskaņas ātrumā skar kontinentu austrumu krastus ekvatora reģionā. Mūsu platuma grādos ātrums sasniedz 250-300 m/s - arī diezgan daudz: lai gan vilnis nav īpaši augsts, inerces dēļ tas var radīt lielisku efektu.

Otrs objekts pēc ietekmes uz Zemi ir Saule. Tas atrodas 400 reižu tālāk no mums nekā Mēness, bet 27 miljonus reižu masīvāks. Tāpēc Mēness un Saules ietekme ir salīdzināma, lai gan Mēness joprojām darbojas nedaudz spēcīgāk: Saules gravitācijas plūdmaiņas efekts ir apmēram uz pusi mazāks nekā no Mēness. Dažreiz to ietekme tiek apvienota: tas notiek jaunā mēnesī, kad Mēness iet uz Saules fona, un pilnmēness laikā, kad Mēness atrodas pretējā pusē no Saules. Šajās dienās – kad Zeme, Mēness un Saule sastājas vienā rindā, un tas notiek ik pēc divām nedēļām – kopējais plūdmaiņu efekts ir pusotru reizi lielāks nekā no Mēness vien. Un pēc nedēļas Mēness šķērso ceturto daļu savas orbītas un atrodas kvadrātā ar Sauli (taisns leņķis starp virzieniem uz tiem), un tad to ietekme vājina viens otru. Vidēji plūdmaiņu augstums atklātā jūrā svārstās no ceturtdaļmetra līdz 75 centimetriem.

Jūrnieki par plūdmaiņām zināja jau ilgu laiku. Ko dara kapteinis, kad kuģis uzskrien uz sēkļa? Ja esi lasījis jūras piedzīvojumu romānus, tad zini, ka viņš uzreiz skatās, kādā fāzē ir Mēness, un gaida nākamo pilnmēnesi vai jaunu mēnesi. Tad maksimālais paisums var pacelt kuģi un no jauna peldēt.

Piekrastes problēmas un iezīmes

Plūdmaiņas ir īpaši svarīgas ostas darbiniekiem un jūrniekiem, kuri gatavojas ievest savu kuģi ostā vai izvest no tās. Kā likums, sekla ūdens problēma rodas piekrastes tuvumā, un, lai tas netraucētu kuģu kustībai, tiek izrakti zemūdens kanāli - mākslīgie kuģu ceļi, lai iekļūtu līcī. To dziļumā jāņem vērā maksimālā bēguma augstums.

Ja mēs skatāmies uz plūdmaiņu augstumu kādā brīdī un uzzīmēsim kartē vienāda augstuma ūdens līnijas, mēs iegūsim koncentriskus apļus ar centriem divos punktos (zemmēness un pretmēness), kuros paisums ir maksimālais. . Ja Mēness orbitālā plakne sakristu ar Zemes ekvatora plakni, tad šie punkti vienmēr pārvietotos pa ekvatoru un veiktu pilnu apgriezienu dienā (precīzāk, 24ʰ 50ᵐ 28ˢ). Taču Mēness kustas nevis šajā plaknē, bet gan tuvu ekliptikas plaknei, attiecībā pret kuru ekvators ir noslīps par 23,5 grādiem. Tāpēc arī zemmēness punkts “staigā” pa platuma grādiem. Tādējādi tajā pašā ostā (t.i., tajā pašā platuma grādos) maksimālā paisuma augstums, kas atkārtojas ik pēc 12,5 stundām, dienas laikā mainās atkarībā no Mēness orientācijas attiecībā pret Zemes ekvatoru.

Šis “sīkums” ir svarīgs plūdmaiņu teorijai. Paskatīsimies vēlreiz: Zeme griežas ap savu asi, un Mēness orbītas plakne ir nosliece uz to. Tāpēc katra jūras osta dienas laikā “skrien” ap Zemes polu, vienreiz iekrītot lielākā paisuma reģionā, bet pēc 12,5 stundām - atkal paisuma apgabalā, bet mazāk augstu. Tie. divi paisumi dienas laikā nav līdzvērtīgi augstumam. Viens vienmēr ir lielāks par otru, jo Mēness orbītas plakne neatrodas zemes ekvatora plaknē.

Piekrastes iedzīvotājiem plūdmaiņu efekts ir ļoti svarīgs. Piemēram, Francijā ir viens, kas savienots ar cietzemi ar asfaltētu ceļu, kas ieklāts gar šauruma dibenu. Uz salas dzīvo daudz cilvēku, taču viņi nevar izmantot šo ceļu, kamēr ir augsts jūras līmenis. Šo ceļu var braukt tikai divas reizes dienā. Cilvēki brauc un gaida bēgumu, kad ūdens līmenis pazeminās un ceļš kļūst pieejams. Cilvēki ceļo uz un no darba piekrastē, izmantojot īpašu plūdmaiņu tabulu, kas tiek publicēta katram norēķinu piekraste. Ja šī parādība netiek ņemta vērā, ūdens ceļā var nomākt gājēju. Tūristi vienkārši ierodas tur un staigā apkārt, lai paskatītos uz jūras dibenu, kad nav ūdens. Un vietējie iedzīvotāji kaut ko savāc no apakšas, dažreiz pat pārtikai, t.i. būtībā šis efekts baro cilvēkus.

