Pisos na cave e adega
Fluxos e refluxos do mar USO. Concluído

Fluxos e refluxos do mar USO. Concluído

As vazantes e os fluxos são chamados de aumentos e diminuições periódicas nos níveis de água nos oceanos e mares. Duas vezes ao dia, com intervalo de cerca de 12 horas e 25 minutos, a água perto da costa do oceano ou do mar aberto sobe e, se não houver obstáculos, às vezes inunda grandes espaços - esta é a maré. Então a água desce e recua, expondo o fundo - é a maré baixa. Por que isso está acontecendo? Até os povos antigos pensaram sobre isso e perceberam que esses fenômenos estão associados à Lua. I. Newton foi o primeiro a apontar o principal motivo da vazante e do fluxo das marés - esta é a atração da Terra pela Lua, ou melhor, a diferença entre a atração da Lua sobre toda a Terra como um todo e sua concha de água.

Explicação da vazante e do fluxo das marés pela teoria de Newton

A atração da Terra pela Lua consiste na atração de partículas individuais da Terra pela Lua. As partículas que estão atualmente mais próximas da Lua são atraídas por ela com mais força, enquanto as partículas que estão mais distantes são menos atraídas. Se a Terra fosse absolutamente sólida, então esta diferença na força da gravidade não teria qualquer papel. Mas a Terra não é um corpo absolutamente sólido, portanto a diferença nas forças de atração das partículas localizadas perto da superfície da Terra e perto de seu centro (essa diferença é chamada de força de maré) desloca as partículas umas em relação às outras, e a Terra , principalmente sua concha de água, está deformada.

Como resultado, no lado voltado para a Lua e no lado oposto, a água sobe, formando cristas de maré, e ali o excesso de água se acumula. Devido a isso, o nível da água em outros pontos opostos da Terra diminui neste momento - aqui ocorre a maré baixa.

Se a Terra não girasse e a Lua permanecesse imóvel, a Terra, juntamente com sua concha aquosa, manteria sempre a mesma forma alongada. Mas a Terra gira e a Lua gira ao redor da Terra em cerca de 24 horas e 50 minutos. No mesmo período, os picos das marés seguem a Lua e movem-se ao longo da superfície dos oceanos e mares de leste a oeste. Como existem duas dessas projeções, um maremoto passa sobre cada ponto do oceano duas vezes por dia, com um intervalo de cerca de 12 horas e 25 minutos.

Por que a altura do maremoto é diferente?

Em mar aberto, a água sobe ligeiramente quando passa um maremoto: cerca de 1 m ou menos, o que permanece praticamente imperceptível aos marinheiros. Mas ao largo da costa, mesmo esse aumento no nível da água é perceptível. Nas baías e baías estreitas, o nível da água sobe muito mais durante as marés altas, pois a costa impede o movimento do maremoto e a água aqui se acumula durante todo o tempo entre a maré baixa e a maré alta.

A maré mais alta (cerca de 18 m) é observada em uma das baías da costa do Canadá. Na Rússia, as marés mais altas (13 m) ocorrem nas baías Gizhiginskaya e Penzhinskaya do Mar de Okhotsk. Nos mares interiores (por exemplo, no Báltico ou no Negro), a vazante e a vazante das marés são quase imperceptíveis, porque as massas de água que se movem junto com o maremoto oceânico não têm tempo de penetrar nesses mares. Mesmo assim, em cada mar ou mesmo lago, surgem maremotos independentes com uma pequena massa de água. Por exemplo, a altura das marés no Mar Negro atinge apenas 10 cm.

Na mesma área, a altura da maré pode ser diferente, uma vez que a distância da Lua à Terra e a altura máxima da Lua acima do horizonte mudam ao longo do tempo, e isso leva a uma mudança na magnitude das forças das marés.

Marés e Sol

O sol também afeta as marés. Mas as forças das marés do Sol são 2,2 vezes menores que as forças das marés da Lua. Durante a lua nova e a lua cheia, as forças das marés do Sol e da Lua atuam na mesma direção - então são obtidas as marés mais altas. Mas durante o primeiro e terceiro quartos da Lua, as forças das marés do Sol e da Lua se opõem, de modo que as marés são menores.

Marés na camada de ar da Terra e em seu corpo sólido

Os fenômenos das marés ocorrem não apenas na água, mas também na camada de ar da Terra. Eles são chamados de marés atmosféricas. As marés também ocorrem no corpo sólido da Terra, uma vez que a Terra não é absolutamente sólida. As flutuações verticais da superfície da Terra devido às marés atingem várias dezenas de centímetros.

15 de outubro de 2012

O fotógrafo britânico Michael Marten criou uma série de fotografias originais capturando a costa da Grã-Bretanha dos mesmos ângulos, mas em momentos diferentes. Um tiro na maré alta e outro na maré baixa.

Acabou sendo bastante incomum, e as críticas positivas do projeto literalmente forçaram o autor a começar a publicar o livro. O livro, denominado "Sea Change", foi publicado em agosto deste ano e foi lançado em dois idiomas. Michael Marten levou cerca de oito anos para criar sua impressionante série de fotografias. O tempo entre a maré alta e a maré baixa é em média de pouco mais de seis horas. Portanto, Michael tem que permanecer em cada lugar por mais tempo do que apenas alguns cliques do obturador. O autor já vinha alimentando a ideia de criar uma série dessas obras há muito tempo. Ele procurava como realizar mudanças na natureza no filme, sem influência humana. E encontrei-o por acaso, numa das aldeias costeiras escocesas, onde passei o dia inteiro e apanhei o horário da maré alta e baixa.

As flutuações periódicas nos níveis da água (subidas e descidas) nas áreas de água da Terra são chamadas de marés.

O nível de água mais alto observado em um dia ou meio dia durante a maré alta é chamado de maré alta, o nível mais baixo durante a maré baixa é chamado de maré baixa, e o momento de atingir essas marcas de nível máximo é chamado de posição (ou estágio) de maré alta maré ou maré baixa, respectivamente. O nível médio do mar é um valor condicional, acima do qual as marcas de nível estão localizadas durante as marés altas e abaixo das quais durante as marés baixas. Este é o resultado da média de grandes séries de observações urgentes.

As flutuações verticais no nível da água durante as marés altas e baixas estão associadas aos movimentos horizontais das massas de água em relação à costa. Esses processos são complicados por ondas de vento, escoamento de rios e outros fatores. Os movimentos horizontais das massas de água na zona costeira são chamados de correntes de maré (ou marés), enquanto as flutuações verticais nos níveis de água são chamadas de vazantes e fluxos. Todos os fenômenos associados a fluxos e refluxos são caracterizados pela periodicidade. As correntes de maré mudam periodicamente de direção para o oposto, em contraste, as correntes oceânicas, movendo-se contínua e unidirecionalmente, são causadas pela circulação geral da atmosfera e cobrem grandes áreas do oceano aberto.

As marés altas e baixas alternam-se ciclicamente de acordo com as mudanças nas condições astronômicas, hidrológicas e meteorológicas. A sequência das fases das marés é determinada por dois máximos e dois mínimos no ciclo diário.

Embora o Sol desempenhe um papel significativo nos processos de marés, o fator decisivo no seu desenvolvimento é a atração gravitacional da Lua. O grau de influência das forças das marés sobre cada partícula de água, independentemente de sua localização na superfície da Terra, é determinado pela lei da gravitação universal de Newton.

Esta lei afirma que duas partículas materiais se atraem com uma força diretamente proporcional ao produto das massas de ambas as partículas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Entende-se que quanto maior a massa dos corpos, maior será a força de atração mútua que surge entre eles (com a mesma densidade, um corpo menor criará menos atração do que um corpo maior).

A lei também significa que quanto maior a distância entre dois corpos, menor será a atração entre eles. Como esta força é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre dois corpos, o fator distância desempenha um papel muito maior na determinação da magnitude da força das marés do que as massas dos corpos.

A atração gravitacional da Terra agindo sobre a Lua e mantendo-a órbita terrestre baixa, oposta à força de gravidade da Terra pela Lua, que tende a deslocar a Terra em direção à Lua e “levantar” todos os objetos localizados na Terra na direção da Lua.

O ponto da superfície terrestre localizado diretamente abaixo da Lua fica a apenas 6.400 km do centro da Terra e em média a 386.063 km do centro da Lua. Além disso, a massa da Terra é 81,3 vezes a massa da Lua. Assim, neste ponto da superfície terrestre, a gravidade da Terra atuando sobre qualquer objeto é aproximadamente 300 mil vezes maior que a gravidade da Lua.

