Ceea ce determină fluxul și refluxul apei. mareele cele mai mari

15 octombrie 2012

Fotograful britanic Michael Martin (Michael Marten) a creat o serie de fotografii originale care surprind coasta Marii Britanii în aceleași unghiuri, dar în timp diferit. O lovitură la maree înaltă și una la reflux.

Sa dovedit foarte neobișnuit și recenzii pozitive despre proiect, a forțat literalmente autorul să înceapă să publice o carte. 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 câteva clicuri ale obturatorului. Ideea creării unei serii de astfel de lucrări a fost alimentată de autor pentru o lungă perioadă de timp. Căuta cum să realizeze schimbările naturii pe film, fără influența umană. Și am găsit-o întâmplător, într-unul din satele scoțiene de pe litoral, unde am petrecut toată ziua și am găsit timpul de mare și joasă.

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

Cel mai înalt nivel al apei observat într-o zi sau jumătate de zi la maree înaltă se numește maree înaltă, cel mai scăzut nivel la maree joasă se numește apă joasă, iar momentul în care sunt atinse aceste repere limită se numește stand (sau scenă), respectiv mare maree sau maree joasă. Nivelul mediu al mării este o valoare condiționată, deasupra căreia marcajele de nivel sunt situate în timpul mareelor ​​înalte, iar sub - în timpul mareelor ​​joase. Acesta este rezultatul unei serii medii mari de observații urgente.

Fluctuațiile verticale ale nivelului apei în timpul mareelor ​​înalte și joase sunt asociate cu mișcările orizontale ale maselor de apă în raport cu coasta. Aceste procese sunt complicate de valul vântului, scurgerea râuluiși 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, spre deosebire de aceștia, curenții oceanici care se mișcă continuu și unidirecțional se datorează circulației generale a atmosferei și acoperă întinderi mari ale oceanului deschis.

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 cursul zilnic.

Deși Soarele joacă un rol semnificativ în procesele mareelor, factorul decisiv în dezvoltarea lor este forța de atracție 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 lege. gravitatie Newton.

Această lege prevede că două particule materiale sunt atrase una de cealaltă cu o forță direct proporțională cu produsul maselor ambelor particule și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele. Aceasta implică faptul că, cu cât masa corpurilor este mai mare, cu atât este mai mare forța de atracție reciprocă dintre 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, acționând asupra Lunii și menținând-o pe orbită apropiată de Pământ, este opusă forței de atracție a Pământului de către Lună, care tinde să deplaseze Pământul spre Lună și „ridică” toate obiectele de pe Pământul în direcția Lunii.

Punctul de pe suprafața pământului, situat direct sub Lună, se află la doar 6.400 km distanță 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, atracția Pământului, care acționează asupra oricărui obiect, este de aproximativ 300 de mii de ori mai mare decât atracția Lunii.

Este o noțiune comună că apa de pe Pământ, direct sub Lună, se ridică în direcția Lunii, ceea ce face ca apa să curgă departe de alte locuri de pe suprafața Pământului, dar, deoarece atracția Lunii este atât de mică în comparație cu cea a Pământului, ar nu este suficient pentru a ridica o greutate atât de mare.
Cu toate acestea, oceanele, mările și lacurile mari de pe Pământ, fiind corpuri fluide mari, sunt libere să se miște sub forța deplasării laterale și orice tendință ușoară de forfecare 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, există un flux de apă din regiunile adiacente ale suprafeței pământului către un loc de sub lună. Acumularea de apă rezultată într-un punct sub Lună formează acolo o maree. Valul în sine ocean deschis are o înălțime de doar 30-60 cm, dar crește semnificativ la apropierea de țărmurile continentelor sau insulelor.
Datorită mișcării apei din regiunile învecinate către un punct de sub Lună, ieșirile 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 oceanului 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 pe distante diferite de la aceeași sursă de gravitație și, prin urmare, supuse accelerării gravitației de diferite mărimi, se mișcă unul față de celălalt, deoarece obiectul cel mai apropiat de centrul de greutate este cel mai puternic atras de acesta.

Apa într-un punct sublunar experimentează o atracție mai puternică către Lună decât Pământul de sub ea, dar Pământul, la rândul său, este mai puternic atras de Lună decât apa de pe partea opusă a planetei. Astfel, ia naștere un val mare, care pe partea Pământului îndreptată spre Lună se numește directă, iar pe partea opusă se numește inversă. 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 h 12 min. Perioada de 24 de ore și 50 de minute dintre două maree mari succesive se numește zi de maree (sau lunară).

Inegalități de maree. Procesele mareelor ​​sunt foarte complexe, așa că trebuie luați în considerare mulți factori pentru a le înțelege. În orice caz, caracteristicile principale vor fi determinate de:
1) stadiul de dezvoltare a mareelor ​​relativ la trecerea Lunii;
2) amplitudinea mareei şi
3) tipul de fluctuații ale mareelor ​​sau forma curbei nivelului apei.
Numeroase variații ale direcției și amplitudinii forțelor mareelor ​​dau naștere la diferențe în mărimile 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-zilnic. De obicei, în timpul zilei, 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, acest punct de pe suprafața pământului ia din nou o poziție direct sub Lună, ceva mai târziu decât în ​​timpul revoluției anterioare. Din acest motiv, atât mareele înalte, cât și cele joase întârzie în fiecare zi cu aproximativ 50 de minute. Această valoare se numește întârziere lunară.

Inegalitatea Crescent. Acest tip principal de variații se caracterizează printr-o periodicitate de aproximativ 143/4 zile, care este asociată cu rotația Lunii în jurul Pământului și trecerea fazelor succesive, în special syzygies (luni noi și luni pline), adică. momente în care soarele, pământul și luna sunt în linie dreaptă.

Până acum, ne-am ocupat doar de acțiunea mareelor ​​a Lunii. Câmpul gravitațional al Soarelui acționează și asupra mareelor, dar, deși masa Soarelui este mult mai mare decât cea a Lunii, distanța de la Pământ la Soare este mult mai mare decât distanța până la Lună, încât forța de maree a Soarelui este mai mică de jumătate decât cea a Lunii. a Lunii.

Cu toate acestea, atunci când Soarele și Luna sunt pe aceeași linie dreaptă, ambele pe aceeași parte a Pământului și pe laturi diferite (pe lună nouă sau pe lună plină), forțele lor atractive se adună, acționând de-a lungul unei axe, iar marea solară este suprapusă mareei lunare.

În mod similar, atracția Soarelui crește refluxul cauzat de influența Lunii. Ca urmare, mareele sunt mai mari, iar mareele sunt mai scăzute decât dacă ar fi cauzate doar de tragerea lunii. Astfel de maree se numesc maree de primăvară.

Atunci când vectorii forțelor de atracție ale Soarelui și Lunii sunt reciproc perpendiculari (în cuadraturi, adică atunci când Luna se află în primul sau ultimul trimestru), forțele lor de maree se contracarează, deoarece marea cauzată de atracția Soarelui este suprapusă refluxului. cauzate de Lună.

În asemenea condiții, mareele nu sunt la fel de înalte, iar mareele nu sunt la fel de scăzute, de parcă s-ar datora doar forței gravitaționale a Lunii. Astfel de maree intermediare se numesc cuadratura.

Gama de niveluri ridicate și scăzute ale apei în acest caz este redusă de aproximativ trei ori în comparație cu marea de primăvară.

Inegalitatea paralaxei lunare. Perioada de fluctuații în înălțimile mareelor, care se produce 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 este cu 40% mai mare la perigeu 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 modificarea declinației Lunii. Când luna este aproape ecuatorul ceresc, două maree mari într-o anumită zi (precum și două maree joase) diferă ușor, iar înălțimile apelor mari 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 ca 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 peste tropicele de nord sau de sud.

Inegalitatea diurnă nu afectează semnificativ înălțimile a două maree joase succesive în Oceanul Atlantic, și chiar efectul său asupra înălțimii mareelor ​​este mic în comparație cu amplitudinea totală a oscilațiilor. Totuși, în Oceanul Pacific, neregularitatea diurnă se manifestă în nivelurile mareelor ​​joase de trei ori mai mult decât în ​​nivelurile mareelor.

Inegalitatea semianuală. 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 situată și în apropierea ecuatorului ceresc aproximativ în timpul zilei la fiecare două săptămâni. 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 de lună plină, așa-zis. maree de primăvară echinocțiale.

