Kādi ir jūru bēgumi un bēgumi. Ebb and flow

Studentu grupa H-30

Cvetkovs E.N.

Pārbaudīts:

Petrova I.F.

Maskava, 2003

    Galvenā daļa…………………………………………………….

    Definīcija..……………......……………………………...

    Parādības būtība ……………………………………………

    Laika maiņa ………………………………………

    Izplatība un izpausmes mērogs …………………

    Mīti un leģendas …………………………………………….

    Pētījuma vēsture …………………………………………

    Ietekme uz vidi …………………………………

    Ietekme uz ekonomisko aktivitāti …………………

    Cilvēka ietekme uz šo procesu …………………….

    Prognozēšanas un kontroles iespēja …………….

    Bibliogrāfija………………………………………………..

Definīcija.

Ebb and flow, periodiskas ūdens līmeņa svārstības (kāpumi un kritumi) ūdens apgabalos uz Zemes, kas rodas Mēness un Saules gravitācijas pievilcības dēļ, kas iedarbojas uz rotējošo Zemi. Visas lielās ūdens teritorijas, tostarp okeāni, jūras un ezeri, vienā vai otrā pakāpē ir pakļautas plūdmaiņām, lai gan ezeros tās ir mazas.

Augstāko ūdens līmeni, kas novērots diennaktī vai pusi dienas paisuma laikā, sauc par paisumu, zemāko līmeni bēguma laikā sauc par bēgumu, un brīdi, kad tiek sasniegtas šīs robežatzīmes, sauc attiecīgi par stāvēšanu (vai posmu). paisums vai bēgums. Vidējais jūras līmenis ir nosacīta vērtība, virs kuras līmeņa atzīmes atrodas paisuma un bēguma laikā, bet zemāk - bēguma laikā. Tas ir lielas steidzamu novērojumu sērijas vidējais rezultāts. Paisuma (vai bēguma) vidējais augstums ir vidējā vērtība, kas aprēķināta no lielas datu sērijas par augsta vai zema ūdens līmeni. Abi šie vidējie līmeņi ir saistīti ar vietējo krājumu.

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 pretējo, savukārt okeāna straumes, kas pārvietojas nepārtraukti un vienvirziena, ir saistītas ar vispārējo atmosfēras cirkulāciju un aptver lielus atklātā okeāna plašumus.

Pārejas intervālos no paisuma līdz bēgumam un otrādi ir grūti noteikt plūdmaiņas straumes tendenci. Šajā laikā (ne vienmēr tas sakrīt ar paisumu vai bēgumu) tiek teikts, ka ūdens "stagnējas".

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

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

Cēlonis

Galvenais iemesls, kāpēc ūdens līmenis pasaules okeānos katru dienu paaugstinās un pazeminās, ir gravitācija. Pirmkārt, tas 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 Saules sistēmas planēta.
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 tās 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 iedarbotos uz cietiem ķermeņiem (lai gan to Mēness spēj izstiepties līdz 30 cm!), tomēr Pasaules okeānā tas būtiski ietekmē ūdeni, kura šķidrais stāvoklis ļauj ūdens līmenim mainīties par vairākus metrus.

Paisumi un bēgumi

Mēness apgriezienu laiks ap Zemi - Mēness diena - ir aptuveni 24 stundas 50 minūtes. Lielākajā daļā vietu uz zemes pusdienas paisums, tas ir, Mēness dienai mums ir divi paisumi un divi bēgumi. Tā kā Mēness diena ir garāka par Zemes dienu, paisuma 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 uz okeāna vairāk nekā divas nedēļas, ir pamanījuši, ka dažās dienās bēgums var būt ļoti spēcīgs, savukārt citās tas nav tik jūtams. 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 Mēnesi daļēji apgaismo Saule, ūdens kritums būs minimāls. Šo fenomenu sauc kvadratūra plūdmaiņas.