É uma ideia comum que a água na Terra diretamente abaixo da Lua sobe na direção da Lua, fazendo com que a água flua para longe de outros lugares na superfície da Terra, mas como a gravidade da Lua é tão pequena comparada com a da Terra, não seria ser suficiente para levantar tanto peso de água.
No entanto, os oceanos, mares e grandes lagos da Terra, sendo grandes corpos líquidos, são livres para se moverem sob a influência de forças de deslocamento lateral, e qualquer ligeira tendência para se moverem horizontalmente os coloca em movimento. Todas as águas que não estão diretamente sob a Lua estão sujeitas à ação da componente da força gravitacional da Lua direcionada tangencialmente (tangencialmente) à superfície terrestre, bem como sua componente direcionada para fora, e estão sujeitas ao deslocamento horizontal em relação ao sólido crosta terrestre.

Como resultado, a água flui de áreas adjacentes da superfície terrestre em direção a um local localizado sob a Lua. O acúmulo resultante de água em um ponto sob a Lua forma ali uma maré. O próprio maremoto em mar aberto tem uma altura de apenas 30-60 cm, mas aumenta significativamente ao se aproximar das costas de continentes ou ilhas.
Devido ao movimento da água de áreas vizinhas em direção a um ponto sob a Lua, os fluxos correspondentes de água ocorrem em dois outros pontos afastados dela, a uma distância igual a um quarto da circunferência da Terra. É interessante notar que a diminuição do nível do mar nestes dois pontos é acompanhada por uma subida do nível do mar não só no lado da Terra voltado para a Lua, mas também no lado oposto.

Este fato também é explicado pela lei de Newton. Dois ou mais objetos localizados a distâncias diferentes da mesma fonte de gravidade e, portanto, sujeitos à aceleração da gravidade de diferentes magnitudes, movem-se um em relação ao outro, uma vez que o objeto mais próximo do centro de gravidade é mais fortemente atraído por ele.

A água no ponto sublunar experimenta uma atração mais forte em direção à Lua do que a Terra abaixo dela, mas a Terra, por sua vez, tem uma atração mais forte em direção à Lua do que a água no lado oposto do planeta. Assim, surge um maremoto, que no lado da Terra voltado para a Lua é denominado direto, e no lado oposto - reverso. O primeiro deles é apenas 5% superior ao segundo.

Devido à rotação da Lua em sua órbita ao redor da Terra, passam aproximadamente 12 horas e 25 minutos entre duas marés altas ou duas marés baixas sucessivas em um determinado local. O intervalo entre os clímax das marés altas e baixas sucessivas é de aprox. 6 horas e 12 minutos O período de 24 horas e 50 minutos entre duas marés sucessivas é chamado de dia de maré (ou lunar).

Desigualdades de maré. Os processos de maré são muito complexos e muitos fatores devem ser levados em consideração para compreendê-los. Em qualquer caso, serão determinadas as principais características:
1) o estágio de desenvolvimento da maré em relação à passagem da Lua;
2) amplitude de maré e
3) o tipo de flutuações das marés ou a forma da curva do nível da água.
Numerosas variações na direção e magnitude das forças das marés dão origem a diferenças na magnitude das marés da manhã e da tarde num determinado porto, bem como entre as mesmas marés em diferentes portos. Essas diferenças são chamadas de desigualdades de maré.

Efeito semi-diurno. Normalmente dentro de um dia, devido à principal força das marés - a rotação da Terra em torno de seu eixo - dois ciclos completos de marés são formados.

Quando vista do Pólo Norte da eclíptica, é óbvio que a Lua gira em torno da Terra na mesma direção em que a Terra gira em torno de seu eixo - no sentido anti-horário. A cada revolução subsequente, um determinado ponto na superfície da Terra assume novamente uma posição diretamente sob a Lua, um pouco mais tarde do que durante a revolução anterior. Por esta razão, tanto a vazante como a vazante das marés são atrasadas aproximadamente 50 minutos todos os dias. Este valor é chamado de atraso lunar.

Desigualdade de meio mês. Este principal tipo de variação é caracterizado por uma periodicidade de aproximadamente 143/4 dias, que está associada à rotação da Lua em torno da Terra e à sua passagem por fases sucessivas, nomeadamente sizígias (luas novas e luas cheias), ou seja, momentos em que o Sol, a Terra e a Lua estão localizados na mesma linha reta.

Até agora tocamos apenas na influência das marés da Lua. O campo gravitacional do Sol também afeta as marés, porém, embora a massa do Sol seja muito maior que a massa da Lua, a distância da Terra ao Sol é tão maior que a distância à Lua que a força das marés do Sol é menos da metade da Lua.

No entanto, quando o Sol e a Lua estão na mesma linha reta, seja no mesmo lado da Terra ou em lados opostos (durante a lua nova ou a lua cheia), as suas forças gravitacionais se somam, agindo ao longo do mesmo eixo, e o a maré solar se sobrepõe à maré lunar.

Da mesma forma, a atração do Sol aumenta a vazante causada pela influência da Lua. Como resultado, as marés tornam-se mais altas e mais baixas do que se fossem causadas apenas pela gravidade da Lua. Essas marés são chamadas de marés vivas.

Quando os vetores de força gravitacional do Sol e da Lua são mutuamente perpendiculares (durante quadraturas, ou seja, quando a Lua está no primeiro ou último quarto), suas forças de maré se opõem, uma vez que a maré causada pela atração do Sol se sobrepõe ao vazante causada pela Lua.

Sob tais condições, as marés não são tão altas e as marés não são tão baixas como se fossem devidas apenas à força gravitacional da Lua. Esses fluxos e refluxos intermediários são chamados de quadratura.

A amplitude das marcas de maré alta e baixa, neste caso, é reduzida em aproximadamente três vezes em comparação com a maré viva.

Desigualdade paralática lunar. O período de flutuações nas alturas das marés, resultantes da paralaxe lunar, é de 271/2 dias. A razão para esta desigualdade é a mudança na distância da Lua à Terra durante a rotação desta última. Devido à forma elíptica da órbita lunar, a força das marés da Lua no perigeu é 40% maior do que no apogeu.

Desigualdade diária. O período dessa desigualdade é de 24 horas e 50 minutos. As razões de sua ocorrência são a rotação da Terra em torno de seu eixo e uma mudança na declinação da Lua. Quando a Lua está perto do equador celeste, as duas marés altas em um determinado dia (bem como as duas marés baixas) diferem ligeiramente, e as alturas das marés altas e baixas da manhã e da noite são muito próximas. No entanto, à medida que a declinação norte ou sul da Lua aumenta, as marés matinais e vespertinas do mesmo tipo diferem em altura, e quando a Lua atinge a sua maior declinação norte ou sul, esta diferença é maior.

As marés tropicais também são conhecidas, assim chamadas porque a Lua está quase acima dos trópicos do Norte ou do Sul.

A desigualdade diurna não afecta significativamente as alturas de duas marés baixas sucessivas no Oceano Atlântico, e mesmo o seu efeito nas alturas das marés é pequeno em comparação com a amplitude global das flutuações. No entanto, no Oceano Pacífico, a variabilidade diurna é três vezes maior nos níveis de maré baixa do que nos níveis de maré alta.

Desigualdade semestral. Sua causa é a rotação da Terra em torno do Sol e a correspondente mudança na declinação do Sol. Duas vezes por ano, durante vários dias durante os equinócios, o Sol está próximo do equador celestial, ou seja, sua declinação é próxima de 0. A Lua também está localizada perto do equador celeste durante aproximadamente um dia a cada meio mês. Assim, durante os equinócios, há períodos em que as declinações do Sol e da Lua são aproximadamente iguais a 0. O efeito total das marés da atração desses dois corpos nesses momentos é mais perceptível em áreas localizadas próximas ao equador terrestre. Se ao mesmo tempo a Lua estiver na fase de lua nova ou lua cheia, o chamado. marés vivas equinociais.

Desigualdade de paralaxe solar. O período de manifestação desta desigualdade é de um ano. Sua causa é a mudança na distância da Terra ao Sol durante o movimento orbital da Terra. Uma vez para cada revolução ao redor da Terra, a Lua está na distância mais curta dela no perigeu. Uma vez por ano, por volta de 2 de janeiro, a Terra, movendo-se em sua órbita, também atinge o ponto de maior aproximação do Sol (periélio). Quando estes dois momentos de maior aproximação coincidem, causando a maior força líquida de maré, podem ser esperados níveis de maré mais elevados e níveis de maré mais baixos. Da mesma forma, se a passagem do afélio coincide com o apogeu, ocorrem marés mais baixas e marés mais rasas.

Maiores amplitudes de maré. A maré mais alta do mundo é gerada por fortes correntes na Baía de Minas, na Baía de Fundy. As flutuações das marés aqui são caracterizadas por um curso normal com um período semi-diurno. O nível da água na maré alta geralmente sobe mais de 12 m em seis horas e depois cai na mesma proporção nas seis horas seguintes. Quando o efeito da maré viva, a posição da Lua no perigeu e a declinação máxima da Lua ocorrem no mesmo dia, o nível da maré pode atingir 15 m. Esta amplitude excepcionalmente grande de flutuações de maré é em parte devido ao funil. formato da Baía de Fundy, onde as profundidades diminuem e as margens se aproximam em direção ao topo da baía. As causas das marés, que têm sido objeto de estudo constante durante muitos séculos, estão entre os problemas que deram origem a. muitas teorias controversas, mesmo em tempos relativamente recentes

Charles Darwin escreveu em 1911: “Não há necessidade de procurar literatura antiga por causa de teorias grotescas das marés”. Porém, os marinheiros conseguem medir sua altura e aproveitar as marés sem ter ideia das reais causas de sua ocorrência.