Dzīvība iznāca no okeāna, pateicoties bēgumiem un bēgumiem. Paisuma rezultātā daži piekrastes dzīvnieki nokļuva smiltīs un bija spiesti iemācīties elpot skābekli tieši no atmosfēras. Ja nebūtu Mēness, tad varbūt dzīvība tik aktīvi neiznāktu no okeāna, jo tur ir labi visos aspektos - termostatiska vide, bezsvara stāvoklis. Bet, ja pēkšņi nokļuvi krastā, vajadzēja kaut kā izdzīvot.

Piekraste, it īpaši, ja tā ir līdzena, bēguma laikā ir ļoti pakļauta. Un kādu laiku cilvēki zaudē iespēju izmantot savu peldlīdzekli, bezpalīdzīgi guļot krastā kā vaļi. Bet tajā ir kaut kas noderīgs, jo bēguma periodu var izmantot kuģu remontam, it īpaši kādā līcī: kuģi brauca, tad ūdens aizgāja, un tos var salabot šajā laikā.

Piemēram, Kanādas austrumu piekrastē atrodas Fundija līcis, kurā esot pasaulē augstākie paisumi un bēgumi: ūdens līmeņa kritums var sasniegt 16 metrus, kas tiek uzskatīts par jūras paisuma rekordu uz Zemes. Jūrnieki ir pielāgojušies šim īpašumam: paisuma laikā viņi nogādā kuģi krastā, nostiprina to, un, ūdenim aizejot, kuģis karājas, un dibenu var aizblīvēt.

Cilvēki jau sen ir sākuši uzraudzīt un regulāri reģistrēt plūdmaiņu momentus un īpašības, lai uzzinātu, kā paredzēt šo parādību. Drīz izgudroja plūdmaiņas mērītājs- ierīce, kurā pludiņš pārvietojas uz augšu un uz leju atkarībā no jūras līmeņa, un rādījumi tiek automātiski uzzīmēti uz papīra diagrammas veidā. Starp citu, kopš pirmajiem novērojumiem līdz mūsdienām mērīšanas līdzekļi gandrīz nav mainījušies.

Pamatojoties uz lielu skaitu hidrogrāfu ierakstu, matemātiķi mēģina izveidot plūdmaiņu teoriju. Ja jums ir ilgtermiņa ieraksts par periodisku procesu, varat to sadalīt elementārajās harmonikās - dažādu amplitūdu sinusoīdos ar vairākiem periodiem. Un pēc tam, nosakot harmoniku parametrus, pagariniet kopējo līkni nākotnē un uz tā pamata izveidojiet plūdmaiņu tabulas. Mūsdienās šādas tabulas tiek publicētas par katru Zemes ostu, un jebkurš kapteinis, kas gatavojas ienākt ostā, paņem sev tabulu un skatās, kad būs pietiekams ūdens līmenis viņa kuģim.

Slavenākais stāsts, kas saistīts ar paredzamajiem aprēķiniem, notika Otrā pasaules kara laikā. pasaules karš: 1944. gadā mūsu sabiedrotie - briti un amerikāņi - gatavojās atvērt otro fronti pret nacistisko Vāciju, tāpēc bija nepieciešams izsēsties Francijas piekrastē. Francijas ziemeļu piekraste šajā ziņā ir ļoti nepatīkama: krasts ir stāvs, 25-30 metrus augsts, un okeāna dibens ir diezgan sekls, tāpēc kuģi krastam var pietuvoties tikai maksimālā paisuma un paisuma laikā. Ja tie uzskrietu uz sēkļa, tos vienkārši apšautu no lielgabaliem. Lai no tā izvairītos, tika izveidots īpašs mehānisks (elektronisko vēl nebija) dators. Viņa veica Furjē jūras līmeņa laikrindu analīzi, izmantojot savā ātrumā rotējošas bungas, caur kurām izgāja metāla kabelis, kas summēja visus Furjē sērijas nosacījumus, un ar kabeli savienota spalva izveidoja plūdmaiņu augstuma un plūdmaiņu augstuma grafiku. laiks. Tas bija īpaši slepens darbs, kas ievērojami pavirzīja uz priekšu plūdmaiņu teoriju, jo bija iespējams pietiekami precīzi prognozēt augstākā paisuma brīdi, pateicoties kuram smagie militārie transporta kuģi peldēja pāri Lamanšam un izsēdināja karaspēku krastā. Šādi matemātiķi un ģeofiziķi izglāba daudzu cilvēku dzīvības.

