Panouri
Ce cauzează fluxul și refluxul mărilor. Curge și reflux

Ce cauzează fluxul și refluxul mărilor. Curge și reflux

Elev din grupa N-30

Tsvetkov E.N.

Verificat:

Petrova I.F.

Moscova, 2003

Parte principală…………………………………………………….
Definiție..……………......……………………………...
Esența fenomenului…………………………………………………………………
Schimbare de-a lungul timpului………………………………………………………
Distribuția și scara manifestării...................
Mituri și legende ……………………………………………………….
Istoria studiului…………………………………………………………………
Consecințe asupra mediului…………………………………………
Influenta la activitate economică …………………
Influența umană asupra acestui proces………………………….
Posibilitate de prognoză și management…………….
Bibliografie………………………………………………..

Definiție.

Curge și reflux, fluctuații periodice ale nivelului apei (creșteri și scăderi) în zonele de apă de pe Pământ, care sunt cauzate de atracția gravitațională a Lunii și a Soarelui care acționează asupra Pământului în rotație. Toate zonele mari de apă, inclusiv oceanele, mările și lacurile, sunt supuse mareelor într-un grad sau altul, deși în lacuri sunt mici.

Cel mai înalt nivel al apei observat într-o zi sau o jumătate de zi în timpul mareei înalte se numește ape înalte, cel mai scăzut nivel în timpul refluxului se numește ape joase, iar momentul atingerii acestor repere de nivel maxim se numește staționarea (sau treapta) de maree înaltă. maree sau, respectiv, joasă. Nivelul mediu al mării este o valoare condiționată, deasupra căreia se află reperele de nivel în timpul mareelor înalte și sub care în timpul mareelor joase. Acesta este rezultatul unei serii medii mari de observații urgente. Marea mare medie (sau mareea joasă) este o valoare medie calculată dintr-o serie mare de date privind nivelurile ridicate sau scăzute ale apei. Ambele niveluri medii sunt legate de tija locală.

Fluctuațiile verticale ale nivelului apei în timpul mareelor înalte și joase sunt asociate cu mișcările orizontale ale maselor de apă în raport cu țărm. Aceste procese sunt complicate de valul vântului, scurgerea râului și alți factori. Mișcările orizontale ale maselor de apă din zona de coastă se numesc curenți de maree (sau de maree), în timp ce fluctuațiile verticale ale nivelului apei sunt numite fluxuri și reflux. Toate fenomenele asociate fluxurilor și refluxurilor sunt caracterizate de periodicitate. Curenți de maree schimbă periodic direcția opusă, în timp ce curenții oceanici, deplasându-se continuu și unidirecțional, sunt determinați de circulația generală a atmosferei și acoperă suprafețe mari ale oceanului deschis.

În intervalele de tranziție de la maree înaltă la maree joasă și invers, este dificil de stabilit tendința curentului de maree. În acest moment (care nu coincide întotdeauna cu marea înaltă sau joasă), se spune că apa „stagnează”.

Mareele înalte și joase alternează ciclic în funcție de condițiile astronomice, hidrologice și meteorologice în schimbare. Secvența fazelor de maree este determinată de două maxime și două minime în ciclul zilnic.

Pentru a învăța să navigheze bine, fiecare surfer trebuie să fie capabil să înțeleagă oceanul. El trebuie să știe ce este un swell, de unde vin valurile, cum le afectează vântul și multe altele. Printre astfel de cunoștințe se numără și cunoștințele despre fluxul și refluxul mareelor. Să călătoresc înăuntru cel mai bun timp pe cele mai bune valuri, trebuie să vă dați seama cum marea poate schimba valurile, ce nivel al apei este ideal pentru un anumit loc și la ce oră ar trebui să vă așteptați la acest nivel.
În acest articol vom înțelege ce sunt mareele, de unde vin, ce sunt, ce afectează nivelul mareelor și cum să stabilim la ce oră trebuie să ne așteptăm la ce nivel al apei. Ei bine, la final vom scrie ce valoare practică au mareele pentru un surfer.

Cauză

Principalul motiv pentru care nivelul apei din oceanele lumii crește și scade în fiecare zi este gravitația. În primul rând, aceasta este gravitația Lunii. Întrucât Luna este cel mai aproape de Pământ printre toate celelalte corpuri cerești, influența ei este cea mai mare. Pe locul doi se află Soarele. Și, deși este mult mai departe de noi decât Luna, gravitația Soarelui este încă simțită, deoarece este mult mai mare ca dimensiune decât orice planetă din Sistemul Solar.
Cu toate acestea, forța gravitațională a Soarelui în raport cu Pământul este doar de 46% din cea a Lunii. Apropo, există un alt corp ceresc a cărui gravitație afectează pământul, aceasta este Venus! Da, da, cu toate acestea, forța de atracție este doar 0,001% din forța gravitației solare.

Forța de atracție dintre Lună și Soare se numește forță de maree. Nu este suficient de mare pentru a acționa asupra corpurilor solide (deși Luna le poate întinde până la 30 cm!), totuși, apa din Oceanul Mondial este influențată semnificativ de aceasta, a cărei stare lichidă permite modificarea nivelului apei cu câțiva metri.

Timp de flux și reflux

Timpul orbital al Lunii în jurul Pământului - o zi lunară - este de aproximativ 24 de ore și 50 de minute. În majoritatea locurilor de pe pământ mareea de amiază, adică în timpul zilei lunare avem două maree mari și două maree joase. Deoarece ziua lunară este mai lungă decât cea a pământului, timpul fluxului și refluxului se schimbă în fiecare zi. Cu toate acestea, există mai multe locuri pe Pământ în care apa curge o singură dată pe zi. Astfel de locuri sunt Marea Chinei de Sud, Golful Mexic și altele.

