collapse

Для создания НОВОГО ПОСТА, необходимо выбрать нужный раздел ФОРУМА и создать в нем НОВУЮ ТЕМУ. Если вы новый пользователь, то вам нужно ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ на форуме


Автор Тема: Почему происходят приливы и отливы  (Прочитано 55 раз)

Оффлайн Craus

  • Ветеран
  • *****
  • Карма: +6/-0
    • Просмотр профиля


В предыдущей статье мы познакомились с некоторыми ситуациями приливов и отливов, осложняющих яхтинг. Разобрали опасности, подстерегающие нас при яхтинге в приливной зоне. Так почему происходят приливы и отливы? Об этом поговорим в этой статье, но сначала немного истории. Это кажется невероятным, но значительная часть населения Земли живет на расстоянии до 1 мили от берегов морей и океанов. В силу этого море определяло образ и ритм жизни людей, и они давно знали о приливах и отливах очень много и, конечно, уже с древних времен связывали происхождение приливов с луной, а именно с лунными циклами.

Еще в XVI веке великий испанский историк, географ и натуралист Хосе де Акоста впервые объяснил природу отливов и приливов воды, периодичность и их взаимосвязь с фазами Луны. Первая научная теория была предложена И. Ньютоном (1688) и развита его последователями Д. Бернулли, К. Маклореном, Л. Эйлером и др. Динамическая теория П. Лапласа (1775) была усовершенствована в XIX веке английскими учеными Дж. Эри, У. Томсоном (лордом Кельвином) и Дж. Дарвином.

Всех превзошел в 1922 году А.Т. Дудсон, который определил 380 факторов, влияющих на величину прилива воды. Среди них есть и очень длительные, измеряемые годами, и очень короткие. Понятно, что подавляющее большинство этих факторов не имеют существенного значения для яхтинга ввиду их малости. В практических целях навигации не нужна точность, измеряемая миллиметрами. В открытом море изменение давления на 10 миллибар приводит к изменению уровня воды на 10 сантиметров. Это не очень много, но дает представление о необходимой точности расчетов.

И еще одно замечание: только у нас говорят о приливах и отливах. Мировая океанология оперирует лишь одним термином — «прилив». Но мы же русские, всегда идем своим путем. Поэтому не удивляйтесь, что и далее в тексте будет встречаться привычное нам словосочетание прилив отлив.

Влияние на отливы и приливы Луны. Сизигия и квадратура.



Известно, что ничто так не влияет на высоту прилива и отлива, как Луна. Наблюдения показывают, что самые большие приливы воды бывают при полной и новой Луне, а самые маленькие — при половинной. Большие приливы воды, происходящие в новолуние и полнолуние, называются сизигийными (англ. Spring). Взаимное положение Луны, Земли и Солнца в это время показано на рисунке.

Самые маленькие отливы и приливы воды происходят, когда мы видим половину Луны. Они называются квадратурными (англ. Neap). На рисунке показано взаимное расположение небесных тел в это время.

Луна движется вокруг Земли таким образом, что от одного новолуния до другого проходит примерно месяц (около 4 недель). Таким образом, интервал времени между двумя последовательными сизигиями (или квадратурами) будет приблизительно 2 недели, а от сизигии до квадратуры или наоборот проходит около одной недели.

Для учета отлива и прилива воды в яхтинге удобно округлять фазы Луны до стандартного недельного чартера: если вы арендовали яхту на одну неделю, то, стартовав в сизигию, возвращаться на базу вы будете в квадратуру. А если на две недели — то вы вернетесь в следующую сизигию.

И еще очень важный момент для понимания сути происходящего. Солнце — это следующий по значимости после Луны фактор, влияющий на отлив и прилив воды. Как мы видим из рисунка, при полной и новой Луне (сизигия) Земля, Солнце и Луна находятся на одной прямой, и влияние Луны и Солнца на поверхность воды суммируется, а при половинной Луне (квадратура) они тянут в разные стороны, и влияние Солнца ослабляет отлив и прилив воды.

Двугорбый прилив воды.

Если Вы обратили внимание на рисунке изображено два прилива и отлива. Возникает вопрос, не ошибся ли художник, нарисовав не один «горб» прилива воды, вызванного притяжением Луны, а два — с двух противоположных сторон? Нет, это не ошибка, и если мы понаблюдаем, как меняется уровень моря в приливной зоне, то увидим, что за сутки происходит не один, а два подъема воды!

Сейчас мы подробно разберем причины такого странного на первый взгляд явления природы, получившего название «двугорбый прилив воды».