Acho que não precisamos nos preocupar muito com as causas das marés. Com base em observações de longo prazo, são calculadas tabelas especiais para qualquer ponto das águas da Terra, que indicam os horários de cheia e vazante para cada dia. Estou planejando minha viagem, por exemplo, para o Egito, que é famoso por suas lagoas rasas, mas tente planejar com antecedência para que a água caia na primeira metade do dia, o que permitirá que você pedale totalmente durante a maior parte das horas do dia.
Outra questão relacionada às marés que interessa aos kiters é a relação entre o vento e as flutuações do nível da água.

Uma superstição popular afirma que na maré alta o vento se intensifica, mas na maré baixa ele fica azedo.
A influência do vento nos fenómenos de maré é mais compreensível. O vento do mar empurra a água em direção à costa, a altura da maré aumenta acima do normal e na maré baixa o nível da água também ultrapassa a média. Pelo contrário, quando o vento sopra de terra, a água é afastada da costa e o nível do mar desce.

O segundo mecanismo opera aumentando pressão atmosférica sobre uma vasta área de água, o nível da água diminui à medida que o peso sobreposto da atmosfera é adicionado. Quando a pressão atmosférica aumenta em 25 mmHg. Art., o nível da água cai aproximadamente 33 cm. alta pressão ou anticiclone é geralmente chamado de bom tempo, mas não para kiters. Há calma no centro do anticiclone. Uma diminuição na pressão atmosférica causa um aumento correspondente nos níveis de água. Consequentemente, uma queda acentuada na pressão atmosférica combinada com ventos com força de furacão pode causar um aumento notável nos níveis da água. Tais ondas, embora chamadas de marés, na verdade não estão associadas à influência das forças das marés e não possuem a periodicidade característica dos fenômenos de maré.

Mas é bem possível que as marés baixas também possam influenciar o vento, por exemplo, uma diminuição do nível da água nas lagoas costeiras leva a um maior aquecimento da água e, como consequência, a uma diminuição da diferença de temperatura entre o mar frio e o terreno aquecido, o que enfraquece o efeito da brisa.

Foto de Michael Marten

Para aprender a surfar bem, todo surfista deve ser capaz de compreender o oceano. Ele deve saber o que é um swell, de onde vêm as ondas, como o vento as afeta e muito mais. Entre esses conhecimentos está o conhecimento sobre o fluxo e refluxo das marés. Para entrar melhor momento nas melhores ondas, você precisa descobrir como a maré pode mudar as ondas, qual o nível de água ideal para determinado local e a que horas você deve esperar esse nível.
Neste artigo vamos entender o que são as marés, de onde vêm, o que são, o que afeta o nível da maré e como determinar a que horas deve ser esperado o nível da água. Bem, no final escreveremos qual o valor prático que as marés têm para um surfista.

Causa

A principal razão pela qual o nível da água nos oceanos do mundo sobe e desce todos os dias é a gravidade. Em primeiro lugar, esta é a gravidade da Lua. Como a Lua está mais próxima da Terra entre todos os outros corpos celestes, sua influência é maior. Em segundo lugar está o Sol. E, embora esteja muito mais longe de nós que a Lua, a atração do Sol ainda é sentida, pois é muito maior em tamanho do que qualquer planeta em sistema solar.
No entanto, a força gravitacional do Sol em relação à Terra é apenas 46% da da Lua. Aliás, existe outro corpo celeste cuja gravidade afeta a Terra, este é Vênus! Sim, sim, porém, a força de sua atração é de apenas 0,001% da força da gravidade solar.

A força de atração entre a Lua e o Sol é chamada de força das marés. Não é grande o suficiente para afetar sólidos(embora a sua Lua seja capaz de se esticar até 30 cm!), no entanto, a água do Oceano Mundial é susceptível à sua influência significativa, cujo estado líquido permite que o nível da água mude vários metros.

Tempo de vazante e fluxo

O tempo orbital da Lua ao redor da Terra – um dia lunar – é de aproximadamente 24 horas e 50 minutos. Na maioria dos lugares da terra maré do meio-dia, ou seja, durante o dia lunar temos duas marés altas e duas marés baixas. Como o dia lunar é mais longo que o da Terra, o horário das marés alta e baixa muda todos os dias. No entanto, existem vários lugares na Terra onde a água flui apenas uma vez por dia. Esses lugares são o Mar da China Meridional, o Golfo do México e outros.

Marés de Syzygy e quadratura

Muitos que estão no oceano há mais de duas semanas notaram que em alguns dias a maré pode estar muito forte e em outros não é tão perceptível. O fato é que dependendo da fase em que a Lua se encontra, a diferença entre o máximo e o mínimo de água pode variar.

Durante a lua cheia e a lua nova, ou seja, quando o Sol, a Lua e a Terra estão alinhados, a diferença é máxima. Esta maré é chamada "sizígia". Este fenômeno ocorre porque as forças das marés do Sol e da Lua se somam.
E durante o primeiro e terceiro quartos do ciclo lunar, ou seja, quando a Lua está meio iluminada pelo Sol, a queda d'água será mínima. Este fenômeno é denominado quadratura maré alta

Além disso, a trajetória da Lua e do Sol também afeta a altura da maré. O fato é que a Lua se move ao redor da Terra não em círculo, mas em elipse. Portanto, em um momento a Lua está mais próxima da Terra, em outro - mais longe. Quando a maré de sizígia ocorre durante o período em que a Lua está no ponto mais próximo da Terra (isso ocorre uma vez a cada 7,5 ciclos lunares), observa-se uma maré muito alta.

Se durante a maré viva a Terra também se aproximar o mais possível do Sol (sua órbita também se parece com uma elipse), a maré será ainda mais alta. Isso acontece a cada 18,6 anos.

De onde vem a segunda maré?

Você pode perguntar: se a Lua atrai água apenas de um lado, então por que há duas marés altas e baixas por dia, de um lado e do outro?

Para ser sincero, essa pergunta me assombrou até que li o maravilhoso livro Surf Science, de Tony Butt.

A segunda maré ocorre devido a dois fatores. A primeira é a diferença na força gravitacional da Lua entre um lado da Terra e o outro. Segundo - força centrífuga, que ocorre durante a rotação da Terra.

Com o primeiro fator, parece-me que tudo deve ficar claro desde já. A Lua está mais próxima de um lado da Terra do que do outro. É lógico supor que a força da gravidade irá variar. É assim que é. Se tomarmos como base a força gravitacional da Lua no centro da Terra, então em sua superfície mais próxima da Lua, a força gravitacional do nosso satélite será 3,4% maior do que no centro e mais fraca em 3,2% em o lado oposto do nosso planeta.

Agora vamos falar sobre o segundo fator. O que é força centrífuga e de onde ela vem? Acima mencionei a rotação da Terra, mas não quis dizer sua rotação em torno de seu próprio eixo, mas sim sua rotação em torno da Lua.
A maioria de nós sabe desde a escola que a Lua gira em torno da Terra. Mas, na verdade, ambos giram em torno de seu centro de massa comum, que fica a uma distância de 4,5 mil quilômetros do centro da Terra. Ou seja, esse centro está localizado dentro do raio da Terra, que é de pouco mais de 6,3 mil quilômetros. Consequentemente, a Terra e a Lua giram em torno deste centro na mesma velocidade.

Imagine que você colocou um elástico de cabelo em um lápis e começou a torcê-lo. O elástico se esticará durante o movimento. Aproximadamente a mesma coisa acontece com a água na Terra. Devido a esta rotação da Terra em torno da Lua, é criada uma força centrífuga que afasta a água do oceano da Terra.

Dê uma olhada na foto abaixo. As setas azuis mostram a força gravitacional da Lua. Vermelho - força centrífuga. As setas roxas mostram a direção das forças somadas.

Por que a maré varia em diferentes lugares da Terra?

Se você já esteve na costa em países diferentes, você deve ter notado que em algum lugar a maré baixa é muito perceptível, por exemplo, em Bali, e em algum lugar o nível da água durante a maré alta e baixa é quase o mesmo, por exemplo, nas Maldivas.
Agora sabemos que a força gravitacional nem da Lua nem do Sol muda significativamente, ou seja, em um local da superfície do planeta, a maré máxima e a vazante mínima serão sempre aproximadamente as mesmas. Porém, com tudo isso, em algum lugar a altura da maré baixa é de meio metro, em algum lugar três e em algum lugar até dezesseis (este lugar é chamado de Baía de Fundy no Canadá - foto abaixo).