Tāpat Mēness un Saules kustības trajektorija ietekmē arī paisuma augstumu. Fakts ir tāds, ka Mēness ap Zemi pārvietojas nevis pa apli, bet gan pa elipsi. Tāpēc vienā reizē Mēness atrodas tuvāk Zemei, citā – tālāk. Kad pavasara paisums nokrīt 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 Saulei pēc iespējas tuvāk (arī tās orbīta izskatās pēc elipses), tad paisums būs vēl augstāks. 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 divi bēgumi un bēgumi no vienas un otras planētas puses?

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

Otrais paisums parādās divu faktoru dēļ. Pirmā ir Mēness gravitācijas atšķirība starp vienu Zemes pusi un otru. Otrais ir centrbēdzes spēks, kas rodas Zemes rotācijas laikā.

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

Tagad parunāsim par otro faktoru. Kas ir centrbēdzes spēks un no kurienes tas nāk. Iepriekš es minēju Zemes griešanos, bet ar to es nedomāju tās griešanos ap savu asi, bet gan 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. Tāpēc Zeme un Mēness riņķo ap šo centru ar tādu pašu ātrumu.

Iedomājieties, ka jūs uzliekat matu gumiju uz zīmuļa un sākāt to griezt. Elastīgā josla stiepjas pāri kustībai. Apmēram tas pats notiek ar ūdeni uz Zemes. Pateicoties šai Zemes rotācijai ap Mēnesi, rodas 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 paisums vienmēr būs aptuveni vienāds. Tomēr ar visu to paisuma augstums kaut kur ir pusmetrs, kaut kur trīs un kaut kur pat sešpadsmit (šo vietu Kanādā sauc par Fundy līci - zemāk esošajā fotoattēlā).

Iemesls tam ir dibena topogrāfija. Paisumu var uzskatīt par milzīgu vilni. Ja atceries, no kurienes nāk vilnis – tas sāk celties, kad dziļums kļūst mazāks par noteiktu atzīmi – tad kļūst arvien 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 minimumu. Ja uz mūsu planētas nebūtu zemes, tad ap planētu pārvietotos tikai divi paisuma viļņi. Tomēr kontinentu un okeāna dibena sarežģītās formas dēļ paisuma viļņu ir vairāk.

Apskatiet karti. Uz tā ir izceltas vietas ar dažādu paisuma augstumu, 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 būs plūdmaiņu svārstību amplitūda. Blakus šiem punktiem var redzēt melnu bultiņu, tā parāda, kādā virzienā virzās paisuma vilnis. Baltās līnijas iezīmē zonas, kur plūdmaiņas ir vienā fāzē, atšķirība starp katru līniju ir nedaudz vairāk par stundu. Ap katru punktu ir divpadsmit šādas fāzes. Paisuma viļņa šķērsošanas laiks visās šajās zonās 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 un bēguma augstumu var aprēķināt daudzus gadus uz priekšu. Katrā ostā varat atrast īpašas tabulas vai diagrammas, ko sauc par piesaistes diagrammām. Zemāk jūs atradīsiet divu veidu kaklasaites diagrammas.

Pirmajā variantā mēneša dienas ir atzīmētas pa horizontālo asi, bet stundas diennaktī – pa vertikālo asi. Kolonnu krustpunktos ir dati par ūdens līmeni konkrētajā dienā un stundā.

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

Kāpēc sērfotājiem tas 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 uz vietas. Jo lielāks tas ir, jo maigāks un lēnāks vilnis kļūst. Jo mazāks dziļums, jo asāks un ātrāks vilnis. Attiecīgi vietās, kur plūdmaiņas ir jūtamas, viļņa raksturs uz vietas būs diezgan atšķirīgs atkarībā no ūdens līmeņa. Tādējādi daži viļņi var darboties tikai bēguma laikā, jo tas 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. Šajā gadījumā vislabākie viļņi būs ar minimālu ūdens daudzumu pavasara plūdmaiņas laikā. Pie maksimālā ūdens līmeņa vilnis tur parasti pārstāj celties.