Daži matemātiķi mēģina vispārināt datus planētu mērogā, mēģinot izveidot vienotu plūdmaiņu teoriju, taču dažādās vietās veikto ierakstu salīdzināšana ir sarežģīta, jo Zeme ir tik neregulāra. Tikai nulles tuvinājumā viens okeāns klāj visu planētas virsmu, bet patiesībā ir kontinenti un vairāki vāji saistīti okeāni, un katram okeānam ir sava dabisko svārstību frekvence.

Iepriekšējās diskusijas par jūras līmeņa svārstībām Mēness un Saules ietekmē attiecās uz atklātām okeāna telpām, kur plūdmaiņu paātrinājums dažādos krastos ir ļoti atšķirīgs. Un vai vietējās ūdenstilpēs - piemēram, ezeros - paisums var radīt jūtamu efektu?

Šķiet, ka tā nevajadzētu, jo visos ezera punktos paisuma paātrinājums ir aptuveni vienāds, atšķirība ir neliela. Piemēram, Eiropas centrā atrodas Ženēvas ezers, tas ir tikai aptuveni 70 km garš un nekādi nav saistīts ar okeāniem, taču cilvēki jau sen ievērojuši, ka tur ir ievērojamas ikdienas ūdens svārstības. Kāpēc tās rodas?

Jā, paisuma spēks ir ārkārtīgi mazs. Bet galvenais, lai tas būtu regulārs, t.i. darbojas periodiski. Visi fiziķi zina efektu, kas, periodiski pieliekot spēku, dažkārt izraisa palielinātu svārstību amplitūdu. Piemēram, tu no kafejnīcas paņem bļodu zupas un... Tas nozīmē, ka jūsu soļu frekvence ir rezonanse ar šķidruma dabiskajām vibrācijām plāksnē. Pamanot to, mēs strauji mainām pastaigas tempu - un zupa “nomierinās”. Katrai ūdenstilpei ir sava pamata rezonanses frekvence. Un jo lielāks ir rezervuāra izmērs, jo zemāka ir tajā esošā šķidruma dabisko vibrāciju biežums. Tātad paša Ženēvas ezera rezonanses frekvence izrādījās daudzkārtēja plūdmaiņu frekvencei, un neliela plūdmaiņu ietekme "pazaudē" Ženēvas ezeru tā, ka līmenis tā krastos mainās diezgan jūtami. Šos ilgstošos stāvviļņus, kas rodas slēgtās ūdenstilpēs, sauc seiches.

Paisuma enerģija

Mūsdienās viņi cenšas savienot vienu no alternatīvajiem enerģijas avotiem ar plūdmaiņu efektu. Kā jau teicu, galvenā plūdmaiņu ietekme nav tā, ka ūdens ceļas un krīt. Galvenais efekts ir paisuma straume, kas vienas dienas laikā pārvieto ūdeni ap visu planētu.

Seklās vietās šis efekts ir ļoti svarīgs. Jaunzēlandes apgabalā kapteiņi pat neriskē vadīt kuģus cauri dažiem jūras šaurumiem. Buru laivām nekad neizdevās tur tikt cauri, un mūsdienīgi kuģi iziet ar grūtībām, jo ​​dibens ir sekls un paisuma straumēm ir milzīgs ātrums.

Bet, tā kā ūdens plūst, šo kinētisko enerģiju var izmantot. Un jau ir uzceltas spēkstacijas, kurās turbīnas rotē uz priekšu un atpakaļ paisuma straumju ietekmē. Tie ir diezgan funkcionāli. Pirmā paisuma spēkstacija (TPP) tika izgatavota Francijā, tā joprojām ir lielākā pasaulē, ar jaudu 240 MW. Salīdzinot ar hidroelektrostaciju, tā, protams, nav tik lieliska, bet apkalpo tuvākos lauku apvidus.

Jo tuvāk polam, jo ​​mazāks paisuma viļņa ātrums, tāpēc Krievijā nav piekrastes, kurās būtu ļoti spēcīgi plūdmaiņas. Kopumā mums ir maz izeju uz jūru, un Ziemeļu Ledus okeāna piekraste nav īpaši izdevīga plūdmaiņu enerģijas izmantošanai arī tāpēc, ka plūdmaiņas virza ūdeni no austrumiem uz rietumiem. Bet joprojām ir vietas, kas piemērotas PES, piemēram, Kislaya Bay.

Fakts ir tāds, ka līčos plūdmaiņas vienmēr rada lielāku efektu: vilnis uzskrien, steidzas līcī, un tas sašaurinās, sašaurinās - un amplitūda palielinās. Līdzīgs process notiek tā, it kā būtu saplaisājusi pātaga: sākumā garais vilnis lēni virzās pa pātagu, bet pēc tam kustībā iesaistītās pātagas daļas masa samazinās, tāpēc ātrums palielinās (impulss mv tiek saglabāts!) un šaurajā galā sasniedz virsskaņu, kā rezultātā dzirdam klikšķi.