A razão para isso é a topografia inferior. Uma maré pode ser considerada uma onda enorme. Se você lembrar de onde vem a onda - ela começa a subir quando a profundidade fica menor que uma certa marca - então tudo fica mais claro. Conseqüentemente, a altura da maré depende da profundidade do oceano. Quanto menor a profundidade, mais “alto” se torna o maremoto e maior se torna a diferença entre a água máxima e a água mínima. Se não houvesse terra em nosso planeta, apenas duas ondas gigantes se moveriam ao redor do planeta. No entanto, devido aos continentes e à forma complexa dos fundos oceânicos, há mais maremotos.

Dê uma olhada no mapa. Nele são destacados em cores locais com diferentes alturas de maré, onde vermelho escuro é a altura máxima e azul é a mínima. Os pontos para onde convergem as linhas brancas são chamados de anfidrômicos. Neles a diferença entre a maré alta e a maré baixa é zero. Quanto mais longe deste ponto, maior será a amplitude das flutuações das marés. Você pode ver uma seta preta próxima a esses pontos; ela mostra em que direção o maremoto está se movendo. As linhas brancas delimitam as áreas onde a maré está na mesma fase, com diferença de pouco mais de uma hora entre cada linha. Existem doze dessas fases em torno de cada ponto. O tempo que um maremoto leva para passar por todas essas zonas é igual a meio dia lunar.

Como determinar a altura e a hora da maré

Todos os itens acima podem parecer muito complicados para descrever todos esses movimentos com fórmulas matemáticas. É realmente difícil, mas possível. Graças a estas fórmulas, a altura da maré pode ser calculada durante muitos anos. Em cada porta você pode encontrar tabelas ou gráficos especiais chamados tie charts. Abaixo você encontrará dois tipos de gráficos de gravatas.

Na primeira versão, os dias do mês são marcados no eixo horizontal e as horas do dia no eixo vertical. Nas interseções das colunas há dados sobre o nível da água naquele dia e hora específicos.

A segunda opção é retirada do site de previsão de surf magicseaweed.com, que é familiar a todos os surfistas. Aqui a maré é mostrada por um gráfico, ao lado do qual são indicados os horários de máxima e mínima de água.

Por que os surfistas deveriam saber disso?

Os surfistas precisam de informações sobre o nível da água do oceano ou mar para saber se o spot desejado funcionará em um momento ou outro e como funcionará. A natureza da onda depende da profundidade da água no local. Quanto maior for, mais plana e lenta se tornará a onda. Quanto menor a profundidade, mais nítida e rápida será a onda. Assim, em locais onde as marés são perceptíveis, a natureza da onda no local irá variar significativamente dependendo do nível da água. Assim, algumas ondas só podem funcionar na maré baixa, porque lá é muito profundo para a onda subir na maré alta, e algumas só podem funcionar na maré alta, porque ali é muito raso.

Tomemos por exemplo o local Kudeta em Bali. Com um nível de ondulação médio, você só pode surfar normalmente aqui quando o nível da água for inferior a 1 metro. Ao mesmo tempo, as melhores ondas estarão em águas mínimas na maré viva. Na água máxima, a onda para de subir completamente.

Mas nas Filipinas, na ilha de Siargao, no local Nuvem 9, quando há muita água, a onda ainda permanece forte e até trombeta levemente. E quando a água recua, a profundidade chega à cintura, e então a onda começa a trombetear muito alto, torna-se super rápida e perigosa.

Portanto, se você for pedalar em um local novo, primeiro descubra em que nível da água estão as melhores ondas. Essas informações podem ser encontradas na Internet em um dos muitos sites com descrições de spots, ou você pode descobrir na praia com surfistas experientes.

Outro fator afetado pela vazante e pelo fluxo das marés são as correntes. Quanto maior a queda d’água, mais rápido ela vai e vem, ou seja, as correntes ficam mais fortes. Ao mesmo tempo, a velocidade máxima das correntes ocorre no meio do período entre a maré baixa e a maré alta. Ou seja, se hoje a água mínima é às 12 horas da tarde e a máxima é às 6 horas, então no intervalo entre 2 e 4 horas da tarde a água irá baixar mais rápido e a vazão a velocidade será maior. E durante a mudança de turno do movimento da água, ou seja, às 12 ou 6 horas, o fluxo diminui.

Além disso, existe a crença de que as ondas melhoram quando o nível da água sobe. Dizem que o movimento da água durante a maré alta é direcionado na mesma direção das ondas e, portanto, são mais uniformes. Por outro lado, quando a água baixa, as ondas pioram. Não existem dados científicos fiáveis que confirmem este facto, no entanto, muitas vezes as ondas são realmente melhores na subida da água.

Espero que este artigo tenha sido útil para você, que tenha aprendido algo novo e que essas informações o ajudem a escolher o horário com as melhores ondas!

Vamos continuar a conversa sobre as forças que atuam nos corpos celestes e os efeitos que elas causam. Hoje falarei sobre marés e perturbações não gravitacionais.

O que isso significa – “distúrbios não gravitacionais”? As perturbações são geralmente chamadas de pequenas correções para uma grande força principal. Ou seja, falaremos de algumas forças cuja influência sobre um objeto é muito menor que as gravitacionais

Que outras forças existem na natureza além da gravidade? Deixemos de lado as interações nucleares fortes e fracas; elas são de natureza local (agem a distâncias extremamente curtas). Mas o eletromagnetismo, como sabemos, é muito mais forte que a gravidade e se estende igualmente – infinitamente. Mas como as cargas elétricas de sinais opostos são geralmente equilibradas, e a “carga” gravitacional (cujo papel é desempenhado pela massa) é sempre do mesmo sinal, então, com massas suficientemente grandes, é claro, a gravidade vem à tona. Então, na realidade estaremos falando de perturbações no movimento dos corpos celestes sob a influência de um campo eletromagnético. Não há mais opções, embora ainda exista energia escura, mas falaremos disso mais tarde, quando falarmos de cosmologia.

Como expliquei em , a lei simples da gravidade de Newton F = G∙M∙eu/R² é muito conveniente para uso em astronomia, pois a maioria dos corpos tem forma quase esférica e estão suficientemente distantes uns dos outros, para que no cálculo possam ser substituídos por pontos - objetos pontuais contendo toda a sua massa. Mas um corpo de tamanho finito, comparável à distância entre corpos vizinhos, ainda sofre diferentes influências de força em suas diferentes partes, porque essas partes estão localizadas de forma diferente das fontes de gravidade, e isso deve ser levado em consideração.

Atração esmaga e dilacera

Para sentir o efeito de maré, vamos fazer um experimento mental popular entre os físicos: imagine-nos em um elevador em queda livre. Cortamos a corda que segurava a cabana e começamos a cair. Antes de cairmos, podemos observar o que está acontecendo ao nosso redor. Penduramos massas livres e observamos como elas se comportam. A princípio eles caem de forma síncrona, e dizemos que isso é ausência de peso, porque todos os objetos nesta cabine e ela mesma sentem aproximadamente a mesma aceleração de queda livre.

Mas com o tempo nosso pontos materiais começarão a alterar sua configuração. Por que? Porque o inferior no início estava um pouco mais próximo do centro de gravidade do que o superior, então o inferior, sendo atraído com mais força, começa a ultrapassar o superior. E os pontos laterais permanecem sempre à mesma distância do centro de gravidade, mas à medida que se aproximam dele começam a se aproximar, porque acelerações de igual magnitude não são paralelas. Como resultado, o sistema de objetos não conectados fica deformado. Isso é chamado de efeito de maré.

Do ponto de vista de um observador que espalhou grãos ao seu redor e observa como os grãos individuais se movem enquanto todo o sistema cai sobre um objeto massivo, pode-se introduzir um conceito como campo de forças de maré. Vamos definir essas forças em cada ponto como a diferença vetorial entre a aceleração gravitacional neste ponto e a aceleração do observador ou do centro de massa, e se tomarmos apenas o primeiro termo da expansão na série de Taylor para distância relativa, teremos uma imagem simétrica: os grãos mais próximos estarão à frente do observador, os distantes ficarão atrás dele, ou seja, o sistema se estenderá ao longo do eixo direcionado ao objeto gravitante e, ao longo de direções perpendiculares a ele, as partículas serão pressionadas em direção ao observador.

O que você acha que acontecerá quando um planeta for puxado para um buraco negro? Aqueles que não ouviram palestras sobre astronomia geralmente pensam que buraco negro Somente da superfície voltada para si a substância será arrancada. Eles não sabem que ocorre um efeito quase igualmente forte sobre verso corpo em queda livre. Aqueles. está rasgado em duas direções diametralmente opostas, e não em nenhuma.