Bet Filipīnās, Siargao salā, Spot Cloud 9, kad ir daudz ūdens, vilnis joprojām saglabājas ass un pat nedaudz taurē. Un, kad ūdens noriet, dziļums kļūst līdz viduklim, un tad vilnis sāk pūst ļoti spēcīgi, tas kļūst superātrs un bīstams.

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

Vēl viens faktors, ko ietekmē bēgums un bēgums, ir straumes. Jo lielāks ūdens kritums, jo ātrāk tas nāk un iet, tas ir, straumes kļūst stiprākas. Tajā pašā laikā maksimālais straumju ātrums samazinās 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 notecēs visātrāk un plūsmas ātrums būs lielāks. Un ūdens kustības maiņas laikā, tas ir, pulksten 12 vai 6, straume palēninās.

Turklāt pastāv uzskats, ka, paaugstinoties ūdens līmenim, viļņi kļūst labāki. Tāpat kā ūdens kustība paisuma laikā ir vērsta tajā pašā virzienā kā viļņi, un tāpēc tie ir vienmērīgāki. Un otrādi, kad ūdens beidzas, viļņi kļūst sliktāki. Nav ticamu zinātnisku pierādījumu, kas apstiprinātu šo faktu, tomēr bieži vien viļņi patiešām uzlabojas uz bangojošā ūdens.

Ceru, ka šis raksts jums noderēja, uzzinājāt dažas jaunas lietas un šī informācija palīdzēs jums izvēlēties laiku ar vislabākajiem viļņiem!

Ebb and flow ir periodiska ūdens līmeņa paaugstināšanās un kritums okeānos un jūrās. Divas reizes dienas laikā ar aptuveni 12 stundu un 25 minūšu intervālu ūdens pie okeāna vai atklātās jūras krastiem paceļas un, ja nav šķēršļu, dažreiz applūst lielas telpas - tas ir paisums. Tad ūdens iet uz leju un atkāpjas, atsedzot dibenu - tas ir bēgums. Kāpēc tas notiek? Pat senie cilvēki par to domāja, viņi pamanīja, ka šīs parādības ir saistītas ar mēnesi. Uz galveno plūdmaiņu cēloni vispirms norādīja I. Ņūtons - tā ir Zemes pievilkšanās ar Mēness, pareizāk sakot, atšķirība starp visas Zemes Mēness pievilcību kopumā un tās ūdens čaulu.

Ebb un plūsma, ko izskaidro Ņūtona teorija


Zemes pievilcību, ko veic Mēness, veido atsevišķo Zemes daļiņu pievilkšanās ar Mēness palīdzību. Daļiņas, kas šobrīd atrodas tuvāk Mēnesim, tas piesaista spēcīgāk, un tālāk esošās ir vājākas. Ja Zeme būtu absolūti cieta, tad šai pievilkšanas spēka atšķirībai nebūtu nekādas nozīmes. Bet zeme nav absolūti ciets, tāpēc daļiņu pievilcības spēku atšķirība, kas atrodas netālu no Zemes virsmas un tās centra tuvumā (šo atšķirību sauc par plūdmaiņu veidojošo spēku), izspiež daļiņas viena pret otru, un Zeme, galvenokārt tās ūdens apvalks, ir deformēts.

Rezultātā tajā pusē, kas ir vērsta pret Mēnesi, un pretējā pusē ūdens paceļas, veidojot paisuma izvirzījumus, un tur uzkrājas liekais ūdens. Pateicoties tam, ūdens līmenis citos pretējos Zemes punktos šajā laikā pazeminās - šeit ir bēgums.

Ja Zeme negrieztos un Mēness paliktu nekustīgs, tad Zeme kopā ar tās ūdens čaulu vienmēr saglabātu to pašu iegarenu formu. Bet Zeme griežas, un Mēness apceļas ap Zemi apmēram 24 stundās un 50 minūtēs. Tajā pašā periodā plūdmaiņu izvirzījumi seko Mēnesim un virzās pa okeānu un jūru virsmu no austrumiem uz rietumiem. Tā kā ir divi šādi izvirzījumi, 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 viļņa laikā ūdens nedaudz paceļas: apmēram 1 m vai mazāk, kas jūrniekiem paliek gandrīz 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 starp bēgumu un bēgumu.

