Vem skulle inte vilja ta en promenad till havets botten? "Det är omöjligt! utbrister du. - För detta behöver du åtminstone en caisson!" Men vet du inte att stora delar av havsbotten öppnar upp för observation två gånger om dagen? Sant, ve dem som bestämmer sig för att stanna på denna "utställning" bortom den fastställda tiden! Havsbotten öppnar sig vid lågvatten. - det här är ett byte av hög- och lågvatten.
Detta är ett av naturens mysterier. Många naturforskare försökte lösa det: Kepler som upptäckte lagen om planetens rörelse, Newton som etablerade de grundläggande rörelselagarna, den franske vetenskapsmannen Laplace som studerade uppkomsten himlakroppar. De ville alla tränga in i havens hemligheter.
Vinden skapar vågor på havet. Men vinden är för svag för att kontrollera ebb och flod. Även en storm kan bara hjälpa till med tidvattnet. Vilka gigantiska krafter gör så hårt arbete?
Månens inflytande på ebb och flod
Tre jättar slåss om världshaven: Solen, månen och själva jorden... Solen är starkare än alla, men det är för långt ifrån oss för att vinna. Vattenmassornas rörelser på jorden styrs huvudsakligen av månen. Den ligger 384 000 kilometer från jorden och reglerar havens "puls". Som en enorm magnet drar månen vattenmassor upp flera meter medan jorden roterar runt sin axel.
Även om skillnaden mellan höjderna av ebb och flod i genomsnitt inte är mer än 4 meter, är arbetet som månen gör enormt. Det är lika med 11 biljoner hästkrafter. Om detta tal skrivs enbart i siffror kommer det att ha 18 nollor och se ut så här: 11 000 000 000 000 000 000 Globen.
Ebb och flod - energikällor
Efter solen ebb och flod- Den största energikällor... De kunde ge elektricitetöver hela världen. Sedan urminnes tider har människan försökt få månen att tjäna honom. I Kina och på andra håll har tidvatten drivit kvarnstenar under lång tid.
År 1913 togs den första "månkraftverket" i drift i Nordsjön nära Husum. I England, Frankrike, USA och särskilt i Argentina, som känner brist på bränsle, har många djärva projekt för byggandet av tidvattenstationer skapats. Längst gick dock sovjetiska ingenjörer, som skapade ett projekt för byggandet av en damm 100 kilometer lång och 15 meter hög i Mezenbukten Av Vita havet.
Vid högvatten, en reservoar med en kapacitet på 2 tusen kvadratkilometer... Två tusen turbingeneratorer kommer att ge 36 miljarder kilowattimmar. Denna mängd energi producerades 1929 av Frankrike, Italien och Schweiz tillsammans. En kilowattimme av denna energi kommer att kosta ungefär en krona. Tyvärr, "pulsen" havets ebb och flod slår med ojämn styrka, som en persons puls. Tidvattnet ger inte ett konstant, jämnt flöde av vatten och det gör projektet svårt.
Tidvattnet är starkast när solen och månen drar vattenmassor åt samma håll. Högvatten när vattennivån stiger upp till 20 meter, är på full och ung måne... De kallas "syzygy". Under första och sista kvartalet i månaden när månen står i rät vinkel mot solen, tidvattnet är lägst och kallas "kvadratur".
Ebb och flod av havet är mycket stor betydelse för navigering, och därför deras offensiv beräknat i förväg... Denna beräkning är så svår att det tar många veckor att sammanställa den årliga tidvattenkalendern. Men människans uppfinningsrika sinne har skapat en beräkningsmaskin, vars "elektroniska hjärna" gör förutsägelser om tidvatten på två dagar. Tidvattenkalendern visar att flodvågor färdas över jordklotet med jämna mellanrum. Från havets stränder stiger de upp i floder.