Sizigie și maree de cuadratura

Mulți dintre cei care au fost pe ocean de mai bine de două săptămâni au observat că în unele zile marea poate fi foarte puternică, iar în altele nu este atât de vizibil. Cert este că, în funcție de faza în care se află Luna, diferența dintre maxim și minim de apă poate varia.

În timpul lunii pline și noii, adică atunci când Soarele, Luna și Pământul stau pe o singură linie, diferența este maximă. Această maree se numește "sizigie". Acest fenomen are loc deoarece forțele de maree ale Soarelui și Lunii se adună.
Și în timpul primului și al treilea trimestru al ciclului lunar, adică atunci când Luna este pe jumătate iluminată de Soare, picătura de apă va fi minimă. Acest fenomen se numește cuadratura maree înaltă

De asemenea, traiectoria Lunii și a Soarelui afectează și înălțimea mareei. Faptul este că Luna se mișcă în jurul Pământului nu într-un cerc, ci într-o elipsă. Prin urmare, la un moment dat, Luna este mai aproape de Pământ, la alta - mai departe. Când mareea de primăvară are loc în perioada în care Luna se află în punctul cel mai apropiat de Pământ (aceasta are loc o dată la fiecare 7,5 cicluri lunare), se observă o maree foarte mare.

Dacă, în timpul mareelor de primăvară, Pământul se apropie și el cât mai aproape de Soare (orbita lui arată și ea ca o elipsă), atunci marea va fi și mai mare. Acest lucru se întâmplă la fiecare 18,6 ani.

De unde vine a doua maree?

Vă puteți întreba, dacă Luna atrage apă doar dintr-o parte, atunci de ce există două maree înalte și joase pe zi, pe una și pe cealaltă parte a planetei?

Sincer să fiu, această întrebare m-a bântuit până când am citit minunata carte Surf Science de Tony Butt.

A doua maree are loc din cauza a doi factori. Prima este diferența de forță gravitațională a Lunii între o parte a Pământului și cealaltă. A doua este forța centrifugă care apare în timpul rotației Pământului.

Cu primul factor, mi se pare că totul ar trebui să fie clar imediat. Luna este mai aproape de o parte a Pământului decât de cealaltă. Este logic să presupunem că puterea gravitației va varia. Așa cum este. Dacă luăm ca bază forța gravitațională a Lunii în centrul Pământului, atunci pe suprafața sa cea mai apropiată de Lună, forța gravitațională a satelitului nostru va fi cu 3,4% mai mare decât în centru și mai slabă cu 3,2% pe partea opusă a planetei noastre.

Acum să vorbim despre al doilea factor. Ce este forța centrifugă și de unde provine? Mai sus am menționat rotația Pământului, dar nu mă refeream la rotația lui în jurul propriei axe, ci la rotația lui în jurul Lunii.
Cei mai mulți dintre noi știm de la școală că Luna se învârte în jurul Pământului. Dar, de fapt, ambii se învârt în jurul centrului lor comun de masă, care este situat la o distanță de 4,5 mii de kilometri de centrul Pământului. Adică, acest centru este situat în interiorul razei Pământului, care este puțin mai mare de 6,3 mii de kilometri. În consecință, Pământul și Luna se rotesc în jurul acestui centru cu aceeași viteză.

Imaginați-vă că puneți o cravată de păr pe un creion și începeți să o răsuciți. Banda elastică se va întinde pe parcursul mișcării. Aproximativ același lucru se întâmplă cu apa de pe Pământ. Datorită acestei rotații a Pământului în jurul Lunii, se creează o forță centrifugă care trage apa oceanului departe de Pământ.

Aruncă o privire la poza de mai jos. Săgețile albastre arată forța gravitațională a Lunii. Roșu - forță centrifugă. Săgețile violet arată direcția forțelor adunate.

De ce variază marea în diferite locuri de pe Pământ?

Dacă ai fost pe coastele în tari diferite, poate ați observat că undeva marea joasă este foarte vizibilă, de exemplu, în Bali, iar undeva nivelul apei în timpul apei înalte și joase este aproape același, de exemplu în Maldive.
Acum știm că forța gravitațională nici a Lunii, nici a Soarelui nu se modifică semnificativ, adică într-un singur loc de pe suprafața planetei, marea maximă și refluxul minim vor fi întotdeauna aproximativ aceleași. Cu toate acestea, cu toate acestea, undeva înălțimea mareei joase este de jumătate de metru, undeva de trei și undeva de șaisprezece (acest loc se numește Golful Fundy din Canada - imaginea de mai jos).

Motivul pentru aceasta este topografia de jos. Marea poate fi considerată ca un val uriaș. Dacă vă amintiți de unde vine valul - începe să crească atunci când adâncimea devine mai mică decât un anumit semn - atunci totul devine mai clar. În consecință, înălțimea mareei depinde de adâncimea oceanului. Cu cât adâncimea este mai mică, cu atât valul de mare devine „mai mare” și cu atât devine mai mare diferența dintre apa maximă și apa minimă. Dacă nu ar exista pământ pe planeta noastră, atunci doar două valuri s-ar mișca în jurul planetei. Cu toate acestea, datorită continentelor și formei complexe a fundului oceanului, există mai multe valuri de maree.