Lielākais paisums (apmēram 18 m) ir novērots vienā no Kanādas piekrastes līčiem. Krievijā augstākie paisumi (13 m) ir Gižiginskas un Penžinskas līcī Okhotskas jūrā. Iekšējās jūrās (piemēram, Baltijas vai Melnajā) plūdmaiņas ir gandrīz nemanāmas, jo ūdens masām, kas pārvietojas līdzi okeāna paisuma vilnim, nav laika iekļūt šādās jūrās. 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 ir atšķirīgs, jo attālums no Mēness līdz Zemei un lielākais Mēness augstums virs horizonta laika gaitā mainās, un tas noved pie plūdmaiņu veidojošo 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 visaugstākie paisumi. Bet Mēness pirmajā un trešajā ceturksnī Saules un Mēness paisuma spēki darbojas pretrunā, 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.

Ir ūdens kāpums un kritums. Tā ir jūras plūdmaiņu parādība. Jau senatnē novērotāji pamanīja, ka paisums iestājas kādu laiku pēc Mēness kulminācijas novērošanas vietā. Turklāt plūdmaiņas visspēcīgākās ir jauna un pilnmēness dienās, kad Mēness un Saules centri atrodas aptuveni vienā taisnē.

Ņemot to vērā, I.Ņūtons plūdmaiņas skaidroja ar gravitācijas darbību no Mēness un Saules, proti, ka dažādas Zemes daļas Mēness pievelk dažādos veidos.

Zeme griežas ap savu asi daudz ātrāk nekā Mēness ap Zemi. Rezultātā paisuma kalns (Zemes un Mēness relatīvais novietojums parādīts 38. attēlā) pārvietojas, pa Zemi skrien paisuma vilnis un rodas paisuma straumes. Tuvojoties krastam, viļņa augstums palielinās, paceļoties dibenam. Iekšējās jūrās paisuma viļņa augstums ir tikai daži centimetri, savukārt atklātā okeānā tas sasniedz aptuveni vienu metru. Labi izvietotos šauros līčos paisuma augstums palielinās vairākas reizes.

Ūdens berze pret dibenu, kā arī Zemes cietā apvalka deformācija ir saistīta ar siltuma izdalīšanos, kas izraisa Zemes-Mēness sistēmas enerģijas izkliedi. Tā kā paisuma kalns ir uz austrumiem, maksimālais paisums notiek pēc Mēness kulminācijas, paisuma pievilkšanās izraisa Mēness paātrinājumu un Zemes rotācijas palēnināšanos. Mēness pamazām attālinās no Zemes. Patiešām, ģeoloģiskie dati liecina, ka juras periodā (pirms 190-130 miljoniem gadu) plūdmaiņas bija daudz augstākas un diena bija īsāka. Jāņem vērā, ka attālumam līdz Mēnesim samazinoties 2 reizes, paisuma un paisuma augstums palielinās 8 reizes. Pašlaik diena palielinās par 0,00017 s gadā. Tātad aptuveni 1,5 miljardu gadu laikā to garums palielināsies līdz 40 mūsdienu dienām. Mēnesis būs tikpat garš. Rezultātā Zeme un Mēness vienmēr būs viens pret otru ar vienu un to pašu pusi. Pēc tam Mēness sāks pamazām tuvoties Zemei un vēl pēc 2-3 miljardiem gadu to plosīs paisuma spēki (ja, protams, līdz tam laikam Saules sistēma vēl pastāvēs).

Mēness ietekme uz plūdmaiņu

Sekojot Ņūtonam, sīkāk apsveriet plūdmaiņas, ko izraisa Mēness pievilkšanās, jo Saules ietekme ir ievērojami (2,2 reizes) mazāka.