Ytnivån på haven och haven förändras med jämna mellanrum, ungefär två gånger om dagen. Dessa fluktuationer kallas ebb och flod. Under högvatten stiger havsnivån gradvis och når sitt högsta läge. Vid lågvatten sjunker nivån gradvis till det lägsta. Vid högvatten rinner vatten till kusten, vid lågvatten - från kusten.
Ebben och floden står sig. De bildas på grund av påverkan av sådana kosmiska kroppar som solen. Enligt lagarna för samverkan mellan kosmiska kroppar, attraherar vår planet och månen varandra. Månens attraktion är så stor att havets yta så att säga böjer sig mot den. Månen rör sig runt jorden och "springer" efter den över havet flodvåg... När vågen når stranden kommer tidvattnet. En liten tid kommer att gå, vattnet efter månen kommer att flytta bort från kusten - det är lågvatten. Enligt samma universella kosmiska lagar bildas ebb och flod från solens attraktion. Solens tidvattenkraft är dock, på grund av dess avlägsenhet, mycket mindre än månens, och om det inte fanns någon måne, skulle tidvattnet på jorden vara 2,17 gånger mindre. Förklaringen av tidvattenkrafter gavs först av Newton.
Tidvatten skiljer sig i varaktighet och magnitud. Oftast är det två högvatten och två lågvatten under dagen. På bågarna och kusterna i Öst- och Centralamerika är det ett hög- och ett lågvatten under dagen.
Storleken på tidvattnet är ännu mer varierande än deras period. Teoretiskt sett är ett månvatten 0,53 m, sol - 0,24 m. Det största tidvattnet bör alltså ha en höjd av 0,77 m. I det öppna havet och nära öarna är tidvattnet ganska nära det teoretiska: på Hawaiiöarna - 1 m , på ön Saint Helena - 1,1 m; på öarna - 1,7 m.På kontinenterna varierar tidvattenvärdet från 1,5 till 2 m.I inlandshaven är tidvattnet mycket obetydligt: - 13 cm, - 4,8 cm.Det anses vara tidvattenfritt, men runt Venedig tidvattnet är upp till 1 m. Det största kan noteras följande tidvatten registrerat i:
I Bay of Fundy () har tidvattnet nått en höjd av 16-17 m. Detta är den högsta tidvattenindikatorn i hela jordklotet.
I norr, i Penzhinskayabukten, har tidvattnet nått 12-14 m. Detta är det största tidvattnet utanför Rysslands kust. Ovanstående tidvattenhastigheter är dock undantaget snarare än regeln. I den överväldigande majoriteten av tidvattenmätpunkterna är de små och överstiger sällan 2 m.
Tidvattnets betydelse är mycket stor för sjöfarten och byggandet av hamnar. Varje flodvåg bär på en enorm mängd energi.
Innehållet i artikeln
Ebb och flod, periodiska fluktuationer i vattennivån (stiger och sjunker) i vattenområden på jorden, som orsakas av månens och solens gravitationsattraktion som verkar på den roterande jorden. Alla stora vattenområden, inklusive hav, hav och sjöar, är mer eller mindre utsatta för ebb och flod, även om de är små på sjöar.
Vändbart vattenfall
(omvänd riktning) är ett annat fenomen som är förknippat med flodvatten. Typiskt exempel- ett vattenfall vid St. John River (New Brunswick, Kanada). Här utmed en smal klyfta kommer vatten vid högvatten in i en bassäng som ligger ovanför lågvattennivån, men något under högvattennivån i samma ravin. Således uppstår en barriär som rinner genom vilken vatten bildar ett vattenfall. Vid lågvatten forsar vattenflödet nedströms genom den avsmalnande passagen och övervinner undervattenskanten och bildar ett vanligt vattenfall. Vid högvatten faller en brant våg som tränger in i ravinen som ett vattenfall ner i den överliggande bassängen. Det omvända flödet fortsätter tills vattennivåerna på båda sidor om tröskeln är lika och tidvattnet börjar. Sedan återställs nedströms vattenfallet igen. Det genomsnittliga vattenståndsfallet i ravinen är ca. 2,7 m, men vid högsta tidvatten kan höjden på ett direkt vattenfall överstiga 4,8 m och ett reversibelt - 3,7 m.