Inegalitatea paralaxei solare. Perioada de manifestare a acestei inegalități este de un an. Cauza sa este o modificare a distanței de la Pământ la Soare în procesul mișcării orbitale a Pământului. O dată pentru fiecare revoluție în jurul Pământului, Luna se află la cea mai scurtă distanță de ea, la perigeu. O dată pe an, în jurul datei de 2 ianuarie, Pământul, deplasându-se pe orbita sa, ajunge și la punctul de cea mai apropiată apropiere de Soare (periheliu). Când aceste două momente de cea mai apropiată apropiere coincid, provocând cea mai mare forță netă de maree, se pot aștepta niveluri mai mari ale mareelor ​​și niveluri mai mici ale mareelor. În mod similar, dacă trecerea afeliului coincide cu apogeul, au loc mai puține maree înalte și mai puțin adâncime.

Cele mai mari amplitudini ale mareelor. Cea mai mare maree din lume este formată de curenții puternici în Golful Minas din Golful Fundy. Fluctuațiile mareelor ​​aici se caracterizează printr-un curs normal cu o perioadă semidiurnă. Nivelul apei la maree înaltă crește adesea cu mai mult de 12 m în șase ore, iar apoi scade cu aceeași cantitate în următoarele șase ore. Când acțiunea mareelor ​​de primăvară, poziția Lunii la perigeu și declinarea maximă a Lunii au loc într-o zi, nivelul mareelor ​​poate ajunge la 15 m. vârful golfului. Cauzele mareelor, care au fost subiect de studiu constant timp de multe secole, se numără printre problemele care au dat naștere multor teorii contradictorii chiar și în vremuri relativ recente.

Charles Darwin scria în 1911: „Nu este nevoie să cauți literatura antica de dragul teoriilor grotești ale mareelor”. Cu toate acestea, marinarii reușesc să-și măsoare înălțimea și să folosească posibilitățile mareelor ​​fără a avea o idee despre cauzele reale ale apariției lor.

Cred că nu ne putem deranja mai ales cu privire la cauzele originii mareelor. Pe baza observațiilor pe termen lung, se calculează tabele speciale pentru orice punct din zona de apă a pământului, care indică timpul de apă ridicată și scăzută pentru fiecare zi. Îmi plănuiesc călătoria, de exemplu, în Egipt, care este renumit doar pentru lagunele sale puțin adânci, dar încearcă să ghicesc dinainte, astfel încât să cadă apă plină în prima jumătate a zilei, ceea ce va permite cel mai orele de zi pentru a conduce complet.
O altă problemă legată de mareele de interes pentru kiter este relația dintre vânt și fluctuațiile nivelului apei.

Un folclor spune că vântul crește la maree înaltă și, dimpotrivă, se acru la reflux.
Influența vântului asupra fenomenelor mareelor ​​este mai clar înțeleasă. Vântul de la mare împinge apa spre mal, înălțimea mareei se ridică peste normal, iar la reflux și nivelul apei depășește media. Dimpotrivă, când vântul bate de pe uscat, apa este alungată de coastă, iar nivelul mării scade.

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

Dar este foarte posibil ca mareele joase să afecteze 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 între marea rece. și pământul încălzit, care slăbește efectul brizei.

Fotografie de Michael Marten

Planeta noastră se află în mod constant în câmpul gravitațional creat de Lună și Soare. Aceasta este cauza unui fenomen unic, exprimat în flux și reflux pe Pământ. Să încercăm să ne dăm seama dacă aceste procese afectează mediul și viața umană.

Fluxul și refluxul sunt modificări ale nivelului apei al elementelor marine și al oceanelor. Ele apar din cauza oscilațiilor verticale, în funcție de locația Soarelui și a Lunii. Există o interacțiune a acestui factor cu rotația planetei noastre, ceea ce duce la fenomene similare.

Mecanismul fenomenului de „flux și reflux”

Natura formării fluxurilor și refluxului a fost deja suficient studiată. De-a lungul anilor, oamenii de știință au investigat cauzele și rezultatele acestui fenomen.

• Fluctuații similare ale nivelului apelor terestre pot fi prezentate în sistemul următor
• Nivelul apei crește treptat, atingând-o cel mai înalt punct. Acest fenomen se numește apă plină.
• După o anumită perioadă de timp, apa începe să scadă. Oamenii de știință au dat definiția „reflux” acestui proces.
• Timp de aproximativ șase ore, apa continuă să meargă la punctul minim. O astfel de schimbare a fost numită sub forma termenului „apă scăzută”.

Astfel, întregul proces durează aproximativ 12,5 ore. Un fenomen natural similar are loc de două ori pe zi, așa că poate fi numit ciclic. Intervalul vertical dintre punctele undelor alternative de formare completă și mică se numește amplitudinea mareei.

Puteți observa o oarecare regularitate dacă observați procesul de maree în același loc timp de o lună. Rezultatele analizei sunt interesante: apa zilnică scăzută și ridicată își schimbă locația. Cu un factor atât de firesc ca educația lună nouăși luna plină, nivelurile obiectelor studiate se îndepărtează unele de altele.

În consecință, acest lucru face ca de două ori pe lună amplitudinea mareei la maxim. Periodic apare și apariția celei mai mici amplitudini, când, după influența caracteristică a Lunii, nivelurile apelor joase și înalte se apropie treptat.

Cauzele mareelor ​​înalte și joase pe Pământ

Există doi factori care influențează formarea mareelor. Ambele obiecte care afectează schimbarea spațiului de apă al Pământului ar trebui luate în considerare cu atenție.

Efectul energiei lunare asupra fluxului și refluxului

Deși influența Soarelui asupra cauzei ridicării și căderii mareelor ​​este de netăgăduit, influența activității lunare este de cea mai mare importanță în această chestiune. Pentru a simți impactul semnificativ al gravitației satelitului asupra planetei noastre, este necesar să urmărim diferența de atracție a Lunii în zone diferite Pământ.

Rezultatele experimentului vor arăta că diferența dintre parametrii lor este destul de mică. Chestia este că punctul de pe suprafața pământului cel mai apropiat de Lună este supus unei influențe externe cu 6% mai mult decât cel mai îndepărtat. Se poate spune cu certitudine că această separare a forțelor împinge Pământul în afară în direcția traiectoriei Lună-Pământ.

Ținând cont de faptul că planeta noastră se întoarce constant în jurul axei sale în timpul zilei, trecerea unui dublu val mare de-a lungul perimetrului tensiunii create. Aceasta este însoțită de crearea așa-numitelor „văi” duble, a căror înălțime, în principiu, nu depășește 2 metri în oceane.

Pe teritoriul pământului, astfel de fluctuații ajung la maximum 40-43 de centimetri, ceea ce în cele mai multe cazuri trece neobservat de locuitorii planetei noastre.

Toate acestea duc la faptul că nu simțim puterea mareelor ​​nici pe uscat, nici în elementul de apă. Un fenomen similar se poate observa pe o fâșie îngustă de coastă, deoarece apele oceanului sau mării, prin inerție, capătă uneori înălțimi impresionante.

Din tot ceea ce s-a spus, putem concluziona că fluxurile și refluxurile sunt cele mai asociate cu Luna. Acest lucru face ca cercetarea în acest domeniu să fie cea mai interesantă și mai relevantă.

Influența activității Soarelui asupra fluxurilor și refluxurilor

Depărtarea semnificativă a stelei principale a sistemului solar de planeta noastră afectează faptul că efectul său gravitațional este mai puțin vizibil. Ca sursă de energie, Soarele este cu siguranță mult mai masiv decât Luna, dar totuși se face simțit prin distanța impresionantă dintre cele două obiecte cerești. Amplitudinea mareelor ​​solare este aproape jumătate din cea a proceselor de maree ale satelitului Pământului.

Un fapt binecunoscut este că în timpul lunii pline și al creșterii lunii, toate cele trei corpuri cerești - Pământul, Luna și Soarele - sunt situate pe aceeași linie dreaptă. Acest lucru duce la plierea mareelor ​​lunare și solare.

În perioada de direcție de la planeta noastră către satelitul său și principala stea a sistemului solar, care diferă una de cealaltă cu 90 de grade, există o anumită influență a Soarelui asupra procesului studiat. Se constată o creștere a nivelului valului joase și o scădere a nivelului valului apelor terestre.

Toate indicii sunt că activitatea solară afectează și energia mareelor ​​de pe suprafața planetei noastre.