Izveidojot eksperimentālo mazjaudas Kislogubskaya TPP, enerģētiķi mēģināja saprast, cik efektīvi var izmantot elektrības ražošanai plūdmaiņas polāros platuma grādos. Tam nav lielas ekonomiskas jēgas. Toties tagad ir projekts ļoti jaudīgai Krievijas TES (Mezenskaja) – par 8 gigavatiem. Lai sasniegtu šo kolosālo spēku, nepieciešams nobloķēt lielu līci, ar aizsprostu atdalot Balto jūru no Barenca jūras. Tiesa, ir ļoti apšaubāms, ka tas tiks darīts, kamēr mums būs nafta un gāze.

Plūdmaiņu pagātne un nākotne

Starp citu, no kurienes nāk plūdmaiņu enerģija? Turbīna griežas, rodas elektrība, un kāds objekts zaudē enerģiju?

Tā kā plūdmaiņu enerģijas avots ir Zemes rotācija, ja mēs smeļamies no tās, tas nozīmē, ka rotācijai ir jāpalēninās. Šķiet, ka Zemei ir iekšējie enerģijas avoti (siltums no dzīlēm nāk no ģeoķīmiskiem procesiem un radioaktīvo elementu sabrukšanas), un ir ar ko kompensēt kinētiskās enerģijas zudumu. Tā ir taisnība, taču enerģijas plūsma, kas vidēji izplatās gandrīz vienmērīgi visos virzienos, diez vai var būtiski ietekmēt leņķisko impulsu un mainīt rotāciju.

Ja Zeme negrieztos, paisuma un bēguma paisumi būtu precīzi norādīti Mēness virzienā un pretējā virzienā. Bet, griežoties, Zemes ķermenis tos nes uz priekšu griešanās virzienā - un rodas pastāvīga plūdmaiņu maksimuma un sublunārā punkta novirze par 3-4 grādiem. Pie kā tas noved? Kupris, kas atrodas tuvāk Mēnesim, tiek piesaistīts tam spēcīgāk. Šim gravitācijas spēkam ir tendence palēnināt Zemes rotāciju. Un pretējais kupris atrodas tālāk no Mēness, tas mēģina paātrināt rotāciju, bet tiek piesaistīts vājāk, tāpēc rezultējošais spēka moments rada bremzējošu efektu uz Zemes rotāciju.

Tātad mūsu planēta nemitīgi samazina savu rotācijas ātrumu (lai gan ne visai regulāri, lēcienos, kas ir saistīts ar masu pārneses īpatnībām okeānos un atmosfērā). Kāda ir Zemes plūdmaiņu ietekme uz Mēnesi? Tuvākais plūdmaiņas izspiedums velk sev līdzi Mēnesi, bet attālais, gluži pretēji, to palēnina. Pirmais spēks ir lielāks, kā rezultātā Mēness paātrinās. Tagad atcerieties no iepriekšējās lekcijas, kas notiek ar satelītu, kas kustībā tiek piespiedu kārtā vilkts uz priekšu? Palielinoties tās enerģijai, tā attālinās no planētas, un tās leņķiskais ātrums samazinās, jo palielinās orbītas rādiuss. Starp citu, Mēness apgriezienu perioda palielināšanās ap Zemi tika novērota jau Ņūtona laikā.

Runājot skaitļos, Mēness attālinās no mums par aptuveni 3,5 cm gadā, un Zemes dienas garums ik pēc simts gadiem palielinās par sekundes simtdaļu. Šķiet, ka tas ir muļķības, taču atcerieties, ka Zeme pastāv jau miljardiem gadu. Ir viegli aprēķināt, ka dinozauru laikā dienā bija apmēram 18 stundas (pašreizējās stundas, protams).

Mēnesim attālinoties, paisuma spēki kļūst mazāki. Bet tas vienmēr attālinājās, un, ja mēs paskatīsimies pagātnē, mēs redzēsim, ka pirms Mēness bija tuvāk Zemei, kas nozīmē, ka plūdmaiņas bija augstākas. Jūs varat novērtēt, piemēram, ka Arhejas laikmetā, pirms 3 miljardiem gadu, plūdmaiņas bija kilometru augstas.

Paisuma un paisuma parādības uz citām planētām

Protams, tādas pašas parādības notiek arī citu planētu sistēmās ar satelītiem. Piemēram, Jupiters ir ļoti masīva planēta ar liels skaitlis satelīti. Tās četrus lielākos pavadoņus (tos sauc par Galileo, jo Galileo tos atklāja) diezgan būtiski ietekmē Jupiters. Tuvākais no tiem, Io, ir pilnībā klāts ar vulkāniem, starp kuriem ir vairāk nekā piecdesmit aktīvi, un tie izstaro "papildu" vielu 250-300 km uz augšu. Šis atklājums bija diezgan negaidīts: uz Zemes nav tik spēcīgu vulkānu, bet šeit mazs ķermenis Mēness lielumā, kuram jau sen vajadzēja atdzist, bet tā vietā tas izstaro siltumu uz visām pusēm. Kur ir šīs enerģijas avots?