Tidvattens största amplituder.
Världens högsta tidvatten inträffar med starka strömmar i Minasbukten i Fundybukten. Tidvattensvängningarna här kännetecknas av ett normalt förlopp med en halvdaglig period. Vattennivån under högvatten stiger ofta med mer än 12 m på sex timmar och sjunker sedan lika mycket under de kommande sex timmarna. När effekten av syzygy tidvatten, månens position vid perigeum och månens maximala deklination faller på en dag, kan tidvattnet nå 15 m. toppen av viken.
Vind och väder.
Vinden har signifikant inflytande om tidvattenfenomen. Vinden från havet driver vattnet mot kusten, tidvattenhöjden ökar över det normala och vid lågvatten överstiger vattenståndet också medelvärdet. Tvärtom, när vinden blåser från land drivs vattnet bort från kusten och havsnivån sjunker.
Genom att öka atmosfärstrycköver ett brett område sjunker vattennivån när atmosfärens överlagrade vikt läggs till. När atmosfärstrycket stiger med 25 mm Hg. Art., vattennivån sjunker med ca 33 cm. En minskning av atmosfärstrycket orsakar en motsvarande ökning av vattennivån. Följaktligen kan ett kraftigt fall i atmosfärstrycket i kombination med orkanvindar orsaka en märkbar höjning av vattennivån. Sådana vågor, även om de kallas tidvattenvågor, är faktiskt inte förknippade med påverkan av tidvattenkrafter och har inte den periodicitet som är karakteristisk för tidvattenfenomen. Bildandet av dessa vågor kan associeras antingen med orkanvindar eller med undervattensjordbävningar (i det senare fallet kallas de seismiska av havets vågor eller tsunami).
Använda tidvattnets energi.
Fyra metoder har utvecklats för att utnyttja tidvattenenergi, men den mest praktiska är skapandet av ett tidvattenbassängsystem. Samtidigt används fluktuationer i vattenståndet förknippade med tidvattenfenomen i slusssystemet så att nivåskillnaden hela tiden upprätthålls, vilket gör det möjligt att få energi. Kapaciteten hos tidvattenkraftverk är direkt beroende av området för de fångade bassängerna och den potentiella nivåskillnaden. Den senare faktorn är i sin tur en funktion av tidvattenamplituden. Den nivåskillnad som kan uppnås är den absolut viktigaste för elproduktionen, även om kostnaden för anläggningarna beror på poolernas yta. För närvarande är stora tidvattenkraftverk i drift i Ryssland på Kolahalvön och i Primorye, i Frankrike i mynningen av Rancefloden, i Kina nära Shanghai och även i andra regioner i världen.