Дело в том, что нужно рассматривать не то, как Луна вращается вокруг Земли, а как пара небесных тел взаимодействуют. Луна намного меньше Земли, и ее роль в этом дуэте намного слабее, но ее влияние на движение Земли нельзя не учитывать. Фактически мы имеем равновесное вращение двух небесных тел вокруг оси, которое проходит на расстоянии 3/4 земного радиуса от центра Земли .

Давайте определим, какие силы действуют на воды Мирового океана в описанной выше модели. По своей природе это- сила притяжения Луны (сила земного притяжения, действующая на воду по всей поверхности Земли, одинакова и на образование отливов и приливов воды практически не влияет) и центробежная сила, вызванная вращением пары «Земля — Луна».

Векторы этих сип и их результирующие, собственно, и вызывают образование двух мест повышения уровня океанских вод одновременно. Силы сами по себе не велики, но для практически горизонтального перемещения водных масс нужно совсем немного. Уроните каплю воды на чуть-чуть наклонную поверхность, и вы увидите, как бодро она побежит… Таким образом, мы имеем два «горба» прилива воды — один на ближней к Луне стороне Земли, а другой — на дальней. И если мы будем в приливной зоне на берегу наблюдать за уровнем отлива и прилива воды, то увидим колебания с периодом в 12.4 часа (вы ведь помните, что Луна должна гнаться за Землей, бегущей вокруг Солнца). Лунные сутки продолжительностью 24 часа 50 минут дают нам очень удобный инструмент для оценки высоты прилива: зафиксировав уровень воды в любой момент времени, мы можем предсказать, что завтра будет тот же уровень прилива, но на один час позже!

Что влияет на высоту приливов воды.



Итак, мы разобрались, почему прилив воды «двугорбый». Но дальше — больше, и внимательный наблюдатель заметит, что часто «горбы» различаются по высоте! Давайте разберемся, почему так происходит?

Посмотрев на рисунок , мы увидим, что плоскость эклиптики (эклиптика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца), плоскость лунной орбиты и экваториальная плоскость не совпадают. Соответственно, отливы и приливы воды, вызываемые действием Луны и Солнца два раза в сутки, бывают большие и малые. Изменение уровня прилива воды в течение лунных суток показано на рисунке.

В начале статьи мы отметили, что приливы бывают квадратурными (когда Луна и Солнце тянут воду в разные стороны) и сизигийными (действие Луны и Солнца совпадают).  А максимальный прилив воды мы будем ожидать во время парада планет, когда все планеты Солнечной системы выстраиваются в одну линию, усиливая приливный эффект. Такое крайне редкое событие называется максимальным астрономическим приливом воды и сопровождается максимальной амплитудой приливных колебаний.

Устали? Мужайтесь! Это еще не все… Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите, а Земля в свою очередь — по эллиптической орбите вокруг Солнца. Это означает появление еще новых факторов со своими периодами и амплитудами. И учтите циклические изменения наклонения плоскости лунной орбиты с периодом в 18.6 года.

Думаете это все? Нет! Еще один очень важный момент. В предыдущей статье мы определили отливы и приливы воды как длинные волны. В каждом океанском бассейне эти волны доходят до берегов океана и отражаются от них, при этом могут возникать резонансные явления. Так, в Тихом океане преобладают суточные резонансные явления, и в результате во многих районах прилив и отлив происходит один раз в сутки, а в Атлантике преобладают полусуточные.

Также вспомним, что при взаимодействии с береговой линией возникают очень мощные местные течения и подъемы воды.

Казалось бы, что задача вычисления высоты прилива воды в заданной точке в заданное время невообразимо сложна и доступна только мощным компьютерам. Но люди давно научились решать ее с достаточной точностью. И мы с вами тоже овладеем этим искусством. Но об этом в следующих статьях.

Источник
« Последнее редактирование: 09.10.2017, 23:39:10 от bigbird »

 


* Интересно почитать

* Поиск по сайту


* Двигатель торговли

* Активные авторы

Craus Craus
1062 Сообщений
bigbird bigbird
971 Сообщений
root root
257 Сообщений
Grumete Grumete
237 Сообщений
100captains
14 Сообщений

* Кто онлайн

  • Точка Гостей: 52
  • Точка Скрытых: 0
  • Точка Пользователей: 0

Нет пользователей онлайн.

* Календарь

Октябрь 2017
Вс. Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб.
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 [19] 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31

Нет ближайших событий.

* Ваша Реклама

Здесь может быть Ваша реклама!

* Мы на Pinterest

SMF spam blocked by CleanTalk
Защита SMF от спама от CleanTalk
SimplePortal 2.3.6 © 2008-2014, SimplePortal