Pierakstīsim izteiksmes Mēness pievilkšanās izraisītajiem paātrinājumiem par dažādi punkti Zeme, ņemot vērā, ka visiem ķermeņiem noteiktā kosmosa punktā šie paātrinājumi ir vienādi. AT inerciālā sistēma atsauce, kas savienota ar sistēmas masas centru, paātrinājuma vērtības būs:

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

kur a A, aO, a B ir paātrinājumi, ko izraisa Mēness pievilkšanās punktos A, O, B(37. att.); M ir mēness masa; r ir Zemes rādiuss; R- attālums starp Zemes un Mēness centriem (aprēķiniem to var uzskatīt par 60 r); G ir gravitācijas konstante.

Bet mēs dzīvojam uz Zemes, un visi novērojumi tiek veikti atskaites sistēmā, kas saistīta ar Zemes centru, nevis ar Zemes-Mēness masas centru. Lai pārietu uz šo sistēmu, no visiem paātrinājumiem ir jāatņem Zemes centra paātrinājums. Tad

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

Izdarīsim iekavas un ņemsim to vērā r maz, salīdzinot ar R un to var neņemt vērā summās un starpībās. Tad

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.

Paātrinājumi a’A un a’B identisks pēc moduļa, pretējs virzienā, katrs vērsts no Zemes centra. Viņus sauc plūdmaiņu paātrinājumi. Punktos C un D plūdmaiņu paātrinājumi, mazāki un vērsti uz Zemes centru.

Plūdmaiņu paātrinājumi Tiek saukti par paātrinājumiem, kas rodas ar ķermeni saistītajā atskaites sistēmā, jo šī ķermeņa galīgo izmēru dēļ traucējošais ķermenis piesaista tā dažādās daļas atšķirīgi. Punktos A un B gravitācijas paātrinājums ir mazāks nekā punktos C un D(37. att.). Tāpēc, lai spiediens tajā pašā dziļumā būtu vienāds (kā savienojošos traukos) šajos punktos, ūdenim ir jāpaceļas, veidojot tā saukto paisuma paisumu. Aprēķins liecina, ka atklātā okeānā ūdens kāpums jeb paisums ir aptuveni 40 cm. Piekrastes ūdeņos tas ir daudz lielāks, un rekords ir aptuveni 18 m. Ņūtona teorija to nevar izskaidrot.

Daudzu ārējo jūru piekrastē var redzēt kuriozu ainu: netālu no ūdens gar krastu izstiepti zvejas tīkli. Turklāt šie tīkli tika uzstādīti nevis zivju žāvēšanai, bet gan zivju ķeršanai. Ja paliksi krastā un vērosi jūru, tad viss kļūs skaidrs. Tagad ūdens sāk celties, un tur, kur vēl pirms dažām stundām bija smilšu sēklis, šļakstīja viļņi. Ūdenim atkāpjoties, parādījās tīkli, kuros sapinušās zivis dzirkstīja ar zvīņām. Zvejnieki, apejot tīklus, noņēma lomu. materiāls no vietnes

Lūk, kā aculiecinieks apraksta paisuma iestāšanos: “Mēs nokļuvām jūrā,” man teica kāds ceļa biedrs. Es neizpratnē paskatījos apkārt. Manā priekšā tiešām bija krasts: viļņu taka, pusaprakts roņa skelets, reti spuras gabali, gliemežvāku fragmenti. Un aiz tā stiepās līdzens plašums... un nekādas jūras. Bet pēc trim stundām horizonta nekustīgā līnija sāka elpot, kļuva satraukta. Un tagad viņai aiz muguras dzirkstīja jūras viļņi. Paisuma vilnis nevaldāmi ripoja uz priekšu pa pelēko virsmu. Apdzenot viens otru, viļņi izskrēja krastā. Viena pēc otras nogrima tālas klintis – un visapkārt var redzēt tikai ūdeni. Viņa iemet man sejā sāls aerosolu. Miruša līdzenuma vietā manā priekšā dzīvo un elpo ūdens virsma.