Os perigos do espaço sideral

Para mostrar como é importante levar em conta o efeito das marés, tomemos a Estação Espacial Internacional. Ele, como todos os satélites da Terra, cai livremente em um campo gravitacional (se os motores não estiverem ligados). E o campo de forças das marés ao seu redor é algo bastante tangível, então o astronauta, ao trabalhar do lado de fora da estação, deve se amarrar a ela e, via de regra, com dois cabos - por precaução, nunca se sabe o que pode acontecer. E se ele se encontrar livre nas condições em que as forças das marés o afastam do centro da estação, ele pode facilmente perder contato com ela. Isso geralmente acontece com ferramentas, porque não é possível vincular todas elas. Se algo cair das mãos de um astronauta, esse objeto se distanciará e se tornará um satélite independente da Terra.

O plano de trabalho da ISS inclui testes no espaço sideral de um jetpack pessoal. E quando o motor dele falha, as forças das marés levam o astronauta embora e nós o perdemos. Os nomes dos desaparecidos são classificados.

Isto é, claro, uma piada: felizmente, tal incidente ainda não aconteceu. Mas isso pode muito bem acontecer! E talvez um dia isso aconteça.

Planeta-oceano

Vamos voltar para a Terra. Este é o objeto mais interessante para nós, e as forças das marés que atuam sobre ele são sentidas de forma bastante perceptível. De quais corpos celestes eles agem? A principal delas é a Lua, porque está próxima. O próximo maior impacto é o Sol, porque é enorme. Os outros planetas também têm alguma influência na Terra, mas é quase imperceptível.

Para analisar as influências gravitacionais externas sobre a Terra, ela geralmente é representada como uma bola sólida coberta por uma concha líquida. Este é um bom modelo, uma vez que o nosso planeta tem, na verdade, uma concha móvel na forma de oceano e atmosfera, e todo o resto é bastante sólido. Embora a crosta terrestre e as camadas internas tenham rigidez limitada e sejam ligeiramente suscetíveis à influência das marés, a sua deformação elástica pode ser desprezada no cálculo do efeito no oceano.

Se desenharmos vetores de força de maré no sistema do centro de massa da Terra, obteremos a seguinte imagem: o campo de forças de maré puxa o oceano ao longo do eixo Terra-Lua e, em um plano perpendicular a ele, pressiona-o contra o centro da Terra . Assim, o planeta (pelo menos a sua concha móvel) tende a assumir a forma de um elipsóide. Neste caso, duas protuberâncias aparecem (são chamadas de lombadas de maré) em lados opostos do globo: uma está voltada para a Lua, a outra está voltada para longe da Lua, e na faixa entre elas aparece uma “protuberância” correspondente (mais precisamente , a superfície do oceano tem menos curvatura).

Mais coisa interessante ocorre na lacuna - onde o vetor da força das marés tenta deslocar a camada líquida ao longo da superfície da Terra. E isso é natural: se você quer levantar o mar em um lugar e baixá-lo em outro, então você precisa mover a água de lá para cá. E entre eles, as forças das marés conduzem a água para o “ponto sublunar” e para o “ponto anti-lunar”.

Quantificar o efeito das marés é muito simples. A gravidade da Terra tenta tornar o oceano esférico, e a parte das marés da influência lunar e solar tenta esticá-lo ao longo do seu eixo. Se deixássemos a Terra sozinha e permitíssemos que ela caísse livremente na Lua, a altura da protuberância atingiria cerca de meio metro, ou seja, O oceano sobe apenas 50 cm acima do seu nível médio. Se você estiver navegando em um navio em mar aberto ou oceano, meio metro não será perceptível. Isso é chamado de maré estática.

Em quase todos os exames encontro um aluno que afirma com segurança que a maré ocorre apenas em um lado da Terra - aquele que fica de frente para a Lua. Via de regra, é isso que uma garota diz. Mas acontece, embora com menos frequência, que os jovens se engane neste assunto. Ao mesmo tempo, em geral, as meninas têm um conhecimento mais profundo de astronomia. Seria interessante descobrir a razão desta assimetria “gênero-maré”.

Mas para criar uma protuberância de meio metro no ponto sublunar, é necessário destilar uma grande quantidade de água aqui. Mas a superfície da Terra não permanece imóvel, ela gira rapidamente em relação à direção da Lua e do Sol, fazendo uma revolução completa por dia (e a Lua se move lentamente em órbita - uma revolução ao redor da Terra em quase um mês ). Portanto, a corcova da maré corre constantemente ao longo da superfície do oceano, de modo que a superfície sólida da Terra fica sob a corcova da maré 2 vezes por dia e 2 vezes sob a queda da maré no nível do oceano. Vamos estimar: 40 mil quilômetros (o comprimento do equador terrestre) por dia, são 463 metros por segundo. Isso significa que essa onda de meio metro, como um minitsunami, atinge as costas orientais dos continentes na região do equador em velocidade supersônica. Nas nossas latitudes, a velocidade chega a 250-300 m/s - também bastante: embora a onda não seja muito alta, devido à inércia ela pode criar um grande efeito.

O segundo objeto em termos de influência na Terra é o Sol. Está 400 vezes mais longe de nós que a Lua, mas 27 milhões de vezes mais massivo. Portanto, os efeitos da Lua e do Sol são comparáveis em magnitude, embora a Lua ainda atue um pouco mais forte: o efeito gravitacional das marés do Sol é cerca de metade tão fraco quanto o da Lua. Às vezes, sua influência é combinada: isso acontece na lua nova, quando a Lua passa contra o fundo do Sol, e na lua cheia, quando a Lua está no lado oposto do Sol. Nestes dias - quando a Terra, a Lua e o Sol se alinham, e isso acontece a cada duas semanas - o efeito total das marés é uma vez e meia maior do que apenas na Lua. E depois de uma semana, a Lua passa um quarto de sua órbita e se encontra em quadratura com o Sol (um ângulo reto entre as direções sobre eles), e então sua influência enfraquece uma à outra. Em média, a altura das marés em mar aberto varia de um quarto de metro a 75 centímetros.

Os marinheiros conhecem as marés há muito tempo. O que o capitão faz quando o navio encalha? Se você leu romances de aventura marítima, sabe que ele imediatamente observa em que fase a Lua está e espera pela próxima lua cheia ou lua nova. Então a maré máxima pode levantar o navio e fazê-lo flutuar novamente.

Problemas e características costeiras

As marés são especialmente importantes para os trabalhadores portuários e para os marinheiros que estão prestes a trazer o seu navio para dentro ou para fora do porto. Via de regra, o problema das águas rasas surge próximo à costa e, para evitar que interfira na movimentação dos navios, são cavados canais subaquáticos - fairways artificiais - para entrar na baía. A sua profundidade deve ter em conta a altura da maré baixa máxima.

Se olharmos para a altura das marés em algum momento e traçarmos linhas de alturas iguais de água no mapa, obteremos círculos concêntricos com centros em dois pontos (sublunar e antilunar), nos quais a maré é máxima . Se o plano orbital da Lua coincidisse com o plano do equador da Terra, então esses pontos sempre se moveriam ao longo do equador e fariam uma revolução completa por dia (mais precisamente, em 24ʰ 50ᵐ 28ˢ). Porém, a Lua não se move neste plano, mas perto do plano da eclíptica, em relação ao qual o equador está inclinado 23,5 graus. Portanto, o ponto sublunar também “caminha” ao longo da latitude. Assim, no mesmo porto (ou seja, na mesma latitude), a altura da maré máxima, que se repete a cada 12,5 horas, muda durante o dia dependendo da orientação da Lua em relação ao equador da Terra.

Essa “ninharia” é importante para a teoria das marés. Vejamos novamente: a Terra gira em torno de seu eixo e o plano da órbita lunar está inclinado em direção a ela. Portanto, cada porto marítimo “corre” ao redor do pólo terrestre durante o dia, uma vez caindo na área da maré mais alta, e após 12,5 horas - novamente na área da maré, mas menos alta. Aqueles. duas marés durante o dia não são iguais em altura. Um é sempre maior que o outro, porque o plano da órbita lunar não está no plano do equador terrestre.

Para os residentes costeiros, o efeito das marés é vital. Por exemplo, na França existe uma que está ligada ao continente por uma estrada asfaltada colocada ao longo do fundo do estreito. Há muitas pessoas que vivem na ilha, mas não podem utilizar esta estrada enquanto o nível do mar estiver alto. Esta estrada só pode ser percorrida duas vezes por dia. As pessoas sobem de carro e esperam pela maré baixa, quando o nível da água cai e a estrada fica acessível. As pessoas viajam de e para o trabalho na costa usando uma tabela de marés especial publicada para cada povoado costa. Se este fenômeno não for levado em consideração, a água pode inundar o pedestre no caminho. Os turistas simplesmente vão até lá e andam para ver o fundo do mar quando não há água. E os moradores locais coletam algo do fundo, às vezes até para comida, ou seja, em essência, esse efeito alimenta as pessoas.

A vida saiu do oceano graças ao fluxo e refluxo das marés. Com a maré baixa, alguns animais costeiros ficaram na areia e foram obrigados a aprender a respirar o oxigênio diretamente da atmosfera. Se não houvesse Lua, então a vida poderia não ter saído do oceano tão ativamente, porque lá é bom em todos os aspectos - um ambiente termostático, ausência de peso. Mas se de repente você se encontrasse na costa, teria que sobreviver de alguma forma.