Aruncă o privire pe hartă. Pe ea sunt evidențiate în culoare locuri cu diferite înălțimi ale mareelor, unde roșu închis este înălțimea maximă, albastrul este minim. Punctele în care converg liniile albe se numesc amfidromic. La ele diferența dintre marea înaltă și cea joasă este zero. Cu cât este mai departe de acest punct, cu atât amplitudinea fluctuațiilor mareelor este mai mare. Puteți vedea o săgeată neagră lângă aceste puncte; aceasta arată în ce direcție se mișcă valul. Liniile albe conturează zonele în care marea este în aceeași fază, cu o diferență de puțin peste o oră între fiecare linie. Există douăsprezece astfel de faze în jurul fiecărui punct. Timpul necesar pentru ca un val de maree să treacă prin toate aceste zone este egal cu o jumătate de zi lunară.

Cum se determină înălțimea și ora mareei

Toate cele de mai sus pot părea prea complicate pentru a descrie toate aceste mișcări cu formule matematice. Este chiar dificil, dar posibil. Datorită acestor formule, înălțimea mareei poate fi calculată pentru mulți ani de acum înainte. În fiecare port puteți găsi tabele sau grafice speciale numite diagrame de legătură. Mai jos veți găsi două tipuri de diagrame de legătură.

În prima versiune, zilele lunii sunt marcate de-a lungul axei orizontale, iar orele zilei sunt marcate de-a lungul axei verticale. La intersecțiile coloanelor există date despre nivelul apei în acea zi și oră specifică.

A doua opțiune este preluată de pe site-ul de prognoză surf magicseaweed.com, care este familiar tuturor navigatorilor. Aici marea este prezentată printr-un grafic, lângă care sunt indicați timpii de apă maximă și minimă.

De ce ar trebui să știe surferii asta?

Surferii au nevoie de informații despre nivelul apei din ocean sau din mare pentru a înțelege dacă locul dorit va funcționa la un moment dat sau altul și cum se va descurca. Natura valului depinde de adâncimea apei la fața locului. Cu cât este mai mare, cu atât valul devine mai plat și mai lent. Cu cât adâncimea este mai mică, cu atât valul este mai ascuțit și mai rapid. În consecință, în locurile în care fluxul și refluxul mareelor sunt vizibile, natura valului la fața locului va varia destul de semnificativ în funcție de nivelul apei. Astfel, unele valuri pot funcționa doar la maree joasă, pentru că acolo este prea adânc pentru ca valul să se ridice la maree înaltă, iar unele pot funcționa doar la reflux, pentru că acolo este prea puțin adânc.

Luați de exemplu locul Kudeta din Bali. Cu un nivel mediu de umflare, puteți naviga în mod normal aici doar când nivelul apei este mai mic de 1 metru. În același timp, cele mai bune valuri vor fi pe apă minimă la mareea de primăvară. La apa maxima valul inceteaza cu totul sa se ridice acolo.

Dar în Filipine, pe insula Siargao, la fața locului Cloud 9, când este multă apă, valul rămâne totuși ascuțit și chiar trâmbițește ușor. Și când apa se retrage, adâncimea devine până la talie, iar apoi valul începe să trâmbițeze foarte tare, devine super-rapid și periculos.

Prin urmare, dacă urmează să călăriți într-un loc nou, aflați mai întâi la ce nivel de apă sunt cele mai bune valuri acolo. Aceste informații pot fi găsite pe internet pe unul dintre numeroasele site-uri cu descrieri de spoturi, sau puteți afla pe mal de la surferi experimentați.

Un alt factor care este afectat de fluxul și refluxul mareelor sunt curenții. Cu cât picătura de apă este mai mare, cu atât vine și pleacă mai repede, adică curenții devin mai puternici. În același timp, viteza maximă a curenților are loc la mijlocul perioadei dintre reflux și maree înaltă. Adica daca azi apa minima este la ora 12 dupa-amiaza, iar cea maxima este la ora 6, atunci in intervalul intre ora 2 si 4 dupa-amiaza apa se va retrage cel mai repede si debitul. viteza va fi mai mare. Și în timpul schimbării schimbului de mișcare a apei, adică la ora 12 sau 6, fluxul încetinește.

În plus, există credința că valurile devin mai bune atunci când nivelul apei crește. Ei spun că mișcarea apei în timpul mareei înalte este îndreptată în aceeași direcție cu valurile și, prin urmare, sunt mai uniforme. Dimpotrivă, atunci când apa se retrage, valurile se înrăutățesc. Nu există date științifice de încredere care să confirme acest fapt, cu toate acestea, de multe ori valurile sunt de fapt mai bune la creșterea apei.

Sper că ți-a fost de ajutor acest articol, că ai învățat ceva nou și că aceste informații te vor ajuta să alegi timpul cu cele mai bune valuri!

Fluxurile și refluxurile se numesc creșteri și scăderi periodice ale nivelului apei în oceane și mări. De două ori în timpul zilei, cu un interval de aproximativ 12 ore și 25 de minute, apa din apropierea țărmului oceanului sau a mării deschise se ridică și, dacă nu există obstacole, uneori inundă spații mari - aceasta este valul. Apoi apa scade și se retrage, expunând fundul - aceasta este valul joase. De ce se întâmplă asta? Chiar și oamenii din vechime s-au gândit la asta și au observat că aceste fenomene sunt asociate cu Luna. I. Newton a fost primul care a subliniat motivul principal al fluxului și refluxului mareelor - aceasta este atracția Pământului de către Lună sau, mai degrabă, diferența dintre atracția Lunii asupra întregului Pământ. și învelișul său de apă.