Principalele tipuri de fluxuri și reflux

Este posibil să se clasifice un astfel de concept după durata ciclului mareelor. Delimitarea va fi fixată folosind următoarele puncte:

1. Modificări semi-diurne la suprafața apei. Astfel de transformări constau în două ape pline și în același număr de ape incomplete. Parametrii amplitudinilor alternative sunt aproape egali unul cu celălalt și arată ca o curbă sinusoidală. Cel mai mult sunt localizate în apele Mării Barents, pe o linie extinsă a fâșiei de coastă Marea Albași aproape tot Oceanul Atlantic.
2. Fluctuațiile zilnice ale nivelului apei. Procesul lor constă într-o apă plină și incompletă pentru o perioadă calculată într-o zi. Un fenomen similar se observă în Oceanul Pacific, iar formarea lui este extrem de rară. În timpul trecerii satelitului Pământului prin zona ecuatorială, efectul apei stătătoare este posibil. Dacă Luna este în declin cu cel mai mic indicator, apar maree ecuatoriale mici. La cele mai mari numere, are loc procesul de formare a mareelor ​​tropicale, însoțit de cea mai mare putere de intrare a apei.
3. Maree mixtă. Acest concept include prezența mareelor ​​neregulate semidiurne și diurne. Modificările semi-diurne ale nivelului învelișului de apă al pământului, care au o configurație neregulată, sunt asemănătoare în multe privințe cu mareele semidiurne. În mareele diurne alterate se poate observa o tendință la fluctuații diurne, în funcție de gradul de declinare a lunii. Cele mai afectate de maree mixte sunt apele Oceanului Pacific.
4. maree anormale. Aceste ridicări și căderi de apă nu se potrivesc cu descrierea unora dintre semnele enumerate mai sus. Această anomalie este asociată cu conceptul de „apă mică”, care modifică ciclul de creștere și scădere a nivelului apei. Influența acestui proces este deosebit de pronunțată în gurile râurilor, unde mareele sunt mai scurte în timp decât mareele. Puteți observa un cataclism similar în unele părți ale Canalului Mânecii și în curenții Mării Albe.

Există și alte tipuri de fluxuri și reflux care nu se încadrează în aceste caracteristici, dar sunt extrem de rare. Cercetările în acest domeniu continuă, deoarece sunt multe întrebări care necesită specialiști în descifrare.

Diagramă de flux și flux pe Pământ

Există o așa-numită masă a mareelor. Este necesar pentru oamenii care, prin natura activităților lor, depind de modificările nivelului apei pământului. A avea informatii exacte Pentru acest fenomen, trebuie să acordați atenție:

• Desemnarea unei zone în care este important să se cunoască datele despre maree. Merită să ne amintim că chiar și obiectele apropiate vor avea o caracteristică diferită a fenomenului de interes.
• Găsirea informațiilor necesare folosind resursele de pe Internet. Pentru informații mai precise, puteți vizita portul din regiunea studiată.
• Specificarea momentului de necesitate a datelor exacte. Acest aspect depinde dacă informațiile sunt necesare pentru o anumită zi sau programul de studiu este mai flexibil.
• Lucrați cu masa în modul nevoilor emergente. Acesta va afișa toate informațiile despre maree și maree.

Pentru un începător care trebuie să descifreze un astfel de fenomen, graficul mareelor ​​va fi de mare ajutor. Pentru a lucra cu un astfel de tabel, următoarele recomandări vă vor ajuta:

1. Coloanele din partea de sus a tabelului indică zilele și datele presupusului eveniment. Acest element vă va permite să aflați punctul de determinare a intervalului de timp al studiului.
2. Sub linia contabilității temporare sunt cifrele plasate pe două rânduri. În formatul zilei, aici este plasată decodificarea fazelor de răsărire a Lunii și a Soarelui.
3. Mai jos este o diagramă a formei de undă. Acești indicatori fixează vârfurile (mareele) și depresiunile (mareele joase) ale apelor din zona de studiu.
4. După calcularea amplitudinii undelor, sunt localizate datele intrării corpurilor cerești, care afectează modificările învelișului de apă al Pământului. Acest aspect vă va permite să observați activitatea Lunii și a Soarelui.
5. Pe ambele părți ale tabelului puteți vedea numere cu indicatori plus și minus. Această analiză este importantă pentru determinarea nivelului de creștere sau scădere a apei, calculat în metri.

Toți acești indicatori nu pot garanta informații sută la sută, deoarece natura însăși ne dictează parametrii după care apar modificările sale structurale.

Efectul mareelor ​​asupra mediului și asupra oamenilor

Există mulți factori care influențează fluxul și refluxul mareelor ​​asupra vieții umane și a mediului. Printre acestea se numără descoperiri de natură fenomenală care necesită un studiu atent.

Killer waves: ipoteze și consecințe ale fenomenului

Acest fenomen provoacă multe controverse în rândul oamenilor care au încredere doar în fapte necondiționate. Cert este că undele rătăcite nu se încadrează în niciun sistem de apariție a acestui fenomen.

Studiul acestui obiect a devenit posibil cu ajutorul sateliților în format radar. Aceste modele au făcut posibilă înregistrarea a o duzină de valuri de amplitudine ultra-mare pe o perioadă de câteva săptămâni. Dimensiunea unei astfel de ridicări a unui bloc de apă este de aproximativ 25 de metri, ceea ce indică măreția fenomenului studiat.

Valurile ucigașe afectează în mod direct viața umană, deoarece în ultimele decenii, astfel de anomalii au transportat nave uriașe, cum ar fi super-tancurile și navele de containere, în adâncurile oceanului. Natura formării acestui paradox uimitor este necunoscută: undele gigantice se formează instantaneu și dispar la fel de repede.

Există multe ipoteze cu privire la cauza formării unui astfel de capriciu al naturii, dar apariția vârtejurilor (unde unice datorate ciocnirii a doi solitoni) este posibilă cu intervenția activității Soarelui și a Lunii. Această problemă este încă subiect de dezbatere în rândul oamenilor de știință specializați în această temă.

Influența fluxurilor și refluxurilor asupra organismelor care locuiesc pe Pământ

Mareele din ocean și mare afectează în special viața marină. Acest fenomen exercită cea mai mare presiune asupra locuitorilor din apele de coastă. Datorită acestei schimbări a nivelului apei pământului, se dezvoltă organismele care duc un stil de viață sedentar.

Acestea includ moluște, care s-au adaptat perfect la fluctuațiile învelișului lichid al Pământului. Stridiile la cele mai înalte maree încep să se înmulțească activ, ceea ce indică faptul că răspund favorabil la astfel de modificări ale structurii elementului de apă.

Dar nu toate organismele reacţionează atât de favorabil la modificări externe. Multe specii de ființe vii suferă de fluctuații periodice ale nivelului apei.

Deși natura își ia plănuța și coordonează schimbările în echilibrul global al planetei, substanțele biologice se adaptează la condițiile pe care le prezintă activitatea Lunii și a Soarelui.

Impactul fluxurilor și refluxurilor asupra vieții umane

Pe stare generală uman acest fenomen afectează mai mult decât fazele lunii, la care corpul uman poate fi imun. Cu toate acestea, cele mai multe fluxuri și reflux afectează activitățile de producție ale locuitorilor planetei noastre. Este nerealist să influențezi structura și energia mareelor ​​mării, precum și a sferei oceanice, deoarece natura lor depinde de gravitația Soarelui și a Lunii.

Practic, acest fenomen ciclic aduce doar distrugere și necazuri. Tehnologii moderne permite ca acest factor negativ să fie îndreptat într-o direcție pozitivă.

Un exemplu de astfel de soluții inovatoare poate servi drept bazine drept capcane pentru astfel de fluctuații ale bilanţului apei. Ele trebuie să fie construite astfel încât să fie rentabile și practice.

Pentru a face acest lucru, este necesar să creați astfel de piscine de o dimensiune și un volum destul de semnificative. Centrale de izolare a forței mareice resurse de apă Pământul este o afacere nouă, dar destul de promițătoare.

Studiul conceptului de maree pe Pământ, influența lor asupra ciclului de viață al planetei, misterul originii undelor ucigașe - toate acestea rămân principalele întrebări pentru oamenii de știință specializați în acest domeniu. Rezolvarea acestor aspecte este interesantă și pentru oamenii obișnuiți care sunt interesați de problemele influenței factorilor străini pe planeta Pământ.

Influența lunii asupra lumea pământească există, dar nu se pronunță. Este aproape imposibil să-l vezi. Singurul fenomen care demonstrează vizibil efectul gravitației lunii este efectul lunii asupra mareelor. Strămoșii noștri antici i-au asociat cu Luna. Și aveau perfectă dreptate.

Cum afectează luna mareele

Mareele sunt atât de puternice în unele locuri încât apa se retrage la sute de metri de coastă, expunând fundul, unde popoarele care locuiesc pe coastă adunau fructe de mare. Dar cu o precizie inexorabilă, apa care se retrage de pe țărm se rostogolește din nou. Dacă nu știți cât de des apar mareele, puteți fi departe de coastă și chiar să muriți sub masa de apă care avansează. Popoarele de coastă cunoșteau perfect orarul de sosire și plecare a apelor.