Io vulkāniskā aktivitāte nebija pārsteigums visiem: sešus mēnešus pirms pirmās zondes pietuvošanās Jupiteram divi amerikāņu ģeofiziķi publicēja rakstu, kurā aprēķināja Jupitera plūdmaiņu ietekmi uz šo mēnesi. Tas izrādījās tik liels, ka varēja deformēt satelīta korpusu. Un deformācijas laikā vienmēr izdalās siltums. Kad paņemam auksta plastilīna gabalu un sākam to mīcīt rokās, pēc vairākām saspiešanām tas kļūst mīksts un vijīgs. Tas notiek nevis tāpēc, ka roka to uzsildīja ar savu siltumu (tas pats notiks, ja saspiedīsiet to aukstā netiklā), bet gan tāpēc, ka deformācijas rezultātā tajā tika ievietota mehāniskā enerģija, kas tika pārvērsta siltumenerģijā.

Bet kāpēc uz zemes Jupitera plūdmaiņu ietekmē mainās satelīta forma? Šķiet, ka, pārvietojoties pa apļveida orbītu un sinhroni rotējot, tāpat kā mūsu Mēness, tas kādreiz kļuva par elipsoīdu - un nav iemesla turpmākiem formas izkropļojumiem? Tomēr netālu no Io ir arī citi satelīti; tie visi izraisa tā (Io) orbītas nelielu nobīdi uz priekšu un atpakaļ: tas vai nu tuvojas Jupiteram, vai attālinās. Tas nozīmē, ka plūdmaiņu ietekme vai nu vājina, vai pastiprinās, un ķermeņa forma visu laiku mainās. Starp citu, par paisumiem Zemes cietajā ķermenī es vēl neesmu runājis: protams, arī tie pastāv, tie nav tik augsti, decimetra kārtībā. Ja jūs sēdēsit savā vietā sešas stundas, tad, pateicoties plūdmaiņām, jūs “nostaigāsit” apmēram divdesmit centimetrus attiecībā pret Zemes centru. Cilvēkiem šī vibrācija, protams, ir nemanāma, taču ģeofiziskie instrumenti to reģistrē.

Atšķirībā no cietās zemes, Io virsma katrā orbitālajā periodā svārstās ar daudzu kilometru amplitūdu. Liels daudzums deformācijas enerģijas tiek izkliedēts kā siltums un uzsilda pazemes virsmu. Starp citu, meteorītu krāteri uz tā nav redzami, jo vulkāni pastāvīgi bombardē visu virsmu ar svaigu vielu. Tiklīdz veidojas trieciena krāteris, simts gadus vēlāk tas tiek pārklāts ar blakus esošo vulkānu izvirdumu produktiem. Tie darbojas nepārtraukti un ļoti spēcīgi, un tam pievieno planētas garozas lūzumus, caur kuriem no dzīlēm izplūst dažādu minerālu, galvenokārt sēra, kausējums. Plkst paaugstināta temperatūra tas kļūst tumšāks, tāpēc straume no krātera izskatās melna. Un vulkāna vieglā mala ir atdzesēta viela, kas krīt ap vulkānu. Uz mūsu planētas no vulkāna izmesta matērija parasti tiek palēnināta ar gaisu un nokrīt tuvu ventilācijas atverei, veidojot konusu, bet uz Io nav atmosfēras, un tā lido pa ballistisko trajektoriju tālu visos virzienos. Varbūt šis ir visspēcīgākā plūdmaiņu efekta piemērs Saules sistēmā.

Otrs Jupitera pavadonis Eiropa izskatās pēc mūsu Antarktīdas, to klāj nepārtraukta ledus garoza, vietām saplaisājusi, jo arī to kaut kas nemitīgi deformē. Tā kā šis satelīts atrodas tālāk no Jupitera, plūdmaiņu efekts šeit nav tik spēcīgs, bet tomēr diezgan jūtams. Zem šīs ledainās garozas ir šķidrs okeāns: fotogrāfijās redzamas strūklakas, kas izplūst no dažām plaisām, kas pavērušās. Paisuma spēku ietekmē okeāns plosās, un uz tā virsmas peld un saduras ledus lauki, līdzīgi kā tas notiek Ziemeļu Ledus okeānā un Antarktīdas piekrastē. Izmērītā Eiropas okeāna šķidruma elektriskā vadītspēja liecina, ka tas ir sālsūdens. Kāpēc tur nevarētu būt dzīvība? Būtu vilinoši nolaist ierīci kādā no plaisām un redzēt, kas tur dzīvo.