Explicația fluxului și refluxului mareelor prin teoria lui Newton

Atracția Pământului de către Lună constă în atragerea particulelor individuale ale Pământului de către Lună. Particulele care sunt în prezent mai aproape de Lună sunt atrase de aceasta mai puternic, în timp ce particulele care sunt mai îndepărtate sunt atrase mai puțin. Dacă Pământul ar fi absolut solid, atunci această diferență de forță gravitațională nu ar juca niciun rol. Dar Pământul nu este absolut corp solid prin urmare, diferența dintre forțele de atractivitate ale particulelor situate în apropierea suprafeței Pământului și în apropierea centrului acestuia (această diferență se numește forța de maree) deplasează particulele unele față de altele, iar Pământul, în primul rând învelișul său de apă, este deformat. .

Drept urmare, pe partea îndreptată spre Lună și pe partea opusă, apa se ridică, formând creste de maree și acolo se acumulează excesul de apă. Din această cauză, nivelul apei în alte puncte opuse ale Pământului scade în acest moment - aici are loc marea joasă.

Dacă Pământul nu s-ar roti și Luna ar rămâne nemișcată, atunci Pământul, împreună cu învelișul său apos, ar menține întotdeauna aceeași formă alungită. Dar Pământul se rotește, iar Luna se mișcă în jurul Pământului în aproximativ 24 de ore și 50 de minute. Cu aceeași perioadă, vârfurile mareelor urmează Lunii și se deplasează de-a lungul suprafeței oceanelor și mărilor de la est la vest. Deoarece există două astfel de proiecții, un val de maree trece peste fiecare punct al oceanului de două ori pe zi, cu un interval de aproximativ 12 ore și 25 de minute.

De ce este diferită înălțimea valului?

În oceanul deschis, apa crește ușor la trecerea unui val: aproximativ 1 m sau mai puțin, ceea ce rămâne practic neobservat pentru marinari. Dar în largul coastei, chiar și o astfel de creștere a nivelului apei este vizibilă. În golfuri și golfuri înguste, nivelul apei crește mult mai sus în timpul mareelor înalte, deoarece malul împiedică mișcarea valului de maree și apa se acumulează aici pe tot timpul dintre reflecția și marea înaltă.

Cea mai mare val (aproximativ 18 m) se observă într-unul dintre golfurile de pe coasta Canadei. În Rusia, cele mai înalte maree (13 m) au loc în golfurile Gizhiginskaya și Penzhinskaya din Marea Okhotsk. În mările interioare (de exemplu, în Marea Baltică sau Neagră), fluxul și refluxul mareelor sunt aproape imperceptibile, deoarece mase de apă care se mișcă împreună cu valul oceanului nu au timp să pătrundă în astfel de mări. Dar totuși, în fiecare mare sau chiar lac, apar valuri de maree independente cu o masă mică de apă. De exemplu, înălțimea mareelor în Marea Neagră ajunge la doar 10 cm.

În aceeași zonă, înălțimea mareei poate fi diferită, deoarece distanța de la Lună la Pământ și înălțimea maximă a Lunii deasupra orizontului se modifică în timp, iar acest lucru duce la o modificare a mărimii forțelor mareelor.

Maree și Soare

Soarele afectează și mareele. Dar forțele de maree ale Soarelui sunt de 2,2 ori mai mici decât forțele de maree ale Lunii. În timpul lunii noi și lunii pline, forțele de maree ale Soarelui și Lunii acționează în aceeași direcție - atunci se obțin mareele cele mai înalte. Dar în timpul primului și al treilea trimestru al Lunii, forțele de maree ale Soarelui și ale Lunii se opun între ele, astfel încât mareele sunt mai mici.

Maree în învelișul de aer al Pământului și în corpul său solid

Fenomenele mareelor apar nu numai în apă, ci și în învelișul de aer al Pământului. Se numesc maree atmosferice. Mareele apar și în corpul solid al Pământului, deoarece Pământul nu este absolut solid. Fluctuațiile verticale ale suprafeței Pământului din cauza mareelor ating câteva zeci de centimetri.

Există o creștere și o scădere a apei. Acesta este fenomenul fluxurilor și refluxului mării. Deja în antichitate, observatorii au observat că marea vine la ceva timp după culminarea Lunii la locul de observație. Mai mult, mareele sunt cele mai puternice în zilele cu lună nouă și cu lună plină, când centrele Lunii și Soarelui sunt situate aproximativ pe aceeași linie dreaptă.

Ținând cont de acest lucru, I. Newton a explicat mareele prin acțiunea gravitației de la Lună și Soare, și anume prin faptul că diferite părți ale Pământului sunt atrase de Lună în moduri diferite.

Pământul se rotește în jurul axei sale mult mai repede decât se rotește Luna în jurul Pământului. Ca rezultat, cocoașa de maree (poziția relativă a Pământului și a Lunii este prezentată în Figura 38) se mișcă, un val de maree străbate Pământul și apar curenți de maree. Pe măsură ce valul se apropie de țărm, înălțimea valului crește pe măsură ce fundul se ridică. În mările interioare, înălțimea unui val de maree este de doar câțiva centimetri, dar în oceanul deschis ajunge la aproximativ un metru. În golfurile înguste situate favorabil, înălțimea mareei crește de câteva ori mai mult.