Acest fenomen apare de două ori pe zi. În plus, fluxurile și refluxurile există nu numai în mări și oceane. Toate sursele de apă sunt influențate de lună. Dar departe de mări, acest lucru este aproape insesizabil: uneori apa urcă puțin, apoi scade puțin.

Influența lunii asupra lichidelor

Fluidul este singurul element natural care se mișcă în spatele Lunii, producând oscilații. O piatră sau o casă nu pot fi atrase de lună deoarece au o structură solidă. Apa maleabilă și plastică demonstrează clar efectul masei lunare.

Ce se întâmplă în timpul valului înalt sau al valului scăzut? Cum ridică luna apa? Luna afectează cel mai puternic apele mărilor și oceanelor din acea parte a Pământului, care în acest moment se află direct în fața ei.

Dacă te uiți la Pământ în acest moment, poți vedea cum Luna atrage apele oceanelor spre sine, le ridică, iar coloana de apă se umflă, formând o „cocoașă”, sau mai degrabă, apar două „cocoașe” - înalte din partea în care se află Luna și mai puțin pronunțată pe partea opusă.

„Cocoașe” urmăresc exact mișcarea Lunii în jurul Pământului. Întrucât oceanul lumii este un întreg și apele din el comunică, cocoașele se deplasează de la țărm, apoi la țărm. Deoarece Luna trece de două ori prin puncte situate la o distanță de 180 de grade unul de celălalt, observăm două maree înalte și două maree joase.

Flux și reflux în funcție de fazele lunii

• Cel mai mare flux și reflux are loc pe țărmurile oceanului. În țara noastră - pe țărmurile Oceanului Arctic și Pacific.
• Mareele mai puțin semnificative sunt caracteristice mărilor interioare.
• Și mai slab acest fenomen se observă în lacuri sau râuri.
• Dar chiar și pe țărmurile oceanelor, mareele sunt mai puternice într-o perioadă a anului și mai slabe în alta. Acest lucru este deja legat de îndepărtarea Lunii de Pământ.
• Cu cât Luna este mai aproape de suprafața planetei noastre, cu atât fluxurile și refluxurile vor fi mai puternice. Cu cât mai departe - cu atât, desigur, mai slab.

Masele de apă sunt influențate nu numai de Lună, ci și de Soare. Doar distanța de la Pământ la Soare este mult mai mare, așa că nu observăm activitatea gravitațională a acestuia. Dar se știe de mult că uneori mareele devin foarte puternice. Acest lucru se întâmplă ori de câte ori există o lună nouă sau o lună plină.

Aici intervine puterea Soarelui. În acest moment, toate cele trei planete - Luna, Pământul și Soarele - se aliniază în linie dreaptă. Două forțe de atracție acționează deja asupra Pământului - atât Luna, cât și Soarele.

În mod firesc, înălțimea creșterii și coborârii apelor crește. Cea mai puternică va fi influența combinată a Lunii și a Soarelui, atunci când ambele planete se află pe aceeași parte a Pământului, adică atunci când Luna se află între Pământ și Soare. ȘI apă mai puternică se va ridica din partea Pământului îndreptată spre Lună.

Acest proprietate uimitoare Luna este folosită de oameni pentru a obține energie gratuită. Pe țărmurile mărilor și oceanelor se construiesc acum centrale hidroelectrice mareoelectrice, care generează energie electrică datorită „lucrării” lunii. Centralele hidroelectrice de maree sunt considerate cele mai prietenoase cu mediul. Acţionează după ritmuri naturale şi nu poluează mediul.

Oceanul lumii trăiește după propriile reguli, care sunt combinate armonios cu legile universului. Multă vreme, oamenii au observat că se mișcă activ, dar nu au putut înțelege cu ce sunt legate aceste fluctuații ale nivelului mării. Să aflăm ce este marea înaltă, marea joasă?

Flux și reflux: misterele oceanului

Marinarii știau perfect că mareele sunt un fenomen zilnic. Dar nici locuitorii obișnuiți, nici mințile învățate nu au putut înțelege natura acestor schimbări. Încă din secolul al V-lea î.Hr., filozofii au încercat să descrie și să caracterizeze modul în care se mișcă oceanele. părea a fi ceva fantastic și neobișnuit. Chiar și oamenii de știință de renume au considerat că mareele sunt respirația planetei. Această versiune există de câteva milenii. Abia la sfârșitul secolului al XVII-lea, sensul cuvântului „maree” a fost asociat cu mișcarea lunii. Dar nu a fost posibil să explicăm acest proces din punct de vedere științific. Sute de ani mai târziu, oamenii de știință și-au dat seama de această ghicitoare și au dat definiție precisă modificarea zilnică a nivelului apei. Știința oceanologiei, care a apărut în secolul al XX-lea, a stabilit că marea este creșterea și scăderea nivelului apei oceanelor datorită influenței gravitaționale a lunii.

Sunt mareele la fel peste tot?

Influența lunii asupra scoarței terestre nu este aceeași, așa că nu se poate spune că mareele sunt identice în toată lumea. În unele părți ale lumii, scăderile zilnice ale nivelului mării ajung până la șaisprezece metri. Iar locuitorii de pe litoralul Mării Negre practic nu observă deloc mareele, deoarece sunt cele mai nesemnificative din lume.

De obicei, schimbarea are loc de două ori pe zi - dimineața și seara. Dar în Marea Chinei de Sud, marea este mișcarea maselor de apă, care are loc doar o dată la douăzeci și patru de ore. Mai presus de toate, modificările nivelului mării sunt vizibile în strâmtori sau alte blocaje. Dacă observați, atunci cu ochiul liber se va observa cât de repede pleacă sau vine apa. Uneori, în câteva minute, se ridică la cinci metri.

După cum am aflat deja, schimbarea nivelului mării este cauzată de impactul asupra scoarței terestre a satelitului său invariabil, Luna. Dar cum are loc acest proces? Pentru a înțelege ce este o maree, este necesar să înțelegem în detaliu interacțiunea tuturor planetelor din sistemul solar.

Luna și pământul sunt în permanentă dependență unul de celălalt. Pământul își atrage satelitul și acesta, la rândul său, tinde să atragă planeta noastră. Această rivalitate nesfârșită vă permite să mențineți distanța necesară între cele două corpuri cosmice. Luna și Pământul se mișcă pe orbitele lor, acum îndepărtându-se, acum apropiindu-se unul de celălalt.

În acel moment, când Luna se apropie de planeta noastră, scoarța terestră se arcuiește spre ea. Acest lucru provoacă un val de apă pe suprafața scoarței terestre, de parcă tinde să se ridice mai sus. Separarea satelitului Pământului provoacă o scădere a nivelului Oceanului Mondial.

Intervalul mareelor ​​înalte și joase pe Pământ

Deoarece marea este un fenomen regulat, trebuie să aibă propriul interval specific de mișcare. Oceanologii și-au dat seama timpul exact zi lunară. Acest termen este de obicei numit revoluția lunii în jurul planetei noastre, este puțin mai lung decât cele douăzeci și patru de ore obișnuite. În fiecare zi, mareele se schimbă cu cincizeci de minute. Acest interval de timp este necesar pentru ca valul să „atingă din urmă” Luna, care se mișcă cu treisprezece grade peste ziua Pământului.

Efectul mareelor ​​oceanice asupra râurilor

Ne-am dat deja seama care este valul, dar puțini oameni știu despre efectul acestor oscilații oceanice asupra planetei noastre. În mod surprinzător, chiar și râurile sunt afectate de mareele oceanice, iar uneori rezultatul acestei intervenții este incredibil de înspăimântător.

În timpul mareelor ​​înalte, un val care intră în gura unui râu întâlnește un pârâu apa dulce. Ca urmare a amestecării maselor de apă de diferite densități, se formează un puț puternic, care începe să se miște cu viteză mare împotriva curgerii râului. Acest curent se numește bor și este capabil să distrugă aproape toate viețuitoarele în cale. Un fenomen similar spălă în câteva minute așezările de coastă și erodează linia de coastă. Bor se oprește la fel de brusc cum a început.

Oamenii de știință au înregistrat cazuri când un bor puternic a întors râurile înapoi sau le-a oprit complet. Nu este greu de imaginat cât de catastrofale au devenit aceste fenomene fenomenale de maree pentru toți locuitorii râului.

Cum afectează mareele viața marină?