A costa, especialmente se for plana, fica muito exposta na maré baixa. E por algum tempo as pessoas perdem a oportunidade de usar suas embarcações, ficando indefesas como baleias na costa. Mas há algo de útil nisso, porque o período da maré baixa pode servir para consertar navios, principalmente em alguma baía: os navios navegaram, aí a água foi embora, e eles podem ser consertados nessa hora.

Por exemplo, existe a Baía de Fundy, na costa leste do Canadá, que se diz ter as marés mais altas do mundo: a queda do nível da água pode chegar a 16 metros, o que é considerado um recorde para uma maré marítima na Terra. Os marinheiros se adaptaram a essa propriedade: na maré alta trazem o navio para a costa, fortalecem-no e, quando a água passa, o navio trava e o fundo pode ser calafetado.

Há muito que as pessoas começaram a monitorizar e registar regularmente os momentos e características das marés altas, a fim de aprender como prever este fenómeno. Logo inventado medidor de maré- um dispositivo no qual um flutuador sobe e desce dependendo do nível do mar, e as leituras são desenhadas automaticamente no papel em forma de gráfico. Aliás, os meios de medição praticamente não mudaram desde as primeiras observações até os dias atuais.

Com base em um grande número de registros hidrográficos, os matemáticos estão tentando criar uma teoria das marés. Se você tiver um registro de longo prazo de um processo periódico, poderá decompô-lo em harmônicos elementares - senóides de diferentes amplitudes com múltiplos períodos. E então, determinados os parâmetros dos harmônicos, estenda a curva total para o futuro e, com base nisso, faça as tabelas de marés. Agora, essas tabelas são publicadas para todos os portos da Terra, e qualquer capitão prestes a entrar em um porto pega uma tabela para si e verifica quando haverá nível de água suficiente para seu navio.

A história mais famosa relacionada aos cálculos preditivos ocorreu durante a Segunda Guerra Mundial. guerra mundial: em 1944, os nossos aliados - britânicos e americanos - iam abrir uma segunda frente contra a Alemanha nazi, para isso era necessário desembarcar na costa francesa. A costa norte da França é muito desagradável neste aspecto: a costa é íngreme, com 25-30 metros de altura, e o fundo do oceano é bastante raso, de modo que os navios só podem aproximar-se da costa nos momentos de maré máxima. Se encalhassem, seriam simplesmente alvejados por canhões. Para evitar isso, foi criado um computador mecânico especial (ainda não existiam eletrônicos). Ela realizou análises de Fourier de séries temporais do nível do mar usando tambores girando em sua própria velocidade, por onde passava um cabo metálico, que resumia todos os termos da série de Fourier, e uma pena conectada ao cabo traçava um gráfico da altura da maré versus tempo. Este foi um trabalho ultrassecreto que avançou muito a teoria das marés porque foi possível prever com suficiente precisão o momento da maré mais alta, graças à qual navios pesados de transporte militar cruzaram o Canal da Mancha e desembarcaram tropas em terra. Foi assim que matemáticos e geofísicos salvaram a vida de muitas pessoas.

Alguns matemáticos estão tentando generalizar os dados em escala planetária, tentando criar uma teoria unificada das marés, mas comparar registros feitos em lugares diferentes é difícil porque a Terra é muito irregular. É apenas na aproximação zero que um único oceano cobre toda a superfície do planeta, mas na realidade existem continentes e vários oceanos fracamente conectados, e cada oceano tem sua própria frequência de oscilações naturais.

As discussões anteriores sobre as flutuações do nível do mar sob a influência da Lua e do Sol diziam respeito a espaços oceânicos abertos, onde a aceleração das marés varia muito de uma costa para outra. E em corpos d'água locais - por exemplo, lagos - a maré pode criar um efeito perceptível?

Parece que não deveria ser assim, porque em todos os pontos do lago a aceleração das marés é aproximadamente a mesma, a diferença é pequena. Por exemplo, no centro da Europa existe o Lago Genebra, tem apenas cerca de 70 km de comprimento e não está de forma alguma ligado aos oceanos, mas as pessoas há muito notaram que ali existem flutuações diárias significativas na água. Por que eles surgem?

Sim, a força das marés é extremamente pequena. Mas o principal é que seja regular, ou seja, opera periodicamente. Todos os físicos conhecem o efeito que, quando uma força é aplicada periodicamente, às vezes causa um aumento na amplitude das oscilações. Por exemplo, você pega uma tigela de sopa no refeitório e... Isso significa que a frequência dos seus passos está em ressonância com as vibrações naturais do líquido na placa. Percebendo isso, mudamos drasticamente o ritmo da caminhada - e a sopa “acalma”. Cada corpo de água tem sua própria frequência ressonante básica. E quanto maior o tamanho do reservatório, menor será a frequência das vibrações naturais do líquido nele contido. Assim, a própria frequência ressonante do Lago Genebra revelou-se um múltiplo da frequência das marés, e uma pequena influência das marés “perde” o Lago Genebra, de modo que o nível nas suas margens muda visivelmente. Essas ondas estacionárias de longo período que ocorrem em corpos d'água fechados são chamadas seiches.

Energia das marés

Hoje em dia, estão tentando conectar uma das fontes alternativas de energia com o efeito das marés. Como eu disse, o principal efeito das marés não é que a água suba e desça. O principal efeito é uma corrente de maré que movimenta a água por todo o planeta em um dia.

Em locais rasos este efeito é muito importante. Na área da Nova Zelândia, os capitães nem se arriscam a guiar os navios por alguns estreitos. Os veleiros nunca conseguiram passar por lá, e navios modernos passam com dificuldade, porque o fundo é raso e as correntes de maré têm enorme velocidade.

Mas como a água está fluindo, essa energia cinética pode ser aproveitada. E já foram construídas usinas de energia, nas quais as turbinas giram para frente e para trás devido às correntes das marés. Eles são bastante funcionais. A primeira usina maremotriz (UTE) foi fabricada na França, ainda é a maior do mundo, com capacidade de 240 MW. Comparada a uma hidrelétrica, não é tão grande, claro, mas atende as áreas rurais mais próximas.

Quanto mais próximo do pólo, menor a velocidade do maremoto, portanto na Rússia não existem costas que tenham marés muito poderosas. Em geral, temos poucas saídas para o mar e a costa do Oceano Ártico não é particularmente rentável para a utilização da energia das marés, até porque a maré empurra a água de leste para oeste. Mas ainda existem locais adequados para PES, por exemplo, a Baía de Kislaya.

O fato é que nas baías a maré sempre cria um efeito maior: a onda sobe, invade a baía e estreita, estreita - e a amplitude aumenta. Um processo semelhante ocorre como se um chicote fosse estalado: a princípio a onda longa viaja lentamente ao longo do chicote, mas depois a massa da parte do chicote envolvida no movimento diminui, então a velocidade aumenta (impulso mvé preservado!) e atinge supersônico na extremidade estreita, e como resultado ouvimos um clique.

Ao criar a UTE experimental Kislogubskaya de baixa potência, os engenheiros de energia tentaram compreender com que eficácia as marés em latitudes circumpolares podem ser usadas para produzir eletricidade. Não faz muito sentido econômico. No entanto, agora existe um projeto para uma UTE russa muito poderosa (Mezenskaya) - de 8 gigawatts. Para alcançar este poder colossal, é necessário bloquear uma grande baía que separa o Mar Branco do Mar de Barents com uma barragem. É verdade que é altamente duvidoso que isto seja feito enquanto tivermos petróleo e gás.

O passado e o futuro das marés

A propósito, de onde vem a energia das marés? A turbina gira, a eletricidade é gerada e qual objeto perde energia?

Como a fonte de energia das marés é a rotação da Terra, se tirarmos dela, significa que a rotação deve desacelerar. Parece que a Terra possui fontes internas de energia (o calor das profundezas vem de processos geoquímicos e da decomposição de elementos radioativos), e há algo para compensar a perda de energia cinética. Isso é verdade, mas o fluxo de energia, espalhando-se em média quase uniformemente em todas as direções, dificilmente pode afetar significativamente o momento angular e alterar a rotação.

Se a Terra não girasse, as marés apontariam exatamente na direção da Lua e na direção oposta. Mas, à medida que gira, o corpo da Terra os carrega para frente na direção de sua rotação - e surge uma divergência constante do pico da maré e do ponto sublunar de 3-4 graus. A que isso leva? A protuberância que está mais próxima da Lua é atraída por ela com mais força. Esta força gravitacional tende a desacelerar a rotação da Terra. E a protuberância oposta está mais longe da Lua, tenta acelerar a rotação, mas é atraída mais fraca, de modo que o momento de força resultante tem um efeito de freio na rotação da Terra.