Frecarea apei cu fundul, precum și deformarea învelișului solid al Pământului, sunt însoțite de eliberarea de căldură, ceea ce duce la disiparea energiei din sistemul Pământ-Lună. Deoarece cocoașa de maree se află la est, marea maximă are loc după punctul culminant al Lunii, atracția cocoașului face ca Luna să accelereze și să încetinească rotația Pământului. Luna se îndepărtează treptat de Pământ. Într-adevăr, datele geologice arată că în perioada jurasică (acum 190-130 de milioane de ani) mareele erau mult mai mari, iar zilele erau mai scurte. Trebuie remarcat faptul că atunci când distanța până la Lună scade de 2 ori, înălțimea mareei crește de 8 ori. În prezent, ziua crește cu 0,00017 s pe an. Deci, în aproximativ 1,5 miliarde de ani, lungimea lor va crește la 40 de zile moderne. O lună va avea aceeași lungime. Drept urmare, Pământul și Luna se vor înfrunta întotdeauna cu aceeași parte. După aceasta, Luna va începe să se apropie treptat de Pământ și în alte 2-3 miliarde de ani va fi sfâșiată de forțele mareelor (dacă, desigur, până atunci sistemul solar mai există).

Influența Lunii asupra mareelor

Să luăm în considerare, după Newton, mai detaliat mareele cauzate de atracția Lunii, întrucât influența Soarelui este semnificativ (de 2,2 ori) mai mică.

Să scriem expresii pentru accelerațiile cauzate de atracția Lunii pentru puncte diferite Pământul, ținând cont de faptul că pentru toate corpurile dintr-un punct dat din spațiu aceste accelerații sunt aceleași. ÎN sistem inerțial referință asociată cu centrul de masă al sistemului, valorile accelerației vor fi:

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

Unde un A, un O, un B— accelerații cauzate de atracția Lunii în puncte A, O, B(Fig. 37); M— masa Lunii; r— raza Pământului; R- distanta dintre centrele Pamantului si Luna (pentru calcule se poate lua egala cu 60 r); G- constantă gravitațională.

Dar trăim pe Pământ și efectuăm toate observațiile într-un sistem de referință asociat cu centrul Pământului, și nu cu centrul de masă al Pământului - Luna. Pentru a merge la acest sistem, este necesar să scădem accelerația centrului Pământului din toate accelerațiile. Apoi

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

Să efectuăm acțiunile din paranteze și să ținem cont de asta r putin in comparatie cu R iar în sume şi diferenţe poate fi neglijat. Apoi

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

Accelerare A’AȘi A’B identice ca mărime, opuse ca direcție, fiecare îndreptată din centrul Pământului. Sunt chemați accelerații ale mareelor. La puncte CȘi D accelerațiile mareelor sunt mai mici ca magnitudine și sunt direcționate spre centrul Pământului.

Accelerațiile mareelor sunt accelerații care apar într-un cadru de referință asociat unui corp datorită faptului că, datorită dimensiunilor finite ale acestui corp, diferitele sale părți sunt atrase diferit de corpul perturbator. La puncte AȘi B accelerația gravitației se dovedește a fi mai mică decât în puncte CȘi D(Fig. 37). În consecință, pentru ca presiunea la aceeași adâncime să fie aceeași (ca și la vasele comunicante) în aceste puncte, apa trebuie să se ridice, formând o așa-numită cocoașă de maree. Calculele arată că ridicarea apei sau a mareei în oceanul deschis este de aproximativ 40 cm. În apele de coastă este mult mai mare, iar înregistrarea este de aproximativ 18 m. Teoria lui Newton nu poate explica acest lucru.

Pe coastele multor mări exterioare puteți vedea o imagine interesantă: plasele de pescuit sunt întinse de-a lungul țărmului, nu departe de apă. Mai mult, aceste plase nu au fost instalate pentru uscare, ci pentru prinderea peștilor. Dacă stai pe mal și privești marea, totul va deveni limpede. Acum apa începe să crească, iar acolo unde a fost un banc de nisip în urmă cu doar câteva ore, valurile se stropesc. Când apa s-a retras, au apărut plase, în care peștii încâlciți scânteiau de solzi. Pescarii au ocolit plasele si au scos capturile. Material de pe site

Așa descrie un martor ocular începutul valului: „Am ajuns la mare”, mi-a spus un coleg de călătorie. M-am uitat în jur uluită. În fața mea era într-adevăr un țărm: o dâră de valuri, carcasa pe jumătate îngropată a unei foci, bucăți rare de lemn de plutire, fragmente de scoici. Și apoi era o întindere plată... și nicio mare. Dar după vreo trei ore, linia nemișcată a orizontului a început să respire și s-a agitat. Iar acum, în spatele ei, sclipirea mării a început să scânteie. Valul se rostogoli necontrolat înainte de-a lungul suprafeței cenușii. Depășindu-se unul pe altul, valurile au fugit pe țărm. Una după alta, stâncile îndepărtate s-au scufundat - și numai apa este vizibilă de jur împrejur. Îmi aruncă spray sărat în față. În loc de o câmpie moartă, întinderea de apă trăiește și respiră în fața mea.”

Când un val de maree intră în golf, care are un plan în formă de pâlnie, malurile golfului par să-l comprimă, determinând înălțimea mareei să crească de mai multe ori. Astfel, în Golful Fundy din largul coastei de est a Americii de Nord, înălțimea mareelor ajunge la 18 m. În Europa, cele mai mari maree (până la 13,5 metri) au loc în Bretania, lângă orașul Saint-Malo.

Foarte des, un val de maree intră în gurile râurilor, ridicând nivelul apei în acestea cu câțiva metri. De exemplu, lângă Londra, la vărsarea râului Tamisa, înălțimea mareei este de 5 m.