Kad paisuma vilnis iekļūst piltuvveida līcī, līča krasti it kā to saspiež, kā rezultātā paisuma augstums vairākas reizes palielinās. Tātad Fundy līcī pie Ziemeļamerikas austrumu krasta paisuma augstums sasniedz 18 m. Eiropā augstākie paisumi (līdz 13,5 metriem) notiek Bretaņā netālu no Senmalo pilsētas.

Ļoti bieži paisuma vilnis iekļūst upju grīvās, paceļot ūdens līmeni tajās par vairākiem metriem. Piemēram, netālu no Londonas, Temzas upes grīvā, paisums ir 5 m augsts.

2012. gada 15. oktobris

Britu fotogrāfs Maikls Mārtins (Maikls Mārtens) izveidoja oriģinālu kadru sēriju, kas iemūžina Lielbritānijas piekrasti tādos pašos leņķos, bet atšķirīgs laiks. Viens šāviens paisuma laikā un viens bēguma laikā.

Tas izrādījās ļoti neparasts, un pozitīvās 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 kadru sēriju. Laiks starp augstu un zemu ūdens līmeni vidēji ir nedaudz vairāk par sešām stundām. Tāpēc Maiklam katrā vietā jāpakavējas ilgāk nekā tikai daži slēģa klikšķi. Ideju izveidot šādu darbu sēriju autors uzturēja ilgu laiku. Viņš meklēja, kā dabas pārmaiņas realizēt filmā, bez cilvēka ietekmes. Un es to atradu nejauši vienā no piejūras Skotijas ciematiem, kur pavadīju visu dienu un atradu paisuma un bēguma laiku.

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

Augstāko ūdens līmeni, kas novērots diennakts vai pusdienas laikā paisuma laikā, sauc par augstu ūdens līmeni, zemāko līmeni bēguma laikā sauc par zemūdens līmeni, un brīdi, kad tiek sasniegtas šīs robežatzīmes, sauc attiecīgi par stāvēšanu (vai posmu). paisums vai bēgums. Vidējais jūras līmenis ir nosacīta vērtība, virs kuras līmeņa atzīmes atrodas paisuma un bēguma laikā, bet zemāk - 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 pretējo, atšķirībā no tām, okeāna straumes, kas pārvietojas nepārtraukti un vienvirziena, ir saistītas ar vispārējo atmosfēras cirkulāciju un aptver lielus atklātā okeāna plašumus.

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

Lai gan Saulei ir nozīmīga loma plūdmaiņu procesos, izšķirošais faktors to attīstībā ir Mēness gravitācijas pievilkšanās 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 tiek piesaistītas viena otrai ar spēku, kas ir tieši proporcionāls abu daļiņu masu reizinājumam un apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp tām. Tas nozīmē, ka jo lielāka ir ķermeņu masa, jo lielāks ir to savstarpējās pievilkšanās spēks (ar tādu pašu blīvumu mazāks ķermenis radīs mazāku pievilcību nekā lielāks).

Likums arī nozīmē, ka jo lielāks attālums starp diviem ķermeņiem, jo ​​mazāka ir 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 pievilcība, iedarbojoties uz Mēnesi un noturot to zemes orbītā, pretēji Mēness pievilkšanās spēkam, kas tiecas novirzīt Zemi uz Mēness pusi un "paceļ" visus objektus uz Zemes 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 pievilcība, iedarbojoties uz jebkuru objektu, ir aptuveni 300 tūkstošus reižu lielāka nekā Mēness.

Ir izplatīts priekšstats, ka ūdens uz Zemes, tieši zem Mēness, paceļas Mēness virzienā, izraisot ūdens aizplūšanu no citām Zemes virsmas vietām, tomēr, tā kā Mēness pievilkšanās spēks ir tik mazs, salīdzinot ar Zemi, nebūtu pietiekami, lai paceltu tik milzīgu svaru.
Tomēr okeāni, jūras un lielie ezeri uz Zemes, būdami lieli šķidri ķermeņi, var brīvi pārvietoties sānu pārvietošanās spēka ietekmē, un jebkura neliela tendence horizontāli bīdīt tos iekustina. 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.