Patiesībā ne visas planētas satiekas. Piemēram, Enceladam, Saturna pavadonim, arī ir ledaina garoza un zem tā ir okeāns. Taču aprēķini liecina, ka ar plūdmaiņu enerģiju nepietiek, lai subglaciālais okeāns uzturētu šķidrā stāvoklī. Protams, bez plūdmaiņām jebkuram debess ķermenim ir arī citi enerģijas avoti - piemēram, bojājošie radioaktīvie elementi (urāns, torijs, kālijs), taču uz mazām planētām tiem diez vai var būt nozīmīga loma. Tas nozīmē, ka ir kaut kas, ko mēs vēl nesaprotam.

Paisuma efekts ir ārkārtīgi svarīgs zvaigznēm. Kāpēc – par to vairāk nākamajā lekcijā.

© Vladimirs Kalanovs,
"Zināšanas ir spēks".

Jūras plūdmaiņu parādība ir pamanīta kopš seniem laikiem. Hērodots rakstīja par plūdmaiņām 5. gadsimtā pirms mūsu ēras. Ilgu laiku cilvēki nevarēja saprast plūdmaiņu būtību. Ir izteikti dažādi fantastiski pieņēmumi, piemēram, ka Zeme elpo. Pat slavenais zinātnieks (1571-1630), kurš atklāja planētu kustības likumus, uzskatīja, ka plūdmaiņas un bēgumi ir... planētas Zeme elpošanas rezultāts.

Franču matemātiķis un filozofs (1596-1650) bija pirmais starp Eiropas zinātniekiem, kurš norādīja uz saikni starp plūdmaiņām un paisumiem, taču nesaprata, kas tas ir. Tāpēc viņš sniedza šādu skaidrojumu paisuma fenomenam, kas ir tik tālu no patiesības: Mēness, griežoties ap Zemi, izdara spiedienu uz ūdeni, liekot tam nolaisties.

Pamazām zinātnieki saprata šo, jāsaka, sarežģīto problēmu, un tika konstatēts, ka plūdmaiņas ir Mēness un (mazākā mērā) Saules gravitācijas spēku ietekmes sekas uz okeāna virsmu.

Okeanoloģijā ir dota šāda definīcija: Ritmisko ūdens kāpumu un kritumu, kā arī ar to saistītās straumes sauc par plūdmaiņām.

Plūdmaiņas notiek ne tikai okeānā, bet arī atmosfērā un zemes garozā. Zemes garozas pacēlums ir ļoti niecīgs, tāpēc tos var noteikt tikai ar īpašiem instrumentiem. Vēl viena lieta ir ūdens virsma. Ūdens daļiņas pārvietojas un, saņemot paātrinājumu no Mēness, tuvojas tam nesalīdzināmi vairāk nekā zemes debess. Tāpēc pusē, kas vērsta pret Mēnesi, ūdens paceļas uz augšu, veidojot līkumu, sava veida ūdens uzkalnu uz okeāna virsmas. Kad Zeme griežas ap savu asi, šis ūdens pilskalns pārvietojas pa okeāna virsmu.

Teorētiski plūdmaiņu veidošanā piedalās pat tālas zvaigznes. Bet tas paliek tīri teorētisks priekšlikums, jo zvaigžņu ietekme ir niecīga un to var neņemt vērā. Precīzāk, to nav iespējams atstāt novārtā, jo nav ko atstāt novārtā. Saules ietekme uz okeāna virsmu lielā zvaigznes attāluma dēļ ir 3-4 reizes vājāka nekā Mēness ietekme. Spēcīgi Mēness paisumi maskē Saules pievilcību, un tāpēc Saules plūdmaiņas kā tādas netiek novērotas.

Ūdens līmeņa galējo stāvokli plūdmaiņas beigās sauc pilns ar ūdeni, un bēguma beigās - zems ūdens.

Divas fotogrāfijas, kas uzņemtas no viena punkta zemā un augsta ūdens mirkļos,
sniegt priekšstatu par plūdmaiņu līmeņa svārstībām.

Ja sāksim vērot paisumu liela ūdens brīdī, tad redzēsim, ka pēc 6 stundām būs zemākais ūdens līmenis. Pēc tam atkal sāksies paisums, kas arī turpināsies 6 stundas, līdz sasniegs augstāko līmeni. Nākamais paisums notiks 24 stundas pēc mūsu novērojuma sākuma.

Bet tas notiks tikai ideālos, teorētiskos apstākļos. Reāli dienā ir viens paisums un viens bēgums – un tad paisumu sauc par diennakts. Vai arī tas var notikt divos plūdmaiņu ciklos. Šajā gadījumā mēs runājam par pusdienas paisumu.

Ikdienas paisuma periods ilgst nevis 24 stundas, bet gan 50 minūtes ilgāk. Attiecīgi pusdienas paisums ilgst 12 stundas un 25 minūtes.

Pasaules okeānā pārsvarā ir pusdienas plūdmaiņas. Par to liecina Zemes rotācija ap savu asi. Paisums kā milzīgs maigs vilnis, kura garums ir daudzi simti kilometru, izplatās pa visu Pasaules okeāna virsmu. Šāda viļņa rašanās periods katrā okeāna vietā svārstās no pusdienas līdz dienai. Pamatojoties uz plūdmaiņu rašanās biežumu, tos izšķir kā diennakts un pusdienu.