15 octombrie 2012

Fotograful britanic Michael Marten a creat o serie de fotografii originale surprinzând coasta britanică din aceleași unghiuri, dar în timp diferit. O lovitură la maree înaltă și una la reflux.

Sa dovedit a fi destul de neobișnuit, iar recenziile pozitive ale proiectului l-au forțat literalmente pe autor să înceapă publicarea cărții. Cartea, numită „Sea Change”, a fost publicată în august anul acesta și a fost lansată în două limbi. Michael Marten i-a luat aproximativ opt ani pentru a-și crea seria impresionantă de fotografii. Timpul dintre apa mare și scăzută este în medie de puțin peste șase ore. Prin urmare, Michael trebuie să zăbovească în fiecare loc mai mult decât doar timpul de câteva clicuri de declanșare. Autorul a cultivat ideea de a crea o serie de astfel de lucrări de mult timp. Căuta cum să realizeze schimbările naturii pe film, fără influența umană. Și am găsit-o întâmplător, într-unul din satele scoțiene de pe coastă, unde am petrecut toată ziua și am prins timpul mareei și joaselor.

Fluctuațiile periodice ale nivelului apei (creșteri și scăderi) în zonele de apă de pe Pământ se numesc maree.

Fluctuațiile verticale ale nivelului apei în timpul mareelor înalte și joase sunt asociate cu mișcările orizontale ale maselor de apă în raport cu țărm. Aceste procese sunt complicate de valul vântului, scurgerea râului și alți factori. Mișcările orizontale ale maselor de apă din zona de coastă se numesc curenți de maree (sau de maree), în timp ce fluctuațiile verticale ale nivelului apei sunt numite fluxuri și reflux. Toate fenomenele asociate fluxurilor și refluxurilor sunt caracterizate de periodicitate. Curenții de maree își schimbă periodic direcția inversă, în contrast, curenții oceanici, care se deplasează continuu și unidirecțional, sunt cauzați de circulația generală a atmosferei și acoperă suprafețe mari ale oceanului deschis.

Deși Soarele joacă un rol semnificativ în procesele mareelor, factorul decisiv în dezvoltarea lor este atracția gravitațională a Lunii. Gradul de influență a forțelor de maree asupra fiecărei particule de apă, indiferent de locația acesteia pe suprafața pământului, este determinat de legea gravitației universale a lui Newton.

Această lege prevede că două particule materiale se atrag reciproc cu o forță direct proporțională cu produsul maselor ambelor particule și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele. Se înțelege că cu cât masa corpurilor este mai mare, cu atât este mai mare forța de atracție reciprocă care apare între ele (cu aceeași densitate, un corp mai mic va crea mai puțină atracție decât unul mai mare).

Legea mai înseamnă că, cu cât distanța dintre două corpuri este mai mare, cu atât atracția dintre ele este mai mică. Deoarece această forță este invers proporțională cu pătratul distanței dintre două corpuri, factorul distanță joacă un rol mult mai mare în determinarea mărimii forței mareelor decât masele corpurilor.

Atracția gravitațională a Pământului care acționează asupra Lunii și o menține orbita terestră joasă, opus forței de gravitație a Pământului de către Lună, care tinde să deplaseze Pământul spre Lună și „ridică” toate obiectele situate pe Pământ în direcția Lunii.

Punctul de pe suprafața pământului situat direct sub Lună se află la doar 6.400 km de centrul Pământului și în medie la 386.063 km de centrul Lunii. În plus, masa Pământului este de 81,3 ori masa Lunii. Astfel, în acest punct de pe suprafața pământului, gravitația Pământului care acționează asupra oricărui obiect este de aproximativ 300 de mii de ori mai mare decât gravitația Lunii.

Este o idee comună că apa de pe Pământ direct sub Lună se ridică în direcția Lunii, determinând apa să curgă departe de alte locuri de pe suprafața Pământului, dar, deoarece gravitația Lunii este atât de mică în comparație cu cea a Pământului, nu ar fi fi suficient pentru a ridica atâta apă.greutate uriașă.
Cu toate acestea, oceanele, mările și lacurile mari de pe Pământ, fiind corpuri lichide mari, sunt libere să se miște sub influența forțelor de deplasare laterală, iar orice ușoară tendință de deplasare pe orizontală le pune în mișcare. Toate apele care nu se află direct sub Lună sunt supuse acțiunii componentei forței gravitaționale a Lunii direcționată tangențial (tangențial) la suprafața pământului, precum și a componentei acesteia îndreptată spre exterior și sunt supuse deplasării orizontale în raport cu solidul. Scoarta terestra.

Ca urmare, apa curge din zonele adiacente ale suprafeței pământului către un loc situat sub Lună. Acumularea rezultată de apă într-un punct de sub Lună formează acolo o maree. Valul în sine în oceanul deschis are o înălțime de doar 30-60 cm, dar crește semnificativ atunci când se apropie de țărmurile continentelor sau insulelor.
Datorită mișcării apei din zonele învecinate către un punct de sub Lună, refluxuri corespunzătoare de apă au loc în alte două puncte îndepărtate de aceasta, la o distanță egală cu un sfert din circumferința Pământului. Este interesant de observat că scăderea nivelului mării în aceste două puncte este însoțită de o creștere a nivelului mării nu numai pe partea Pământului îndreptată spre Lună, ci și pe partea opusă.

Acest fapt este explicat și prin legea lui Newton. Două sau mai multe obiecte situate la distanțe diferite de aceeași sursă de gravitație și, prin urmare, supuse accelerării gravitației de mărimi diferite, se mișcă unul față de celălalt, deoarece obiectul cel mai apropiat de centrul de greutate este cel mai puternic atras de acesta.