| INFORMATION OM TIDVÄN I VISSA HAMNAR I VÄRLDEN | ||||
| Hamn | Intervall mellan tidvatten | Genomsnittlig tidvattenhöjd, m | Syzygy tidvattenhöjd, m | |
| h | min | |||
| M. Morris Jesep, Grönland, Danmark | 10 | 49 | 0,12 | 0,18 |
| Reykjavik, Island | 4 | 50 | 2,77 | 3,66 |
| R. Coxoak, Hudson Strait, Kanada | 8 | 56 | 7,65 | 10,19 |
| St. John's, Newfoundland, Kanada | 7 | 12 | 0,76 | 1,04 |
| Barntko, Bay of Fundy, Kanada | 0 | 09 | 12,02 | 13,51 |
| Portland, st. Maine, USA | 11 | 10 | 2,71 | 3,11 |
| Boston, st. Massachusetts, USA | 11 | 16 | 2,90 | 3,35 |
| New York, st. New York, USA | 8 | 15 | 1,34 | 1,62 |
| Baltimore, st. Maryland, USA | 6 | 29 | 0,33 | 0,40 |
| Miami Beach, st. Florida, USA | 7 | 37 | 0,76 | 0,91 |
| Galveston, st. Texas, USA | 5 | 07 | 0,30 | 0,43* |
| O. Maraca, Brasilien | 6 | 00 | 6,98 | 9,15 |
| Rio de Janeiro, Brasilien | 2 | 23 | 0,76 | 1,07 |
| Callao, Peru | 5 | 36 | 0,55 | 0,73 |
| Balboa, Panama | 3 | 05 | 3,84 | 5,00 |
| San Francisco, st. Kalifornien, USA | 11 | 40 | 1,19 | 1,74* |
| Seattle, Washington, USA | 4 | 29 | 2,32 | 3,45* |
| Nanaimo, British Columbia, Kanada | 5 | 00 | ... | 3,42* |
| Sitka, Alaska, USA | 0 | 07 | 2,35 | 3,02* |
| Soluppgång, Cook Bay Alaska, USA | 6 | 15 | 9,24 | 10,16 |
| Honolulu, st. Hawaii, USA | 3 | 41 | 0,37 | 0,58* |
| Papeete, ungefär. Tahiti, Franska Polynesien | ... | ... | 0,24 | 0,33 |
| Darwin, Australien | 5 | 00 | 4,39 | 6,19 |
| Melbourne, Australien | 2 | 10 | 0,52 | 0,58 |
| Rangoon, Myanmar | 4 | 26 | 3,90 | 4,97 |
| Zanzibar, Tanzania | 3 | 28 | 2,47 | 3,63 |
| Kapstaden, Sydafrika | 2 | 55 | 0,98 | 1,31 |
| Gibraltar, Vlad. Storbritannien | 1 | 27 | 0,70 | 0,94 |
| Granville, Frankrike | 5 | 45 | 8,69 | 12,26 |
| Lit, Storbritannien | 2 | 08 | 3,72 | 4,91 |
| London, Storbritannien | 1 | 18 | 5,67 | 6,56 |
| Dover, Storbritannien | 11 | 06 | 4,42 | 5,67 |
| Avonmouth, Storbritannien | 6 | 39 | 9,48 | 12,32 |
| Ramsey, åh. Maine, Storbritannien | 10 | 55 | 5,25 | 7,17 |
| Oslo, Norge | 5 | 26 | 0,30 | 0,33 |
| Hamburg, Tyskland | 4 | 40 | 2,23 | 2,38 |
| * Daglig amplitud av tidvattnet. | ||||
Litteratur:
V.V. Shuleikin Havets fysik. M., 1968
Harvey J. Atmosfär och hav. M., 1982
Drake C., Imbrie J., Knaus J., Turekian K. Havet i sig och för oss. M., 1982
© Vladimir Kalanov,
"Kunskap är makt".
Fenomenet tidvatten till havs har uppmärksammats sedan urminnes tider. Herodotus skrev om tidvatten redan på 500-talet f.Kr. Under lång tid kunde människor inte förstå tidvattnets natur. Olika fantastiska antaganden har gjorts, som att jorden andas. Till och med den berömda vetenskapsmannen (1571-1630), som upptäckte lagarna för planetrörelser, ansåg ebb och flod som ett resultat ... av planetens andning.
Den franske matematikern och filosofen (1596-1650) var den första bland europeiska vetenskapsmän som påpekade sambandet mellan tidvatten och, men förstod inte vad detta samband var. Därför gav han en så långt ifrån sanningen förklaring av tidvattenfenomenet: Månen, som kretsar runt jorden, trycker på vattnet och tvingar det att gå ner.
Gradvis kom forskare på detta, måste jag säga, svåra problem, och man fann att tidvatten är en konsekvens av påverkan av månens gravitationskrafter och (i mindre grad) Solen på havsytan.
Inom oceanologi ges följande definition: rytmiska stigningar och fall av vatten, såväl som deras åtföljande strömmar, kallas ebb och flod.