Tā rezultātā notiek ūdens plūsma no blakus esošajiem zemes virsmas reģioniem uz vietu zem Mēness. Rezultātā ūdens uzkrāšanās punktā zem Mēness veido paisumu. Faktiskais 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 reģioniem uz punktu zem Mēness, atbilstoša ūdens aizplūšana notiek divos citos punktos, kas atrodas tālu no tā, attālumā, kas vienāds ar ceturtdaļu no Zemes apkārtmēra. Interesanti atzīmēt, ka okeāna līmeņa pazemināšanos šajos divos punktos pavada jūras līmeņa celšanās ne tikai uz Mēnesi vērstajā Zemes pusē, 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 tiek piesaistīts visspēcīgāk.

Ūdens zemmēness punktā piedzīvo spēcīgāku pievilcību Mēnesim nekā Zeme zem tā, bet Zeme, savukārt, tiek piesaistīta Mēnesim spēcīgāk nekā ūdens planētas pretējā pusē. Tādējādi rodas paisuma vilnis, kuru Zemes pusē, kas vērsta pret Mēnesi, sauc par tiešo, bet pretējā pusē to sauc par 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 h 12 min. 24 stundu un 50 minūšu periodu starp diviem secīgiem paisumiem sauc par paisuma (vai Mēness) dienu.

Paisuma un bēguma nevienlīdzības. Plūdmaiņas procesi ir ļoti sarežģīti, tāpēc, lai tos izprastu, jāņem vērā daudzi faktori. Jebkurā gadījumā galvenās iezīmes noteiks:
1) plūdmaiņu 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 paisumiem dažādās ostās. Šīs atšķirības sauc par plūdmaiņu nevienlīdzību.

Daļēji ikdienas efekts. Parasti dienas laikā, pateicoties galvenajam paisuma spēkam – Zemes rotācijai 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 šis punkts uz zemes virsmas atkal ieņem pozīciju tieši zem Mēness, nedaudz vēlāk nekā iepriekšējās revolūcijas laikā. Šī iemesla dēļ gan paisums, gan bēgums katru dienu kavējas par aptuveni 50 minūtēm. Šo vērtību sauc par Mēness aizkavi.

Pusmēness nevienlīdzība. Šim galvenajam variāciju veidam raksturīga aptuveni 143/4 dienu periodiskums, kas saistīts ar Mēness griešanos ap Zemi un secīgu fāžu, it īpaši sizigiju (jaunu mēness un pilnmēness), t.i. brīži, kad saule, zeme un mēness atrodas taisnā līnijā.

Līdz šim esam nodarbojušies tikai ar Mēness plūdmaiņu darbību. Saules gravitācijas lauks iedarbojas arī uz plūdmaiņām, taču, lai gan Saules masa ir daudz lielāka nekā Mēness, attālums no Zemes līdz Saulei ir tik daudz lielāks nekā attālums līdz Mēnesim, ka Saules paisuma un paisuma spēks ir mazāks par pusi no tā. no Mēness.

Tomēr, kad Saule un Mēness atrodas uz vienas taisnes, gan vienā Zemes pusē, gan dažādās pusēs (jaunā mēnesī vai pilnmēness), to pievilcīgie spēki summējas, iedarbojoties pa vienu asi, un Saules paisums ir uzlikts uz Mēness paisuma.

Tāpat Saules pievilkšanās palielina Mēness ietekmes izraisīto bēgumu. Rezultātā plūdmaiņas ir augstākas un paisumi ir zemāki nekā tad, ja tos izraisītu tikai mēness pievilkšanās. Šādas plūdmaiņas sauc par pavasara plūdmaiņām.

Kad Saules un Mēness pievilcīgo spēku vektori ir savstarpēji perpendikulāri (kvadratūras laikā, t.i., kad Mēness atrodas pirmajā vai pēdējā ceturksnī), to paisuma spēki darbojas pretrunā, jo Saules pievilkšanās radītais paisums ir uzlikts bēgumam. ko izraisa Mēness.