Apa din punctul sublunar experimentează o atracție mai puternică către Lună decât Pământul de sub ea, dar Pământul, la rândul său, are o atracție mai puternică către Lună decât apa de pe partea opusă a planetei. Astfel, apare un val mare, care pe partea Pământului îndreptată spre Lună se numește directă, iar pe partea opusă - invers. Prima dintre ele este cu doar 5% mai mare decât a doua.

Datorită rotației Lunii pe orbita ei în jurul Pământului, între două maree mari succesive sau două maree joase trec aproximativ 12 ore și 25 de minute într-un loc dat. Intervalul dintre punctele culminante ale mareelor înalte și joase succesive este de cca. 6 ore 12 minute Perioada de 24 de ore și 50 de minute dintre două maree succesive se numește zi de maree (sau lunară).

Inegalități de maree. Procesele mareelor sunt foarte complexe și trebuie luați în considerare mulți factori pentru a le înțelege. În orice caz, principalele caracteristici vor fi determinate:
1) stadiul de dezvoltare a mareei în raport cu trecerea Lunii;
2) amplitudinea mareelor și
3) tipul de fluctuații ale mareelor sau forma curbei nivelului apei.
Numeroase variații ale direcției și mărimii forțelor de maree dau naștere la diferențe de mărime a mareelor de dimineață și de seară într-un anumit port, precum și între aceleași maree în diferite porturi. Aceste diferențe se numesc inegalități de maree.

Efect semi-diurn. De obicei, în decurs de o zi, datorită forței principale de maree - rotația Pământului în jurul axei sale - se formează două cicluri de maree complete.

Când este privită de la Polul Nord al eclipticii, este evident că Luna se rotește în jurul Pământului în aceeași direcție în care Pământul se rotește în jurul axei sale - în sens invers acelor de ceasornic. Cu fiecare revoluție ulterioară, un punct dat de pe suprafața pământului ia din nou o poziție direct sub Lună ceva mai târziu decât în timpul revoluției anterioare. Din acest motiv, atât fluxul, cât și refluxul mareelor sunt întârziate cu aproximativ 50 de minute în fiecare zi. Această valoare se numește întârziere lunară.

Inegalitatea la jumătate de lună. Acest tip principal de variație se caracterizează printr-o periodicitate de aproximativ 143/4 zile, care este asociată cu rotația Lunii în jurul Pământului și trecerea acesteia prin faze succesive, în special syzygies (luni noi și luni pline), adică. momente în care Soarele, Pământul și Luna sunt situate pe aceeași linie dreaptă.

Până acum am atins doar influența mareelor a Lunii. Câmpul gravitațional al Soarelui afectează și mareele, totuși, deși masa Soarelui este mult mai mare decât masa Lunii, distanța de la Pământ la Soare este atât de mai mare decât distanța până la Lună încât forța mareelor a Soarelui este mai puțin de jumătate din cea a Lunii.

Cu toate acestea, atunci când Soarele și Luna se află pe aceeași linie dreaptă, fie pe aceeași parte a Pământului, fie pe părți opuse (în timpul lunii noi sau lunii pline), forțele lor gravitaționale se adună, acționând de-a lungul aceleiași axe și mareea solară se suprapune cu mareea lunară.

La fel, atracția Soarelui crește refluxul cauzat de influența Lunii. Ca urmare, mareele devin mai ridicate, iar mareele mai scăzute decât dacă ar fi cauzate doar de gravitația Lunii. Astfel de maree se numesc maree de primăvară.

Atunci când vectorii forței gravitaționale ai Soarelui și ai Lunii sunt reciproc perpendiculari (în cuadratură, adică atunci când Luna se află în primul sau ultimul trimestru), forțele lor de maree se opun, deoarece marea cauzată de atracția Soarelui este suprapusă reflux cauzat de Lună.

În astfel de condiții, mareele nu sunt la fel de înalte și mareele nu sunt la fel de scăzute ca și cum ar fi datorate doar forței gravitaționale a Lunii. Astfel de refluxuri și fluxuri intermediare se numesc cuadratura.

Gama de puncte de apă înaltă și scăzută în acest caz este redusă de aproximativ trei ori în comparație cu marea de primăvară.

Inegalitatea paralactică lunară. Perioada de fluctuații ale înălțimii mareelor, care apare din cauza paralaxei lunare, este de 271/2 zile. Motivul acestei inegalități este modificarea distanței Lunii față de Pământ în timpul rotației acestuia din urmă. Datorită formei eliptice a orbitei lunare, forța de maree a Lunii la perigeu este cu 40% mai mare decât la apogeu.

Inegalitatea zilnică. Perioada acestei inegalități este de 24 de ore și 50 de minute. Motivele apariției sale sunt rotația Pământului în jurul axei sale și o schimbare a declinării Lunii. Când Luna se află în apropierea ecuatorului ceresc, cele două maree mari într-o anumită zi (precum și cele două maree joase) diferă ușor, iar înălțimile apelor înalte și joase ale dimineții și serii sunt foarte apropiate. Cu toate acestea, pe măsură ce declinația nordică sau sudică a Lunii crește, mareele de dimineață și de seară de același tip diferă în înălțime, iar atunci când Luna atinge cea mai mare declinație nordică sau sudică, această diferență este cea mai mare.

Sunt cunoscute și mareele tropicale, numite așa deoarece Luna este aproape deasupra tropicilor de nord sau de sud.