Nu este surprinzător că mareele au un impact uriaș asupra tuturor organismelor care trăiesc în adâncurile oceanului. Cel mai greu lucru este pentru animalele mici care trăiesc zonele de coastă. Ei trebuie să se adapteze constant la schimbarea nivelului apei. Pentru mulți dintre ei, mareele sunt o modalitate de a schimba habitatul. În timpul mareelor ​​înalte, micile crustacee se apropie de țărm și își găsesc hrana, valul de reflux îi trage mai adânc în ocean.

Oceanologii au dovedit că mulți viața marină strâns legată de valuri de mare. De exemplu, la unele specii de balene, metabolismul încetinește în timpul valelor joase. La alți locuitori de adâncime, activitatea reproductivă depinde de înălțimea valului și de amplitudinea acestuia.

Majoritatea oamenilor de știință consideră că dispariția unor fenomene precum fluctuațiile nivelului oceanelor va duce la dispariția multor ființe vii. Într-adevăr, în acest caz, își vor pierde sursa de nutriție și nu își vor putea regla ceasul biologic la un anumit ritm.

Viteza de rotație a Pământului: influența mareelor ​​este mare?

De multe decenii, oamenii de știință au studiat tot ce ține de termenul „maree”. Acesta este procesul care aduce din ce în ce mai multe mistere în fiecare an. Mulți experți atribuie viteza de rotație a Pământului acțiunii undelor de maree. Conform acestei teorii, sub influența mareelor, ele se formează pe drum, depășesc constant rezistența scoarței terestre. Drept urmare, aproape imperceptibil pentru oameni, viteza de rotație a planetei încetinește.

Studiind coralii marini, oceanologii au descoperit că în urmă cu câteva miliarde de ani, ziua pământului era de douăzeci și două de ore. În viitor, rotația Pământului va încetini și mai mult și, la un moment dat, pur și simplu va egala amplitudinea zilei lunare. În acest caz, după cum prevăd oamenii de știință, fluxurile și refluxurile vor dispărea pur și simplu.

Activitatea umană și amplitudinea oscilațiilor Oceanului Mondial

Nu este de mirare că și omul este supus acțiunii mareelor. La urma urmei, este 80% lichid și nu poate decât să răspundă la influența lunii. Dar omul nu ar fi coroana creației naturii dacă nu ar fi învățat să folosească practic totul în avantajul său. fenomene naturale.

Energia maremei este incredibil de mare, așa că de mulți ani au fost create diverse proiecte pentru construirea de centrale electrice în zone cu o amplitudine mare de mișcare a maselor de apă. Există deja câteva astfel de centrale electrice în Rusia. Prima a fost construită în Marea Albă și a fost o versiune experimentală. Puterea acestei stații nu depășea opt sute de kilowați. Acum această cifră pare ridicolă, iar noile centrale electrice cu valuri generează energie care alimentează multe orașe.

Oamenii de știință văd aceste proiecte ca viitorul energiei rusești, deoarece ne permit să tratăm natura cu mai multă atenție și să cooperăm cu ea.

Fluxul și refluxul sunt fenomene naturale care nu cu mult timp în urmă au fost complet neexplorate. Fiecare nouă descoperire a oceanologilor duce la întrebări și mai mari în acest domeniu. Dar poate că într-o zi oamenii de știință vor putea dezvălui toate misterele pe care mareea oceanului le prezintă omenirii în fiecare zi.

Să continuăm conversația despre forțele care acționează asupra corpurilor cerești și efectele cauzate de aceasta. Astăzi voi vorbi despre maree și perturbații non-gravitaționale.

Ce înseamnă asta - „perturbații non-gravitaționale”? Perturbațiile sunt de obicei numite mici corecții la o forță mare, principală. Adică, vom vorbi despre unele forțe, a căror influență asupra obiectului este mult mai mică decât gravitațională

Ce alte forțe există în natură în afară de gravitație? Lăsăm deoparte interacțiunile nucleare puternice și slabe, ele au un caracter local (acționează la distanțe extrem de mici). Dar electromagnetismul, după cum știți, este mult mai puternic decât gravitația și se extinde la fel de departe - la infinit. Dar de atunci sarcini electrice semnele opuse sunt de obicei echilibrate, iar „sarcina” gravitațională (al cărei rol este jucat de masă) este întotdeauna de același semn, apoi cu mase suficient de mari, desigur, gravitația iese în prim-plan. Deci în realitate vom vorbi despre perturbații în mișcarea corpurilor cerești sub acțiunea câmp electromagnetic. Nu mai există opțiuni, deși sunt mai multe energie întunecată, dar mai multe despre asta mai târziu, când vorbim despre cosmologie.

După cum v-am spus mai departe, legea simplă a gravitației a lui Newton F = G∙M∙m/R² este foarte convenabil de utilizat în astronomie, deoarece majoritatea corpurilor sunt aproape de formă sferică și suficient de departe unul de celălalt, astfel încât în ​​calcul ele să poată fi înlocuite cu puncte - obiecte punctuale care conțin toată masa lor. Dar un corp de dimensiune finită, comparabilă cu distanța dintre corpurile învecinate, experimentează totuși o influență diferită a forței în diferitele sale părți, deoarece aceste părți sunt îndepărtate diferit de sursele gravitaționale și acest lucru trebuie luat în considerare.

Atractia se aplatizeaza si lacrima

Pentru a simți efectul de maree, să facem un experiment de gândire popular printre fizicieni: imaginați-vă într-un lift în cădere liberă. Tăiem frânghia care ține cabina și începem să cădem. Până când cădem, putem urmări ce se întâmplă în jurul nostru. Atârnăm masele libere și observăm cum se comportă. În primul rând, cad sincron, iar noi spunem că este imponderabilitate, deoarece toate obiectele din această cabină și ea însăși simt aproximativ aceeași accelerație de cădere liberă.

Dar cu timpul nostru puncte materialeîncepe să-și schimbe configurația. De ce? Deoarece cea de jos la început era puțin mai aproape de centrul de greutate decât cea de sus, așa că cea de jos, fiind atrasă mai puternic, începe să o depășească pe cea de sus. Și punctele laterale rămân întotdeauna la aceeași distanță de centrul de greutate, dar pe măsură ce se apropie de el, încep să se apropie unul de celălalt, deoarece accelerațiile egale nu sunt paralele. Ca urmare, sistemul de obiecte neînrudite este deformat. Acesta se numește efect de maree.

Din punctul de vedere al unui observator care a împrăștiat boabe în jurul său și urmărește cum se mișcă boabele individuale în timp ce întregul sistem cade pe un obiect masiv, se poate introduce așa ceva ca un câmp de forță de maree. Să definim aceste forțe în fiecare punct ca diferența vectorială dintre accelerația gravitațională în acest punct și accelerația observatorului sau a centrului de masă și dacă luăm doar primul termen al expansiunii din seria Taylor în termeni relativi. distanță, atunci obținem o imagine simetrică: boabele cele mai apropiate vor fi înaintea observatorului, cele îndepărtate vor rămâne în urma lui, adică. sistemul va fi întins de-a lungul axei îndreptate către obiectul gravitant, iar de-a lungul direcțiilor perpendiculare pe acesta, particulele vor fi presate împotriva observatorului.

Ce crezi că se va întâmpla când o planetă va fi aspirată într-o gaură neagră? Cei care nu au ascultat prelegeri despre astronomie cred de obicei că o gaură neagră va rupe materia doar de pe suprafața care se confruntă cu ea însăși. Ei nu știu că un efect aproape la fel de puternic are loc pe reversul unui corp în cădere liberă. Acestea. este ruptă în două direcții diametral opuse, în niciun caz într-una singură.

Pericolele spațiului cosmic

Pentru a arăta cât de important este să luați în considerare efectul mareelor, luați International statie spatiala. Ea, ca toți sateliții Pământului, cade liber în câmpul gravitațional (dacă motoarele nu sunt pornite). Și câmpul forțelor mareelor ​​din jurul său este un lucru destul de tangibil, așa că atunci când un astronaut lucrează pe partea exterioară a stației, el se leagă întotdeauna de el și, de regulă, cu două cabluri - pentru orice eventualitate, niciodată stiu ce s-ar putea intampla. Și dacă se găsește neatașat în acele condiții în care forțele mareelor ​​îl trage departe de centrul stației, poate pierde ușor contactul cu ea. Acest lucru se întâmplă adesea cu unelte, deoarece nu le puteți lega pe toate. Dacă ceva a căzut din mâinile astronautului, atunci acest obiect merge în depărtare și devine un satelit independent al Pământului.

Planul de lucru pe ISS include teste în spațiu deschis al unui individ jetpack. Și când motorul i se defectează, forțele de maree îl iau pe astronautul și îl pierdem. Numele persoanelor dispărute sunt clasificate.