Hög- och lågvatten förekommer inte bara i havet utan också i atmosfären och jordskorpan. Höjning skorpaär mycket obetydliga, därför kan de endast bestämmas med speciella instrument. En annan sak är vattenytan. Vattenpartiklar rör sig och när de får acceleration från månen närmar de sig den ojämförligt mer än jorden. Därför, på den sida som är vänd mot månen, stiger vattnet upp och bildar en krök, en slags vattenpuckel på havets yta. När jorden roterar runt sin axel, rör sig denna vattenrygg längs havets yta efter.
I teorin är även avlägsna stjärnor involverade i bildandet av tidvatten. Men detta förblir en rent teoretisk premiss, eftersom stjärnornas effekt är försumbar och kan försummas. Mer exakt, till och med, det kan inte försummas, eftersom det inte finns något att försumma. Solens inflytande på havsytan är 3-4 gånger svagare än månens inflytande på grund av stjärnans stora avstånd. Kraftfulla månens tidvatten maskerar solens gravitationskraft, så det finns inga soltidvatten som sådan.
Yttersta positionen för vattennivån vid slutet av tidvattnet kallas full av vatten, och i slutet av lågvatten - lågt vatten.
Två fotografier tagna från samma punkt vid ögonblick av lågt och högt vatten,
ge en uppfattning om fluktuationer i tidvattennivån.
Om vi börjar observera tidvattnet vid tidpunkten för högvatten, kommer vi att se att om 6 timmar kommer den lägsta vattennivån. Därefter börjar tidvattnet igen, vilket också fortsätter i 6 timmar tills den högsta nivån nås. Nästa högvatten kommer 24 timmar efter starten av vår observation.
Men detta kommer bara att ske vid idealiska, teoretiska förhållanden. I verkligheten är det under dagen ett fullt och ett lågvatten - och då kallas tidvattnet dagligen. Eller så kan det hända i två tidvattencykler. I det här fallet talar vi om en halvdaglig tidvatten.
Den dagliga tidvattnet varar inte 24 timmar, utan 50 minuter längre. Följaktligen varar det halvdagliga tidvattnet 12 timmar och 25 minuter.
Världens hav domineras av halvdagliga tidvatten. Detta förklaras av jordens rotation runt sin axel. Tidvattnet, som en enorm mjuk våglängd på många hundra kilometer, sprider sig över hela världshavets yta. Perioden för förekomsten av en sådan våg fluktuerar på varje plats i havet från en halv dag till en dag. På grundval av frekvensen av uppkomsten av tidvatten särskiljs de som dagliga och halvdagliga.
Under full omsättning Månen rör sig runt sin axel med cirka 13 grader över himlen. För att "komma ikapp" med månen tar flodvågen bara 50 minuter. Det betyder att tiden för ankomsten av fullt vatten på samma plats i havet hela tiden förändras i förhållande till tiden på dygnet. Så om det idag var fullt vatten vid middagstid, så kommer det i morgon att vara 12 timmar 50 minuter och i övermorgon - 13 timmar 40 minuter.
I det öppna havet, där flodvågen inte möter motstånd från kontinenter, öar, ojämn botten och kustlinje, sker mestadels regelbundna halvdagliga tidvatten. Tidvattenvågor i det öppna havet är osynliga, där deras höjd inte överstiger en meter.
I full kraft manifesterar tidvattnet sig på den öppna kusten av havet, där under tiotals och hundratals mil, inga öar eller skarpa kurvor av kustlinjen är synliga.
När solen och månen är placerade på samma linje på ena sidan av jorden, ökar attraktionskraften för båda armaturerna, så att säga. Detta händer två gånger under en månmånad - på en nymåne eller en fullmåne. Denna position av armaturerna kallas syzygy, och tidvattnet som kommer på dessa dagar kallas. Syzygy tidvatten är de högsta och mest kraftfulla tidvatten. Däremot kallas de lägsta tidvatten.