Inegalitatea diurnă nu afectează semnificativ înălțimile a două joase succesive din Oceanul Atlantic și chiar și efectul acesteia asupra înălțimii mareelor este mic în comparație cu amplitudinea globală a fluctuațiilor. Cu toate acestea, în Oceanul Pacific, variabilitatea diurnă este de trei ori mai mare la nivelul mareelor joase decât la nivelul mareelor înalte.

Inegalitatea semestrială. Cauza sa este revoluția Pământului în jurul Soarelui și modificarea corespunzătoare a declinării Soarelui. De două ori pe an timp de câteva zile în timpul echinocțiului, Soarele este aproape de ecuatorul ceresc, adică. declinația sa este apropiată de 0. Luna este, de asemenea, situată în apropierea ecuatorului ceresc timp de aproximativ o zi la fiecare jumătate de lună. Astfel, în timpul echinocțiilor, există perioade în care declinațiile atât ale Soarelui, cât și ale Lunii sunt aproximativ egale cu 0. Efectul total de maree al atracției acestor două corpuri în astfel de momente este cel mai vizibil în zonele situate în apropierea ecuatorului Pământului. Dacă în același timp Luna se află în faza de lună nouă sau lună plină, așa-numita. maree de primăvară echinocțiale.

Inegalitatea paralaxei solare. Perioada de manifestare a acestei inegalități este de un an. Cauza sa este modificarea distanței de la Pământ la Soare în timpul mișcării orbitale a Pământului. O dată pentru fiecare revoluție în jurul Pământului, Luna se află la cea mai scurtă distanță față de ea, la perigeu. O dată pe an, în jurul datei de 2 ianuarie, Pământul, mișcându-se pe orbita sa, ajunge și la punctul de cea mai apropiată apropiere de Soare (periheliu). Atunci când aceste două momente de cea mai apropiată apropiere coincid, provocând cea mai mare forță mare netă, se pot aștepta niveluri mai mari ale mareelor și niveluri mai mici ale mareelor. La fel, dacă trecerea afeliului coincide cu apogeul, apar maree mai joase și maree mai puțin adânci.

Cele mai mari amplitudini ale mareelor. Cea mai mare maree din lume este generată de curenții puternici din Golful Minas din Golful Fundy. Fluctuațiile mareelor aici se caracterizează printr-un curs normal cu o perioadă semi-diurnă. Nivelul apei la maree înaltă crește adesea cu mai mult de 12 m în șase ore, apoi scade cu aceeași cantitate în următoarele șase ore. Când efectul mareelor de primăvară, poziția Lunii la perigeu și declinarea maximă a Lunii au loc în aceeași zi, nivelul mareelor poate ajunge la 15 m. Această amplitudine excepțional de mare a fluctuațiilor mareelor se datorează parțial formei de pâlnie. forma golfului Fundy, unde adâncimile scad și țărmurile se apropie unul de celălalt spre vârful golfului Cauzele mareelor, care au făcut obiectul unui studiu constant timp de multe secole, se numără printre acele probleme care au dat naștere multor teorii controversate chiar și în vremuri relativ recente

Charles Darwin a scris în 1911: „Nu este nevoie să cauți literatură antică de dragul teoriilor grotești ale mareelor”. Cu toate acestea, marinarii reușesc să-și măsoare înălțimea și să profite de maree fără să aibă nicio idee despre cauzele reale ale apariției lor.

Cred că nu trebuie să ne îngrijorăm prea mult cu privire la cauzele mareelor. Pe baza observațiilor pe termen lung, se calculează tabele speciale pentru orice punct din apele pământului, care indică orele de apă maximă și scăzută pentru fiecare zi. Îmi plănuiesc călătoria, de exemplu, în Egipt, care este renumit pentru lagunele sale puțin adânci, dar încercați să vă planificați din timp, astfel încât apa să aibă loc în prima jumătate a zilei, ceea ce vă va permite să călăriți pe deplin majoritatea orele de zi.
O altă întrebare legată de maree care este interesantă pentru kiters este relația dintre vânt și fluctuațiile nivelului apei.

O superstiție populară afirmă că la maree înaltă vântul se intensifică, dar la maree joasă se acru.
Influența vântului asupra fenomenelor mareelor este mai de înțeles. Vântul de la mare împinge apa spre coastă, înălțimea mareei crește peste normal, iar la reflux și nivelul apei depășește media. Dimpotrivă, atunci când vântul bate de pe uscat, apa este alungată de coastă, iar nivelul mării scade.

Al doilea mecanism funcționează prin creșterea presiunii atmosferice pe o suprafață vastă de apă; nivelul apei scade pe măsură ce se adaugă greutatea suprapusă a atmosferei. Când presiunea atmosferică crește cu 25 mmHg. Art., nivelul apei scade cu aproximativ 33 cm. Zona presiune ridicata sau anticiclonul se numește de obicei vreme bună, dar nu pentru kiters. Este calm în centrul anticiclonului. O scădere a presiunii atmosferice determină o creștere corespunzătoare a nivelului apei. În consecință, o scădere bruscă a presiunii atmosferice combinată cu vânturile puternice de uragan poate provoca o creștere vizibilă a nivelului apei. Astfel de valuri, deși numite maree, nu sunt de fapt asociate cu influența forțelor mareelor și nu au periodicitatea caracteristică fenomenelor de maree.

Dar este foarte posibil ca mareele joase să influențeze și vântul, de exemplu, o scădere a nivelului apei în lagunele de coastă duce la o încălzire mai mare a apei și, ca urmare, la o scădere a diferenței de temperatură dintre marea rece și terenul încălzit, care slăbește efectul brizei.

Fotografie de Michael Marten