Aceasta, desigur, este o glumă: un astfel de incident nu s-a întâmplat încă, din fericire. Dar asta se poate întâmpla foarte bine! Și poate într-o zi va fi.

planetă oceanică

Să ne întoarcem pe Pământ. Acesta este cel mai interesant obiect pentru noi, iar forțele de maree care acționează asupra lui se simt destul de vizibil. Din ce corpuri cerești acționează ele? Principala este Luna, pentru că este aproape. Următorul cel mai mare impact este Soarele, deoarece este masiv. Restul planetelor au și ele o oarecare influență asupra Pământului, dar abia se observă.

Pentru a analiza influența gravitațională externă asupra Pământului, acesta este de obicei reprezentat ca o minge solidă acoperită cu un înveliș lichid. Acesta nu este un model rău, deoarece planeta noastră are o înveliș mobilă sub forma unui ocean și a unei atmosfere, iar orice altceva este destul de solid. Deși scoarța terestră și straturile interioare au o rigiditate limitată și o influență mică a mareelor, deformarea lor elastică poate fi neglijată în calculele efectului asupra oceanului.

Dacă desenăm vectorii forțelor de maree în sistemul centrului de masă al Pământului, obținem următoarea imagine: câmpul de forță de maree trage oceanul de-a lungul axei Pământ-Lună și îl apasă spre centrul Pământului într-un plan. perpendicular pe acesta. Astfel, planeta (în orice caz, învelișul său mobil) tinde să ia forma unui elipsoid. În acest caz, apar două umflături (se numesc cocoașe de maree) pe părțile opuse ale globului: unul este îndreptat spre Lună, celălalt este departe de Lună, iar în fâșia dintre ele, respectiv, apare o „bombă” ( mai precis, suprafața oceanului de acolo are mai puțină curbură).

Un lucru mai interesant se întâmplă între ele, în care vectorul forță de maree încearcă să miște învelișul lichid de-a lungul suprafeței Pământului. Și acest lucru este firesc: dacă într-un loc doriți să ridicați marea, iar în alt loc - să coborâți, atunci trebuie să mutați apa de acolo până aici. Și între ele, forțele mareelor ​​conduc apa către „punctul sublunar” și către „punctul antilunar”.

Este foarte ușor de cuantificat efectul de maree. Gravitația Pământului încearcă să facă oceanul sferic, iar partea de maree a lunii și influența solară- trageți-l de-a lungul axei. Dacă Pământul ar fi lăsat singur și i s-ar oferi posibilitatea de a cădea liber pe Lună, atunci înălțimea umflăturii ar ajunge la aproximativ jumătate de metru, adică. la doar 50 cm oceanul se ridică peste nivelul său mediu. Dacă sunteți pe o barcă pe mare deschisă sau oceanul, jumătate de metru - nu se observă. Aceasta se numește maree statică.

Aproape la fiecare examen, dau peste un student care susține cu încredere că marea are loc doar pe o parte a Pământului - pe cea care este îndreptată spre lună. De regulă, asta spune fata. Dar se întâmplă, deși mai rar, ca și bărbații tineri să se înșele în această chestiune. În același timp, în general, cunoștințele de astronomie sunt mai profunde pentru fete. Ar fi interesant să aflăm motivul acestei asimetrii „tidal-gen”.

Dar pentru a crea o umflătură de jumătate de metru în punctul sublunar, aici trebuie distilată o cantitate mare de apă. Dar suprafața Pământului nu rămâne nemișcată, se rotește rapid în raport cu direcția Lunii și a Soarelui, făcând viraj complet pe zi (și Luna merge încet pe orbită - o revoluție în jurul Pământului în aproape o lună). Prin urmare, cocoașa mareelor ​​străbate în mod constant suprafața oceanului, astfel încât suprafața solidă a Pământului se află sub umflarea mareelor ​​de 2 ori pe zi și de 2 ori sub scăderea refluxului nivelului oceanului. Estimare: 40 de mii de kilometri (lungimea ecuatorului Pământului) pe zi, aceasta este 463 de metri pe secundă. Aceasta înseamnă că acest val de jumătate de metru, ca un mini-tsunami, se îndreaptă spre coastele de est ale continentelor din apropierea ecuatorului cu viteză supersonică. La latitudinile noastre, viteza ajunge la 250-300 m/s - de asemenea destul de mult: deși valul nu este foarte mare, din cauza inerției poate crea un efect grozav.

Al doilea obiect în ceea ce privește scara de influență asupra Pământului este Soarele. Este de 400 de ori mai departe de noi decât Luna, dar de 27 de milioane de ori mai masivă. Prin urmare, efectele de la Lună și de la Soare sunt comparabile ca mărime, deși Luna acționează încă puțin mai puternic: efectul de maree gravitațional de la Soare este aproximativ la jumătate mai slab decât de la Lună. Uneori influența lor se adună: acest lucru se întâmplă pe o lună nouă, când Luna trece pe fundalul Soarelui, și pe o lună plină, când Luna se află pe partea opusă față de Soare. În aceste zile, când Pământul, Luna și Soarele se aliniază, ceea ce se întâmplă la fiecare două săptămâni, efectul total de maree este de o ori și jumătate mai mare decât cel de pe Lună. O săptămână mai târziu, Luna trece un sfert din orbită și se dovedește a fi în cuadratură cu Soarele (un unghi drept între direcțiile de pe ele), iar apoi influența lor se slăbește reciproc. În medie, înălțimea mareelor ​​în larg variază de la un sfert de metru până la 75 de centimetri.

Mareele sunt cunoscute de marinari de mult timp. Ce face căpitanul când nava eșuează? Dacă ai citit marine romane de aventuri, atunci știi că el se uită imediat la ce fază se află luna și așteaptă următoarea lună plină sau lună nouă. Apoi marea maximă poate ridica nava și poate pluti.

Probleme și caracteristici de coastă

Mareele sunt deosebit de importante pentru lucrătorii portuari și pentru marinarii care sunt pe cale să-și aducă nava în sau din port. De regulă, problema apei de mică adâncime apare în apropierea coastei și, pentru a nu interfera cu mișcarea navelor, canalele subacvatice - șele artificiale - sunt sparte pentru a intra în golf. Adâncimea lor ar trebui să țină cont de înălțimea valului maxim de joasă.

Dacă ne uităm la înălțimea mareelor ​​la un moment dat și trasăm linii pe hartă înălțime egală apa, apoi obtinem cercuri concentrice cu centre in doua puncte (in sublunar si antilunar), in care marea este maxima. Dacă planul orbital al Lunii coincide cu planul ecuatorului Pământului, atunci aceste puncte s-ar mișca întotdeauna de-a lungul ecuatorului și ar face o revoluție completă într-o zi (mai precis, în 24ʰ 50ᵐ 28ˢ). Luna însă nu merge în acest plan, ci în apropierea planului eclipticii, în raport cu care ecuatorul este înclinat cu 23,5 grade. Prin urmare, punctul sublunar „umblă” și în latitudine. Astfel, în același port (adică la aceeași latitudine), înălțimea mareei maxime, care se repetă la fiecare 12,5 ore, se modifică în timpul zilei în funcție de orientarea Lunii față de ecuatorul pământului.

Acest „fleeac” este important pentru teoria mareelor. Să ne uităm din nou: Pământul se rotește în jurul axei sale, iar planul orbitei lunare este înclinat față de acesta. Prin urmare, fiecare port maritim în timpul zilei „aleargă” în jurul polului Pământului, căzând odată în regiunea celei mai mari valize, iar după 12,5 ore - din nou în regiunea mareei, dar mai puțin înaltă. Acestea. două maree înalte în timpul zilei nu sunt egale ca înălțime. Unul este întotdeauna mai mare decât celălalt, deoarece planul orbitei lunare nu se află în planul ecuatorului Pământului.

Pentru locuitorii de pe coastă, efectul mareelor ​​este vital. De exemplu, în Franța există, care este legat de continent printr-un drum asfaltat așezat de-a lungul fundului strâmtorii. Mulți oameni locuiesc pe insulă, dar nu pot folosi acest drum cât timp nivelul mării este ridicat. Acest drum poate fi parcurs doar de două ori pe zi. Oamenii conduc în sus și așteaptă să coboare valul când nivelul apei scade și drumul devine accesibil. Oamenii fac naveta către și de la coastă folosind o diagramă specială a mareelor, care este publicată pentru toată lumea. localitate coasta. Dacă acest fenomen nu este luat în considerare, apa de pe parcurs poate copleși pietonul. Turiștii vin doar acolo și se plimbă pentru a privi fundul mării când nu există apă. DAR localniciîn același timp, se adună ceva de jos, uneori chiar și pentru hrană, adică. de fapt, acest efect hrănește oamenii.