Det bör noteras att nivån av syzygy tidvatten på samma plats inte alltid är densamma. Anledningen är densamma: Månens rörelse runt - jorden och jorden - runt solen. Låt oss inte glömma att månens bana runt jorden inte är en cirkel, utan en ellips som skapar en ganska påtaglig skillnad mellan månens perigeum och apogeum - 42 tusen km. Om månen under syzygy är i perigeum, det vill säga på det minsta avståndet från jorden, kommer detta att orsaka en hög flodvåg. Tja, om jorden under samma period, som rör sig i sin elliptiska bana runt solen, är på det minsta avståndet från den (och även tillfälligheter inträffar ibland), kommer ebb och flöde att nå maximalt värde.
Här är några exempel som visar den maximala höjden som havsvatten når utvalda platser jordklotet (i meter):
namn |
Plats |
Högvatten (m) |
Mezenbukten i Vita havet | ||
Coloradoflodens mynning | ||
Penzhinskaya-bukten vid Okhotskhavet | ||
Seoul River Mynning | Sydkorea | |
Mynningen av Fitzroy River | Australien | |
Grenville | ||
Coxoakflodens mynning | ||
Gallegas hamn | Argentina | |
Bay of Fundy |
Vid högvatten stiger vatten från olika hastighet... Tidvattnets natur är starkt beroende av havsbottens lutningsvinkel. Vid branta bankar stiger vattnet till en början långsamt - 8-10 millimeter per minut. Sedan ökar tidvattnet och blir som högst mot halvvattenläget. Sedan saktar den ner till läget för den övre tidvattengränsen. Dynamiken i ebbvatten liknar dynamiken i tidvattnet. Men tidvattnet ser helt annorlunda ut på breda stränder. Här stiger vattennivån mycket snabbt och åtföljs ibland av en hög flodvåg som forsar snabbt längs grunden. De som gapar på sådana stränder ska inte förvänta sig något gott i dessa fall. Havselementet vet inte hur man skämtar.
I de inre haven, inhägnade från resten av havet av smala och grunda vindlande sund eller kluster av små öar, kommer tidvatten med knappt märkbara amplituder. Vi ser detta i exemplet med Östersjön, tillförlitligt stängd från tidvattnet av grunda danska sund. Den teoretiska höjden av tidvattnet i Östersjön är 10 centimeter. Men dessa tidvatten är osynliga för ögat, de är dolda av fluktuationer i vattennivån från vinden eller från förändringar i atmosfärstrycket.
Det är känt att i St. Petersburg finns det frekventa översvämningar, ibland mycket kraftiga. Låt oss komma ihåg hur ljust och sanningsenligt den store ryske poeten A.S. Pusjkin. Lyckligtvis har översvämningar av sådan kraft i St. Petersburg inget med tidvattnet att göra. Dessa översvämningar orsakas av cyklonvindar, som avsevärt höjer vattennivån med 4–5 meter i östra delen av Finska viken och i Neva.
Havets tidvatten påverkas ännu mindre av Svarta och Azovs innanhav, samt Egeiska havet och Medelhavet. I Azovhavet, anslutet till Svarta havet av det smala Kerchsundet, är tidvattnets amplitud nära noll. I Svarta havet når fluktuationer i vattennivån under påverkan av tidvatten inte ens 10 centimeter.
Omvänt, i vikar och smala vikar som har fri kommunikation med havet når tidvattnet betydande nivåer. När de fritt kommer in i viken, rusar tidvattenmassorna fram, och eftersom de inte finner någon väg ut bland de smalnande stränderna, stiger de upp och svämmar över landet över ett stort område.
Under havsvatten observeras ett farligt fenomen i flodmynningarna i vissa floder, som kallas bor... Flöde havsvatten, som går in i flodbädden och möter flodströmmen, bildar ett kraftfullt skumigt schakt, som reser sig upp som en vägg och rör sig snabbt mot flodens flöde. På sin väg eroderar skogen bankerna och kan förstöra och sänka vilket fartyg som helst om det ligger i flodens kanal.