Pilnas Zemes apgrieziena laikā ap savu asi Mēness pa debesīm pārvietojas par aptuveni 13 grādiem. Paisuma vilnis aizņem tikai 50 minūtes, lai “panāktu” ar Mēnesi. Tas nozīmē, ka pilna ūdens ierašanās laiks tajā pašā vietā okeānā pastāvīgi mainās attiecībā pret diennakts laiku. Tātad, ja šodien pusdienlaikā bija liels ūdens, tad rīt tas būs pulksten 12 stundās 50 minūtēs un parīt pulksten 13 stundās 40 minūtēs.

Atklātā okeānā, kur paisuma vilnis nesaskaras ar kontinentu, salu, dibena nelīdzenumu un piekrastes līniju pretestību, pārsvarā notiek regulāras pusdienas plūdmaiņas. Paisuma viļņi atklātā okeānā ir neredzami, kur to augstums nepārsniedz vienu metru.

Paisums ar pilnu spēku izpaužas atklātā okeāna piekrastē, kur desmitiem un simtiem jūdžu garumā nav redzamas ne salas, ne krasta līnijas krasi līkumi.

Kad Saule un Mēness atrodas uz vienas līnijas vienā Zemes pusē, šķiet, ka abu gaismekļu gravitācijas spēks summējas. Tas notiek divas reizes Mēness mēnesī - jaunā mēnesī vai pilnmēness. Šo gaismekļu stāvokli sauc par syzygy, un šajās dienās notiekošo plūdmaiņu sauc. Pavasara plūdmaiņas ir visaugstākās un spēcīgākās plūdmaiņas. Turpretim zemākās plūdmaiņas tiek sauktas par .

Jāņem vērā, ka pavasara plūdmaiņu līmenis vienā un tajā pašā vietā ne vienmēr ir vienāds. Iemesls joprojām ir tas pats: Mēness kustība ap Zemi un Zeme ap Sauli. Neaizmirsīsim, ka Mēness orbīta ap Zemi ir nevis aplis, bet elipse, radot diezgan jūtamu atšķirību starp Mēness perigeju un apogeju – 42 tūkstoši km. Ja syzygy laikā Mēness atrodas perigejā, tas ir, visīsākajā attālumā no Zemes, tas izraisīs augstu paisuma vilni. Labi, ja tajā pašā laika posmā Zeme, pārvietojoties pa savu eliptisku orbītu ap Sauli, atrodas vismazākajā attālumā no tās (un reizēm arī notiek sakritības), tad plūdmaiņu bēgums un plūsma sasniegs maksimālo lielumu.

Šeit ir daži piemēri, kas parāda maksimālo augstumu, kādu sasniedz okeāna plūdmaiņas noteiktās vietās visā pasaulē (metros):

Vārds	Atrašanās vieta	Paisuma augstums (m)
Mezen līcis baltā jūra
Kolorādo upes estuārs
Okhotskas jūras Penžinskas līcis
Seulas upes grīva	Dienvidkoreja
Fitzroy upes estuārs	Austrālija
Grenvila
Koksoak upes grīva
Port Gallegas	Argentīna
Fundy līcis

Paisuma laikā ūdens ceļas dažādos ātrumos. Paisuma raksturs lielā mērā ir atkarīgs no jūras gultnes slīpuma leņķa. Stāvos krastos ūdens sākumā ceļas lēni - 8-10 milimetri minūtē. Tad paisuma ātrums palielinās, kļūstot par vislielāko pozīcijā “pusūdens”. Pēc tam tas palēninās līdz plūdmaiņas augšējās robežas pozīcijai. Paisuma dinamika ir līdzīga paisuma dinamikai. Taču plašās pludmalēs paisums izskatās pavisam savādāk. Šeit ūdens līmenis paaugstinās ļoti strauji, un dažkārt to pavada augsts paisuma vilnis, kas strauji steidzas gar seklumu. Peldēšanas entuziasti, kas šādās pludmalēs blenza, neko labu šajos gadījumos nevar gaidīt. Jūras stihija neprot jokot.

Iekšējās jūrās, ko no pārējā okeāna norobežo šauri un sekli līkumoti jūras šaurumi vai mazu salu kopas, plūdmaiņas ierodas ar tikko pamanāmu amplitūdu. Mēs to redzam Baltijas jūras piemērā, kuru no plūdmaiņām droši noslēdz seklie Dānijas jūras šaurumi. Teorētiski paisuma augstums Baltijas jūrā ir 10 centimetri. Bet šie paisumi ir acīm neredzami, tos slēpj ūdens līmeņa svārstības vēja vai atmosfēras spiediena izmaiņu dēļ.