Viața a ieșit din ocean datorită fluxului și refluxului mareelor. Unele animale de coastă au ajuns pe nisip ca urmare a valului scăzut și au fost forțate să învețe să respire oxigen direct din atmosferă. Dacă nu ar exista Lună, atunci viața, poate, nu ar ieși atât de activ din ocean, pentru că acolo este bine din toate punctele de vedere - un mediu termostatat, imponderabilitate. Dar dacă ați aterizat brusc pe țărm, atunci trebuia să supraviețuiți cumva.

Coasta, mai ales dacă este plată, este puternic expusă la reflux. Și de ceva timp oamenii pierd ocazia de a-și folosi ambarcațiunile, zacând neputincioși ca balenele pe țărm. Dar este ceva util în asta, pentru că refluxul poate fi folosit pentru repararea navelor, mai ales în unele golfuri: bărcile au navigat, apoi apa a plecat și pot fi reparate în acest moment.

De exemplu, există un astfel de Golf Fundy pe coasta de est a Canadei, despre care se spune că are cele mai mari maree din lume: diferența de nivel al apei poate ajunge la 16 metri, ceea ce este considerat un record pentru o maree pe Pământ. Marinarii s-au adaptat acestei proprietăți: la maree înaltă aduc nava la țărm, o întăresc, iar când apa pleacă, nava atârnă, iar fundul poate fi calafat.

Din cele mai vechi timpuri, oamenii au început să urmărească și să înregistreze în mod regulat momentele și caracteristicile mareelor ​​înalte pentru a învăța cum să prezică acest fenomen. inventat curând mareometru- un dispozitiv in care plutitorul se misca in sus si in jos in functie de nivelul marii, iar citirile sunt trasate automat pe hartie sub forma unui grafic. Apropo, mijloacele de măsurare nu s-au schimbat prea mult din momentul primelor observații și până în prezent.

Pe baza unui număr mare de înregistrări hidrografice, matematicienii încearcă să creeze o teorie a mareelor. Dacă aveți o înregistrare pe termen lung a unui proces periodic, îl puteți descompune în armonici elementare - sinusoide de diferite amplitudini cu perioade multiple. Și apoi, după ce ai determinat parametrii armonicilor, extindeți curba totală în viitor și, pe această bază, faceți tabele de maree. Acum astfel de tabele sunt publicate pentru fiecare port de pe Pământ, iar orice căpitan care este pe cale să intre în port ia o masă pentru el și vede când există un nivel suficient de apă pentru nava sa.

Cel mai poveste faimoasă, asociat cu calculele de prognoză, a avut loc în a doua razboi mondial: în 1944, aliații noștri - britanicii și americanii - urmau să deschidă un al doilea front împotriva Germania nazista, pentru aceasta a fost necesar să aterizeze pe coasta franceză. Coasta de nord a Franței este foarte neplăcută în acest sens: coasta este abruptă, înălțime de 25-30 de metri, iar fundul oceanului este destul de puțin adânc, astfel încât navele se pot apropia de țărm doar în câteva momente. mareele maxime. Dacă eșau, ar fi pur și simplu împușcați cu tunuri. Pentru a evita acest lucru, a fost creat un computer mecanic special (electronicul nu era încă disponibil). Ea a efectuat o analiză Fourier a seriilor temporale de la nivelul mării folosind tamburi care se roteau la viteze diferite, prin care trecea un cablu metalic, care rezuma toți termenii seriei Fourier, iar o pană conectată la cablu a reprezentat grafic înălțimea mareei ca un functie de timp. Aceasta a fost o lucrare extrem de secretă care a avansat foarte mult teoria mareelor, deoarece a fost posibil să se prezică cu suficientă acuratețe momentul celei mai mari maree, datorită căruia navele militare grele de transport au înotat Canalul Mânecii și au aterizat trupele pe coastă. Deci, matematicienii și geofizicienii au salvat viețile multor oameni.

Unii matematicieni încearcă să generalizeze datele la scară planetară, încercând să creeze o teorie unificată a mareelor, dar este dificil să compare înregistrările făcute în diferite locuri, deoarece Pământul este foarte neregulat. Doar în aproximarea zero, un singur ocean acoperă întreaga suprafață a planetei, dar, de fapt, există continente și mai multe oceane slab conectate, iar fiecare ocean are propria frecvență de oscilații naturale.

Discuțiile anterioare despre fluctuațiile nivelului mării sub acțiunea Lunii și a Soarelui au vizat întinderi oceanice deschise, unde accelerația mareelor ​​variază foarte mult de la o coastă la alta. Și în corpurile de apă locale - de exemplu, lacuri - poate marea să creeze un efect vizibil?

S-ar părea că nu ar trebui, deoarece în toate punctele lacului accelerația mareelor ​​este aproximativ aceeași, diferența este mică. De exemplu, în centrul Europei se află lacul Geneva, are doar aproximativ 70 km lungime și nu are nicio legătură cu oceanele, dar oamenii au observat de mult că există fluctuații zilnice semnificative ale apei. De ce apar ele?

Da, forța mareelor ​​este extrem de mică. Dar principalul este că este obișnuit, adică. operează periodic. Toți fizicienii sunt conștienți de efectul care, sub acțiunea periodică a unei forțe, provoacă uneori o amplitudine crescută a oscilațiilor. De exemplu, iei un bol cu ​​supă în sala de mese pentru distribuire și. Aceasta înseamnă că frecvența pașilor tăi este în rezonanță cu vibrațiile naturale ale lichidului din placă. Observând acest lucru, schimbăm brusc ritmul de mers – iar ciorba „se calmează”. Fiecare corp de apă are propria frecvență de rezonanță de bază. Și decât marime mai mare rezervor, cu atât frecvența oscilațiilor naturale ale lichidului din acesta este mai mică. Așadar, lângă Lacul Geneva, propria frecvență de rezonanță s-a dovedit a fi un multiplu al frecvenței mareelor, iar o mică influență a mareelor ​​„încețoșează” Lacul Geneva, astfel încât nivelul se schimbă destul de vizibil pe țărmurile sale. Aceste valuri stătătoare perioade lungi, care apar în rezervoare închise, sunt numite seiches.

Energia valurilor

În zilele noastre, ei încearcă să conecteze una dintre sursele alternative de energie cu efectul de maree. După cum am spus, principalul efect al mareelor ​​nu este că apa crește și scade. Efectul principal este curentul de maree, care distilează apa în jurul întregii planete într-o zi.

În locurile puțin adânci, acest efect este foarte important. În zona Noii Zeelande, căpitanii nici măcar nu riscă să ghideze navele prin unele strâmtori. Barcile cu pânze nu au putut trece deloc pe acolo și nave moderne treci cu greu, pentru că fundul este puțin adânc și curenții de maree au o viteză extraordinară.

Dar, deoarece apa curge, această energie cinetică poate fi folosită. Și au fost deja construite centrale electrice, în care turbinele se rotesc înainte și înapoi din cauza curenților de maree și reflux. Sunt destul de funcționale. Prima centrală maremotrică (TPP) a fost realizată în Franța, este încă cea mai mare din lume, cu o capacitate de 240 MW. În comparație cu centrala hidroelectrică, nu este atât de cald, desigur, dar deservește cele mai apropiate zone rurale.

Cu cât este mai aproape de pol, cu atât viteza mareei este mai mică, așa că nu există coaste în Rusia care să aibă maree foarte puternice. În general, avem puține ieșiri către mare, iar coasta Oceanului Arctic nu este deosebit de profitabilă pentru utilizarea energiei mareelor, și pentru că marea conduce apa de la est la vest. Dar totuși, există locuri potrivite pentru PES, de exemplu, Golful Kislaya.

Faptul este că în golfuri marea creează întotdeauna un efect mai mare: valul intră, se repezi în golf și se îngustează, se îngustează - și amplitudinea crește. Un proces similar are loc ca și cum ar fi crăpat un bici: mai întâi val lung merge încet de-a lungul biciului, dar apoi masa părții biciului implicată în mișcare scade, astfel încât viteza crește (impulsul mv persistă!) și ajunge supersonic spre capătul îngust, în urma căruia auzim un clic.

Prin crearea unui TPP experimental Kislogubskaya de capacitate mică, inginerii energetici au încercat să înțeleagă cât de eficient este posibil să se utilizeze mareele la latitudini circumpolare pentru a genera electricitate. Nu are o semnificație economică anume. Cu toate acestea, acum există un proiect al unui TPP rusesc foarte puternic (Mezenskaya) - pentru 8 gigawați. Pentru a atinge această putere colosală, este necesară blocarea unui golf mare, care desparte Marea Albă de Marea Barents printr-un baraj. Adevărat, este foarte îndoielnic că acest lucru se va face atâta timp cât avem petrol și gaze.