Assim, nosso planeta diminui constantemente sua velocidade de rotação (embora não com muita regularidade, em saltos, o que se deve às peculiaridades da transferência de massa nos oceanos e na atmosfera). Que efeito as marés da Terra têm na Lua? A protuberância da maré próxima puxa a Lua junto com ela, enquanto a distante, ao contrário, a desacelera. A primeira força é maior, como resultado a Lua acelera. Agora lembre-se da palestra anterior, o que acontece com um satélite que é puxado à força para frente em movimento? À medida que sua energia aumenta, ele se afasta do planeta e sua velocidade angular diminui porque o raio orbital aumenta. A propósito, um aumento no período de revolução da Lua em torno da Terra foi notado na época de Newton.

Falando em números, a Lua se afasta de nós cerca de 3,5 cm por ano, e a duração do dia na Terra aumenta um centésimo de segundo a cada cem anos. Parece um absurdo, mas lembre-se que a Terra existe há bilhões de anos. É fácil calcular que na época dos dinossauros o dia tinha cerca de 18 horas (as horas atuais, claro).

À medida que a Lua se afasta, as forças das marés tornam-se menores. Mas estava sempre se afastando, e se olharmos para o passado, veremos que antes a Lua estava mais próxima da Terra, o que significa que as marés eram mais altas. Você pode perceber, por exemplo, que na era arqueana, há 3 bilhões de anos, as marés tinham quilômetros de altura.

Fenômenos de maré em outros planetas

É claro que os mesmos fenômenos ocorrem nos sistemas de outros planetas com satélites. Júpiter, por exemplo, é um planeta muito massivo com grande número satélites. Seus quatro maiores satélites (eles são chamados de satélites galileanos porque Galileu os descobriu) são significativamente influenciados por Júpiter. O mais próximo deles, Io, é inteiramente coberto por vulcões, entre os quais há mais de cinquenta ativos, e emitem matéria “extra” 250-300 km acima. Esta descoberta foi bastante inesperada: não existem vulcões tão poderosos na Terra, mas aqui corpo pequeno do tamanho da Lua, que deveria ter esfriado há muito tempo, mas em vez disso irradia calor em todas as direções. Onde está a fonte dessa energia?

A atividade vulcânica de Io não foi uma surpresa para todos: seis meses antes da primeira sonda se aproximar de Júpiter, dois geofísicos americanos publicaram um artigo no qual calcularam a influência das marés de Júpiter nesta lua. Acabou sendo tão grande que poderia deformar o corpo do satélite. E durante a deformação, o calor é sempre liberado. Quando pegamos um pedaço de plasticina fria e começamos a amassá-lo nas mãos, após várias compressões ele fica macio e flexível. Isso não acontece porque a mão o aqueceu com seu calor (o mesmo acontecerá se for achatado em um torno frio), mas porque a deformação colocou nele energia mecânica, que foi convertida em energia térmica.

Mas por que diabos a forma do satélite muda sob a influência das marés de Júpiter? Parece que, movendo-se em uma órbita circular e girando sincronizadamente, como a nossa Lua, uma vez se tornou um elipsóide - e não há razão para distorções subsequentes da forma? No entanto, também existem outros satélites perto de Io; todos eles fazem com que sua órbita (Io) se desloque ligeiramente para frente e para trás: ou ele se aproxima de Júpiter ou se afasta. Isso significa que a influência das marés enfraquece ou se intensifica, e a forma do corpo muda o tempo todo. Aliás, ainda não falei das marés no corpo sólido da Terra: claro, elas também existem, não são tão altas, da ordem de um decímetro. Se você ficar sentado em seu lugar por seis horas, graças às marés, “caminhará” cerca de vinte centímetros em relação ao centro da Terra. Esta vibração é imperceptível aos humanos, claro, mas os instrumentos geofísicos registam-na.

Ao contrário da Terra sólida, a superfície de Io flutua com uma amplitude de muitos quilómetros durante cada período orbital. Uma grande quantidade de energia de deformação é dissipada como calor e aquece a subsuperfície. A propósito, crateras de meteoritos não são visíveis nele, porque os vulcões bombardeiam constantemente toda a superfície com matéria fresca. Assim que uma cratera de impacto se forma, cem anos depois ela fica coberta com produtos de erupções de vulcões vizinhos. Eles trabalham de forma contínua e muito poderosa, e a isso se somam fissuras na crosta do planeta, através das quais flui das profundezas um derretimento de vários minerais, principalmente enxofre. No alta temperatura escurece, então o fluxo da cratera parece preto. E a borda leve do vulcão é a substância resfriada que cai ao redor do vulcão. Em nosso planeta, a matéria ejetada de um vulcão geralmente é desacelerada pelo ar e cai perto da abertura, formando um cone, mas em Io não há atmosfera e ela voa ao longo de uma trajetória balística em todas as direções. Talvez este seja um exemplo do efeito de maré mais poderoso do sistema solar.

O segundo satélite de Júpiter, Europa, é todo parecido com a nossa Antártica, é coberto por uma crosta de gelo contínua, rachada em alguns lugares, porque algo também o deforma constantemente. Como este satélite está mais longe de Júpiter, o efeito das marés aqui não é tão forte, mas ainda assim bastante perceptível. Abaixo desta crosta gelada existe um oceano líquido: as fotografias mostram fontes jorrando de algumas das fendas que se abriram. Sob a influência das forças das marés, o oceano enfurece-se e os campos de gelo flutuam e colidem na sua superfície, tal como acontece no Oceano Ártico e ao largo da costa da Antártida. A condutividade elétrica medida do fluido oceânico de Europa indica que se trata de água salgada. Por que não deveria haver vida lá? Seria tentador colocar um dispositivo em uma das fendas e ver quem mora lá.

Na verdade, nem todos os planetas cumprem as suas metas. Por exemplo, Encélado, uma lua de Saturno, também tem uma crosta gelada e um oceano por baixo. Mas os cálculos mostram que a energia das marés não é suficiente para manter o oceano subglacial em estado líquido. É claro que, além das marés, qualquer corpo celeste possui outras fontes de energia - por exemplo, elementos radioativos em decomposição (urânio, tório, potássio), mas em planetas pequenos eles dificilmente podem desempenhar um papel significativo. Isso significa que há algo que ainda não entendemos.

O efeito das marés é extremamente importante para as estrelas. Por que - mais sobre isso na próxima palestra.

O fenômeno das marés marítimas é observado desde a antiguidade. Heródoto escreveu sobre as marés no século V aC. Durante muito tempo as pessoas não conseguiram compreender a natureza das marés. Várias suposições fantásticas foram feitas, como a de que a Terra respira. Até o famoso cientista (1571-1630), que descobriu as leis do movimento planetário, considerou o fluxo e refluxo das marés como resultado... da respiração do planeta Terra.

O matemático e filósofo francês (1596-1650) foi o primeiro entre os cientistas europeus a apontar a ligação entre marés e marés, mas não entendeu qual era essa ligação. Portanto, ele deu uma explicação tão longe de ser verdadeira para o fenômeno da maré: a Lua, girando em torno da Terra, pressiona a água, fazendo com que ela desça.

Aos poucos, os cientistas descobriram esse problema, é preciso dizer, difícil, e descobriram que as marés são consequência da influência das forças gravitacionais da Lua e (em menor grau) do Sol na superfície do oceano.

Em oceanologia, a seguinte definição é dada: A subida e descida rítmica da água, bem como as correntes que a acompanham, são chamadas de marés.

As marés ocorrem não apenas no oceano, mas também na atmosfera e na crosta terrestre. A elevação da crosta terrestre é muito insignificante, por isso só pode ser determinada com instrumentos especiais. Outra coisa é a superfície da água. As partículas de água se movem e, recebendo aceleração da Lua, aproximam-se dela incomparavelmente mais do que do firmamento terrestre. Portanto, do lado voltado para a Lua, a água sobe, formando uma curva, uma espécie de monte de água na superfície do oceano. À medida que a Terra gira em seu eixo, esse monte de água se move ao longo da superfície do oceano.

Teoricamente, mesmo estrelas distantes participam da formação das marés. Mas esta continua a ser uma proposição puramente teórica, uma vez que a influência das estrelas é insignificante e pode ser negligenciada. Mais precisamente, é impossível negligenciá-lo, pois não há nada a negligenciar. O impacto do Sol na superfície do oceano devido à grande distância da estrela é 3-4 vezes mais fraco que o impacto da Lua. As poderosas marés lunares mascaram a atração do Sol e, portanto, as marés solares como tais não são observadas.

A posição extrema do nível da água no final da maré é chamada cheio de água, e no final da maré baixa - água baixa.

Duas fotografias tiradas do mesmo ponto em momentos de maré baixa e alta,
dar uma ideia das flutuações do nível das marés.

Se começarmos a observar a maré no momento da preia-mar, veremos que após 6 horas ocorrerá o nível mais baixo da água. Depois disso, a maré recomeçará, que também continuará por 6 horas até atingir seu nível mais alto. A próxima maré alta ocorrerá 24 horas após o início da nossa observação.