Ir zināms, ka Sanktpēterburgā bieži ir plūdi, dažreiz ļoti spēcīgi. Atcerēsimies, cik spilgti un patiesi izcilais krievu dzejnieks A.S. dzejolī “Bronzas jātnieks” pārstāstīja 1824. gada bargo plūdu drāmu. Puškins. Par laimi, šāda mēroga plūdiem Sanktpēterburgā nav nekāda sakara ar plūdmaiņām. Šos plūdus izraisa ciklonu vēji, kas Somu līča austrumu daļā un Ņevā būtiski paaugstina ūdens līmeni par 4–5 metriem.

Okeāna plūdmaiņas vēl mazāk ietekmē Melnās un Azovas, kā arī Egejas un Vidusjūras iekšējo jūru. Azovas jūrā, ko ar Melno jūru savieno šaurais Kerčas šaurums, plūdmaiņu amplitūda ir tuvu nullei. Melnajā jūrā ūdens līmeņa svārstības plūdmaiņu ietekmē nesasniedz pat 10 centimetrus.

Un otrādi, līčos un šauros līčos, kuriem ir brīva saziņa ar okeānu, plūdmaiņas sasniedz ievērojamu līmeni. Brīvi ieejot līcī, paisuma masas steidzas uz priekšu un, neatradušas izeju starp sašaurinošajiem krastiem, paceļas augšā un applūst zemi plašā teritorijā.

Okeāna plūdmaiņu laikā bīstama parādība sauc bors. Plūsma jūras ūdens, ieejot upes gultnē un satiekoties ar upes straumi, tas veido spēcīgu putojošu šahtu, kas paceļas kā siena un strauji virzās pret upes straumi. Pa ceļam bors grauj krastus un var iznīcināt un nogremdēt jebkuru kuģi, ja tas nonāk upes kanālā.

Uz lielākās upes Dienvidamerika Amazonē spēcīgs paisuma vilnis 5-6 metrus augsts iet garām ar ātrumu 40-45 km/h līdz pusotra tūkstoša kilometru attālumā no grīvas.

Dažkārt paisuma viļņi aptur upju plūsmu un pat pagriež tās pretējā virzienā.

Krievijas teritorijā upēs, kas ieplūst Baltās jūras Mezen līcī, ir neliels bors.

Lai izmantotu plūdmaiņu enerģiju, dažās valstīs, tostarp Krievijā, ir uzceltas plūdmaiņu spēkstacijas. Pirmās plūdmaiņu spēkstacija, kas uzcelta Baltās jūras Kislogubskajas līcī, bija tikai 800 kilovatu jauda. Pēc tam PES tika izstrādāti ar desmitiem un simtiem tūkstošu kilovatu jaudu. Tas nozīmē, ka plūdmaiņas sāk darboties cilvēka labā.

Un visbeidzot, bet globāli svarīgi, par plūdmaiņām. Plūdmaiņu izraisītās straumes saskaras ar pretestību no kontinentiem, salām un jūras dibena. Daži zinātnieki uzskata, ka ūdens masu berzes rezultātā pret šiem šķēršļiem Zemes rotācija ap savu asi palēninās. No pirmā acu uzmetiena šī palēnināšanās ir diezgan nenozīmīga. Aprēķini liecina, ka visā mūsu laikmeta periodā, tas ir, vairāk nekā 2000 gadu laikā, dienas uz Zemes ir kļuvušas par 0,035 sekundēm garākas. Bet uz ko balstījās aprēķins?

Izrādās, ka ir pierādījumi, kaut arī netieši, ka mūsu planētas rotācija palēninās. Pētot devona perioda izmirušos koraļļus, angļu zinātnieks D. Velss atklāja, ka ikdienas augšanas gredzenu skaits ir 400 reižu lielāks nekā gada. Astronomijā ir atzīta planētu kustību stabilitātes teorija, saskaņā ar kuru gada ilgums praktiski nemainās.

Izrādās, ka devona periodā, tas ir, pirms 380 miljoniem gadu, gads sastāvēja no 400 dienām. Līdz ar to dienas ilgums bija 21 stunda un 42 minūtes.

Ja D. Velss nav kļūdījies, aprēķinot seno koraļļu diennakts gredzenus un ja pārējie aprēķini ir pareizi, tad viss nonāk līdz tam, ka pēc nepilniem 12–13 miljardiem gadu Zemes diena kļūs vienāda ar Mēness mēnesis. Un tad ko? Tad mūsu Zeme pastāvīgi būs ar vienu pusi pret Mēnesi, kā tas pašlaik ir ar Mēnesi attiecībā pret Zemi. Augošie ūdeņi nostabilizēsies vienā Zemes pusē, plūdmaiņas pārstās eksistēt, un saules plūdmaiņas ir pārāk vājas, lai tās būtu jūtamas.

Mēs sniedzam saviem lasītājiem iespēju patstāvīgi novērtēt šo diezgan eksotisko hipotēzi.

© Vladimirs Kalanovs,
"Zināšanas ir spēks"