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

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

Mēness paralakses nevienlīdzība. Plūdmaiņu 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) atšķiras maz, 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 diennakts nevienmērība izpaužas bēguma līmeņos trīs reizes vairāk nekā plūdmaiņu līmeņos.

Pusgada nevienlīdzība. Tās cēlonis ir Zemes apgrieziens ap Sauli un attiecīgās Saules deklinācijas izmaiņas. Divas reizes gadā vairākas dienas ekvinokcijas laikā Saule atrodas netālu no debess ekvatora, t.i. tā deklinācija ir tuvu 0. Mēness atrodas arī netālu no debess ekvatora aptuveni dienas laikā ik pēc divām nedēļām. 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 jauna 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 procesā. 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 mazāk paisumu un seklāku bēgumu.

Lielākās plūdmaiņu amplitūdas. Pasaulē augstāko paisumu veido spēcīgas straumes Minas līcī Fundy līcī. Plūdmaiņu svārstībām šeit ir raksturīga normāla gaita ar pusdienu. Ūdens līmenis paisuma laikā sešu stundu laikā bieži paaugstinās par vairāk nekā 12 m, bet nākamo sešu stundu laikā pazeminās par tikpat daudz. Kad vienā dienā notiek pavasara paisuma un plūdmaiņas darbība, Mēness stāvoklis perigejā un maksimālā Mēness deklinācija, paisuma līmenis var sasniegt 15 m.līča virsotni.. Plūdmaiņu cēloņi, kas ir bijuši Daudzus gadsimtus pastāvīgi pētītas, ir viena no problēmām, kas ir radījušas daudzas pretrunīgas teorijas pat salīdzinoši nesen.

K. Darvins 1911. gadā rakstīja: "Nav nepieciešamības meklēt antīko literatūru grotesku plūdmaiņu teoriju dēļ." Taču jūrniekiem izdodas izmērīt savu augstumu un izmantot plūdmaiņu iespējas, nenojaušot par patiesajiem to rašanās cēloņiem.

Es domāju, ka mēs varam īpaši neuztraukties par plūdmaiņu rašanās cēloņiem. Pamatojoties uz ilgtermiņa novērojumiem, jebkuram zemes akvatorijas punktam tiek aprēķinātas speciālas tabulas, kurās norādīts augstais un zemais ūdens laiks katrai dienai. Es plānoju savu ceļojumu, piemēram, uz Ēģipti, kas ir tikai slavena ar savām seklajām lagūnām, taču mēģiniet uzminēt jau laikus, lai dienas pirmajā pusē nokristu pilns ūdens, kas ļaus pilnībā izbraukt lielāko daļu dienasgaismas stundas.
Vēl viena problēma, kas saistīta ar kaitētāju interesējošo plūdmaiņu, ir saistība starp vēja un ūdens līmeņa svārstībām.

Tautas nostāsti vēsta, ka paisuma laikā vējš pastiprinās, bēguma laikā tieši otrādi – kļūst skābs.
Vēja ietekme uz plūdmaiņu parādībām ir skaidrāk saprotama. Jūras vējš dzen ūdeni uz krasta pusi, paisuma augstums paceļas 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, palielinot atmosfēras spiedienu plašā ūdens apgabalā, pazeminot ūdens līmeni, pievienojot atmosfēras svaru. Kad atmosfēras spiediens palielinās par 25 mm Hg. Art., ūdens līmenis pazeminās par aptuveni 33 cm Zona augstspiediena vai anticiklonu parasti sauc par labu laiku, bet ne kaiteram. Anticiklona centrā mierīgs. Atmosfēras spiediena pazemināšanās izraisa atbilstošu ūdens līmeņa paaugstināšanos. Tāpēc straujš atmosfēras spiediena kritums apvienojumā ar viesuļvētras spēka vējiem var izraisīt jūtamu ūdens līmeņa celšanos. Šādi viļņi, lai gan tos sauc par paisuma viļņiem, patiesībā nav saistīti ar paisuma spēku ietekmi un tiem nav plūdmaiņu parādībām raksturīgās periodiskuma.

Bet ir 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