Trecutul și viitorul mareelor

Apropo, de unde vine energia mareelor? Turbina se rotește, se generează electricitate și ce obiect pierde energie în acest proces?

Deoarece sursa de energie a mareei este rotația Pământului, din moment ce tragem din el, înseamnă că rotația trebuie să încetinească. S-ar părea că Pământul are surse interne energie (căldura din intestine vine din cauza proceselor geochimice și a dezintegrarii elementelor radioactive), există ceva care să compenseze pierderea de energie cinetică. Este, dar flux de energie, care se propagă în medie aproape uniform în toate direcțiile, poate afecta cu greu momentul unghiular și modifica rotația.

Dacă Pământul nu s-ar roti, crestele mareelor ​​ar arăta exact în direcția Lunii și opusă acesteia. Dar, rotindu-se, corpul Pământului le poartă înainte în direcția de rotație - și există o discrepanță constantă între vârful mareei și punctul sublunar de 3-4 grade. La ce duce asta? Cocoașa, care este mai aproape de lună, este atrasă mai puternic de ea. Această forță gravitațională tinde să încetinească rotația Pământului. Iar cocoașa opusă este mai departe de Lună, încearcă să accelereze rotația, dar este atrasă mai slab, astfel încât momentul de forță rezultat are un efect de decelerare asupra rotației Pământului.

Deci, planeta noastră își reduce tot timpul viteza de rotație (deși nu destul de regulat, în salturi, ceea ce este asociat cu particularitățile transferului de masă în oceane și atmosferă). Și ce efect au mareele pământului asupra lunii? Bombonul apropiat de maree trage Luna de-a lungul, cel îndepărtat, dimpotrivă, o încetinește. Prima forță este mai mare, drept urmare luna accelerează. Acum amintiți-vă din prelegerea anterioară, ce se întâmplă cu satelitul, care este tras cu forța înainte în mișcare? Pe măsură ce energia sa crește, se îndepărtează de planetă și viteza sa unghiulară scade pe măsură ce raza orbitei crește. Apropo, o creștere a perioadei de revoluție a Lunii în jurul Pământului a fost observată încă din zilele lui Newton.

Vorbind în cifre, Luna se îndepărtează de noi cu aproximativ 3,5 cm pe an, iar durata zilei pământului la fiecare sută de ani crește cu o sutime de secundă. Pare a fi o prostie, dar amintiți-vă că Pământul există de miliarde de ani. Este ușor de calculat că pe vremea dinozaurilor existau aproximativ 18 ore într-o zi (ore curente, desigur).

Pe măsură ce Luna se retrage, forțele mareelor ​​devin mai mici. Dar la urma urmei, s-a îndepărtat mereu și, dacă ne uităm în trecut, vom vedea că Luna era mai aproape de Pământ, ceea ce înseamnă că mareele erau mai mari. Puteți estima, de exemplu, că în epoca arheică, acum 3 miliarde de ani, mareele erau înalte de kilometri.

Fenomene de maree pe alte planete

Desigur, în sistemele altor planete, aceleași fenomene apar și cu sateliții. Jupiter, de exemplu, este o planetă foarte masivă, cu un număr mare de luni. Cei patru sateliți cei mai mari ai săi (se numesc Galileeni pentru că Galileo i-a descoperit) sunt influențați destul de tangibil de Jupiter. Cel mai apropiat dintre ei, Io, este complet acoperit de vulcani, printre care sunt peste cincizeci de vulcani activi, care aruncă materie „în plus” la 250-300 km în sus. Această descoperire a fost foarte neașteptată: nu există vulcani atât de puternici pe Pământ și iată un corp mic de dimensiunea Lunii, care ar fi trebuit să se răcească mult timp, dar în schimb izbucnește cu căldură în toate direcțiile. Unde este sursa acestei energii?

Activitatea vulcanică a lui Io nu a fost o surpriză pentru toată lumea: cu șase luni înainte ca prima sondă să zboare spre Jupiter, doi geofizicieni americani au publicat o lucrare în care calculau influența mareelor ​​a lui Jupiter asupra acestui satelit. S-a dovedit a fi atât de mare încât poate deforma corpul satelitului. Și în timpul deformării, căldura este întotdeauna eliberată. Când luăm o bucată de plastilină rece și începem să o frământăm în mâini, aceasta devine moale și flexibilă după mai multe compresiuni. Acest lucru se întâmplă nu pentru că mâna l-a încălzit cu căldura ei (se va întâmpla la fel dacă este turtită într-o menghină rece), ci pentru că deformarea a pus energie mecanică în ea, care a fost transformată în căldură.

Dar de ce naiba se schimbă forma satelitului sub influența mareelor ​​de pe Jupiter? S-ar părea că mișcându-se pe o orbită circulară și rotindu-se sincron, ca Luna noastră, a devenit odată un elipsoid - și nu există niciun motiv pentru distorsiunile ulterioare ale formei? Cu toate acestea, există și alți sateliți lângă Io; toate fac ca orbita sa (Io) să se miște puțin înainte și înapoi: fie se apropie de Jupiter, apoi se îndepărtează. Aceasta înseamnă că influența mareelor ​​fie slăbește, fie se intensifică, iar forma corpului se schimbă tot timpul. Apropo, încă nu am vorbit despre mareele în corp solid Terenuri: există, desigur, și ele, nu sunt atât de înalte, de ordinul unui decimetru. Dacă stai șase ore pe scaunele tale, atunci datorită mareelor, vei „mergi” aproximativ douăzeci de centimetri față de centrul Pământului. Această fluctuație este imperceptibilă pentru o persoană, desigur, dar instrumentele geofizice o înregistrează.

Spre deosebire de firmamentul pământului, suprafața lui Io fluctuează cu o amplitudine de mulți kilometri pentru fiecare perioadă orbitală. Un numar mare de energia de deformare este disipată sub formă de căldură și încălzește intestinele. Pe ea, apropo, cratere de meteoriți nu sunt vizibile, deoarece vulcanii împroșcă în mod constant întreaga suprafață cu materie proaspătă. De îndată ce se formează craterul de impact, într-o sută de ani este acoperit cu produsele erupției vulcanilor vecini. Ele lucrează continuu și foarte puternic, la aceasta se adaugă falii din scoarța planetei, prin care din adâncuri curge o topitură a diverselor minerale, în principal sulf. La temperaturi ridicate, se întunecă, astfel încât jetul din crater pare negru. Și marginea ușoară a vulcanului este o substanță răcită care cade în jurul vulcanului. Pe planeta noastră, materia ejectată dintr-un vulcan este de obicei decelerata de aer și cade aproape de orificiu de ventilație, formând un con, dar pe Io nu există atmosferă și zboară pe o traiectorie balistică departe, în toate direcțiile. Poate că acesta este un exemplu al celui mai puternic efect de maree din sistemul solar.

Al doilea satelit al lui Jupiter, Europa seamănă cu Antarctica noastră, este acoperit cu o crustă solidă de gheață, crăpată pe alocuri, pentru că și ceva o deformează constant. Deoarece acest satelit este mai departe de Jupiter, efectul de maree aici nu este atât de puternic, dar încă destul de vizibil. Sub această crustă înghețată se află un ocean lichid: fotografiile arată cum fântâni țâșnesc din unele crăpături. Sub influența forțelor mareelor, oceanul fierbe, iar câmpurile de gheață plutesc și se ciocnesc la suprafața lui, aproape ca și în nordul Oceanul Arcticși în largul coastei Antarcticii. Conductivitatea electrică măsurată a fluidului oceanic al Europei indică faptul că este apă sărată. De ce nu ar trebui să existe viață? Ar fi tentant să cobori dispozitivul într-una dintre crăpături și să vezi cine locuiește acolo.

De fapt, nu toate planetele își fac rostul. De exemplu, Enceladus, luna lui Saturn, are, de asemenea, o crustă de gheață și un ocean dedesubt. Dar calculele arată că energia mareelor ​​nu este suficientă pentru a menține oceanul subglaciar stare lichida. Desigur, cu excepția mareelor ​​de orice corp ceresc există și alte surse de energie - de exemplu, elementele radioactive în descompunere (uraniu, toriu, potasiu), dar pe planetele mici cu greu pot juca un rol semnificativ. Deci este ceva ce nu înțelegem încă.

Efectul de maree este extrem de important pentru stele. De ce - despre asta în prelegerea următoare.