Mas isso só acontecerá em condições teóricas ideais. Na realidade, durante o dia há uma maré alta e uma maré baixa - e então a maré é chamada diurna. Ou pode acontecer em dois ciclos de marés. Neste caso estamos falando de uma maré semidiurna.

O período de maré diária não dura 24 horas, mas sim 50 minutos a mais. Assim, a maré semidiurna dura 12 horas e 25 minutos.

O Oceano Mundial experimenta marés predominantemente semidiurnas. Isto é declarado pela rotação da Terra em torno de seu eixo. A maré, como uma onda enorme e suave, cujo comprimento é de muitas centenas de quilômetros, se espalha por toda a superfície do Oceano Mundial. O período de ocorrência dessa onda varia em cada local do oceano de meio dia a um dia. Com base na frequência de início das marés, elas são diferenciadas em diurnas e semidiurnas.

Durante uma rotação completa da Terra em torno de seu eixo, a Lua se move no céu aproximadamente 13 graus. Um maremoto leva apenas 50 minutos para “alcançar” a Lua. Isso significa que o horário de chegada da água cheia ao mesmo local do oceano muda constantemente em relação à hora do dia. Então, se hoje houve enchente ao meio-dia, amanhã será às 12h50 e depois de amanhã às 13h40.

No oceano aberto, onde o maremoto não encontra resistência dos continentes, ilhas, irregularidades do fundo e costas, ocorrem principalmente marés semidiurnas regulares. As ondas gigantes em mar aberto são invisíveis, onde sua altura não ultrapassa um metro.

A maré se manifesta com força total na costa de oceano aberto, onde por dezenas e centenas de quilômetros não são visíveis ilhas nem curvas acentuadas da costa.

Quando o Sol e a Lua estão localizados na mesma linha em um lado da Terra, a força gravitacional de ambas as luminárias parece aumentar. Isso acontece duas vezes durante o mês lunar - na lua nova ou na lua cheia. Essa posição das luminárias é chamada de sizígia, e a maré que ocorre nesses dias é chamada. As marés vivas são as marés mais altas e poderosas. Em contraste, as marés mais baixas são chamadas de.

Deve-se notar que o nível das marés vivas no mesmo local nem sempre é o mesmo. A razão ainda é a mesma: o movimento da Lua em torno da Terra e da Terra em torno do Sol. Não esqueçamos que a órbita da Lua em torno da Terra não é um círculo, mas uma elipse, criando uma diferença bastante perceptível entre o perigeu e o apogeu da Lua - 42 mil km. Se durante a sizígia a Lua estiver em perigeu, ou seja, na menor distância da Terra, isso causará um maremoto alto. Bem, se durante o mesmo período a Terra, movendo-se em sua órbita elíptica ao redor do Sol, se encontrar à menor distância dele (e coincidências também ocorrem ocasionalmente), então a vazante e a vazante das marés atingirão sua magnitude máxima.

Aqui estão alguns exemplos que mostram a altura máxima que as marés oceânicas atingem em determinados lugares do globo (em metros):

Nome	Localização	Altura da maré (m)
Baía de Mezen Mar Branco
Estuário do Rio Colorado
Baía Penzhinskaya do Mar de Okhotsk
Foz do Rio Seul	Coréia do Sul
Estuário do Rio Fitzroy	Austrália
Grenville
Foz do rio Koksoak
Porto Gallegas	Argentina
Baía de Fundy

Durante a maré alta, a água sobe em velocidades diferentes. A natureza da maré depende em grande parte do ângulo de inclinação do fundo do mar. Em margens íngremes, a água sobe lentamente no início - 8 a 10 milímetros por minuto. Então a velocidade da maré aumenta, tornando-se maior na posição de “meia-água”. Em seguida, desacelera até a posição do limite superior da maré. A dinâmica da maré baixa é semelhante à dinâmica da maré alta. Mas a maré parece completamente diferente em praias largas. Aqui, o nível da água sobe muito rapidamente e às vezes é acompanhado por um maremoto alto que avança rapidamente ao longo das águas rasas. Nestes casos, os nadadores que ficaram boquiabertos nessas praias não devem esperar nada de bom. O elemento mar não sabe brincar.

Nos mares interiores, isolados do resto do oceano por estreitos e sinuosos estreitos e rasos ou aglomerados de pequenas ilhas, as marés chegam com amplitudes quase imperceptíveis. Vemos isto no exemplo do Mar Báltico, que está confiavelmente fechado às marés pelos rasos estreitos dinamarqueses. Teoricamente, a altura da maré no Mar Báltico é de 10 centímetros. Mas essas marés são invisíveis aos olhos; elas ficam escondidas pelas flutuações no nível da água devido ao vento ou às mudanças na pressão atmosférica.

É sabido que em São Petersburgo ocorrem frequentemente inundações, por vezes muito fortes. Lembremo-nos de como o grande poeta russo A.S. transmitiu de forma vívida e verdadeira o drama da severa enchente de 1824 no poema “O Cavaleiro de Bronze”. Pushkin. Felizmente, inundações desta magnitude em São Petersburgo não têm nada a ver com as marés. Estas inundações são causadas por ventos ciclónicos, que aumentam significativamente o nível da água em 4–5 metros na parte oriental do Golfo da Finlândia e no Neva.

As marés oceânicas têm ainda menos impacto nos mares interiores do Negro e de Azov, bem como no Egeu e no Mediterrâneo. No Mar de Azov, ligado ao Mar Negro pelo estreito Estreito de Kerch, a amplitude das marés é próxima de zero. No Mar Negro, as flutuações do nível da água sob a influência das marés não chegam a 10 centímetros.

Por outro lado, em baías e baías estreitas que têm livre comunicação com o oceano, as marés atingem níveis significativos. Entrando livremente na baía, as massas de maré avançam e, não encontrando saída entre as margens estreitas, levantam-se e inundam a terra sobre uma grande área.

Durante as marés oceânicas, um fenômeno perigoso chamado boro. Fluxo água do mar, entrando no leito do rio e encontrando o fluxo do rio, forma um poderoso poço espumoso, subindo como uma parede e movendo-se rapidamente contra o fluxo do rio. No seu caminho, o boro desgasta as margens e pode destruir e afundar qualquer navio que caia no canal do rio.

No maior rio Ámérica do Sul Na Amazônia, um poderoso maremoto de 5 a 6 metros de altura passa a uma velocidade de 40 a 45 km/h a uma distância de até mil e quinhentos quilômetros da foz.

Às vezes, os maremotos interrompem o fluxo dos rios e até os fazem virar na direção oposta.

No território da Rússia, os rios que deságuam na Baía de Mezen, no Mar Branco, experimentam um pequeno boro.

Para utilizar a energia das marés, foram construídas usinas de energia das marés em alguns países, incluindo a Rússia. A primeira usina de energia das marés, construída na Baía Kislogubskaya, no Mar Branco, tinha capacidade de apenas 800 quilowatts. Posteriormente, os PES foram projetados com capacidade de dezenas e centenas de milhares de quilowatts. Isso significa que as marés começam a funcionar em benefício da pessoa.

E por último, mas de importância global, sobre as marés. As correntes causadas pelas marés encontram resistência dos continentes, das ilhas e do fundo do mar. Alguns cientistas acreditam que, como resultado do atrito das massas de água contra esses obstáculos, a rotação da Terra em torno de seu eixo diminui. À primeira vista, esta desaceleração é bastante insignificante. Os cálculos mostraram que durante todo o período da nossa era, ou seja, ao longo de 2.000 anos, os dias na Terra tornaram-se 0,035 segundos mais longos. Mas em que se baseou o cálculo?

Acontece que existem evidências, ainda que indiretas, de que a rotação do nosso planeta está a abrandar. Ao estudar corais extintos do período Devoniano, o cientista inglês D. Wells descobriu que o número de anéis de crescimento diários é 400 vezes maior que os anuais. Na astronomia, é reconhecida a teoria da estabilidade dos movimentos planetários, segundo a qual a duração do ano permanece praticamente inalterada.

Acontece que no período Devoniano, ou seja, há 380 milhões de anos, o ano consistia em 400 dias. Consequentemente, o dia teve então uma duração de 21 horas e 42 minutos.

Se D. Wells não se enganou ao calcular os anéis diários de corais antigos, e se o restante dos cálculos estiver correto, então tudo vai ao ponto de que em menos de 12-13 bilhões de anos o dia da Terra se tornará igual em duração a o mês lunar. E daí? Então a nossa Terra ficará constantemente voltada para um lado em direção à Lua, como é atualmente o caso da Lua em relação à Terra. A subida das águas estabilizar-se-á num lado da Terra, as marés deixarão de existir e as marés solares serão demasiado fracas para serem sentidas.

Oferecemos aos nossos leitores a oportunidade de avaliar de forma independente esta hipótese bastante exótica.