På den största floden Sydamerika I Amazonas färdas en kraftfull flodvåg 5-6 meter hög med en hastighet av 40-45 km/h på ett avstånd på upp till ett och ett halvt tusen kilometer från munnen.
Ibland stoppar flodvågor flödet av floder och vänder det till och med i motsatt riktning.
På Rysslands territorium upplevs bor av liten höjd av floderna som rinner ut i Mezenbukten i Vita havet.
För att använda energin från tidvatten i vissa länder, inklusive Ryssland, har tidvattenkraftverk byggts. Det första tidvattenkraftverket, byggt i Kislogubskaya-bukten i Vita havet, hade en kapacitet på endast 800 kilowatt. Därefter designades TPP med en kapacitet på tiotals och hundratusentals kilowatt. Detta innebär att värmevallningar börjar verka till förmån för personen.
Och sist, men globalt viktigt, om tidvatten. Tidvattenströmmar möter motstånd från kontinenter, öar och havsbotten. Vissa forskare tror att som ett resultat av friktionen av vattenmassor mot dessa hinder, saktar jordens rotation runt sin axel ner. Vid första anblicken är denna nedgång ganska obetydlig. Beräkningar har visat att under hela vår tideräkning, det vill säga över 2000 år, blev dagen på jorden 0,035 sekunder längre. Men vad baserades beräkningen på?
Det visar sig att det finns bevis, om än indirekta, att rotationen av vår planet saktar ner. Den engelska vetenskapsmannen D. Wells studerade de utdöda korallerna från devonperioden och fann att antalet dygnsväxtringar är 400 gånger fler än de årliga. Inom astronomi erkänns teorin om stabilitet för planetrörelser, enligt vilken årets längd förblir praktiskt taget oförändrad.
Det visar sig att under devonperioden, det vill säga för 380 miljoner år sedan, bestod ett år av 400 dagar. Följaktligen hade dagen då en längd på 21 timmar 42 minuter.
Om D. Wells inte tog fel när han beräknade forntida korallers dagsringar, och om resten av beräkningarna stämmer, så går allt till det faktum att det inte kommer att gå omkring 12-13 miljarder år, eftersom jordens dag kommer att bli lika i varaktighet månvarv... Och sen då? Då kommer vår jord ständigt att vara vänd mot ena sidan av månen, som för närvarande är fallet med månen i förhållande till jorden. Vattenökningen kommer att stabiliseras på ena sidan av jorden, tidvattnet kommer att upphöra att existera och tidvattnet från solen är för svagt för att kännas.
Vi ger våra läsare en möjlighet att självständigt bedöma denna ganska exotiska hypotes.
© Vladimir Kalanov,
"Kunskap är makt"
Den brittiske fotografen Michael Marten har skapat en serie originalbilder som fångar Storbritanniens kust från samma vinklar, men i annan tid... Det ena skottet vid högvatten och det andra vid lågvatten.
Det visade sig mycket ovanligt, men positiva recensioner om projektet, bokstavligen tvingade författaren att börja ge ut boken. Boken, med titeln "Sea Change", släpptes i augusti i år och släpptes på två språk. Det tog Michael Marten ungefär åtta år att skapa sin imponerande bildserie. Tiden mellan hög- och lågvatten är i genomsnitt lite mer än sex timmar. Därför måste Michael dröja kvar på varje plats längre än bara några få klick på slutaren.
1. Idén om att skapa en serie sådana verk kläcktes av författaren under lång tid. Han letade efter hur man genomför förändringar i naturen på film, utan mänsklig påverkan. Och jag hittade den av en slump, i en av de skotska byarna vid havet, där jag tillbringade hela dagen och fann tiden för ebb och flod.
3. Periodiska fluktuationer i vattennivån (stiger och sjunker) i vattenområden på jorden kallas ebb och flod.
Den högsta vattennivån som observerats under en dag eller en halv dag under högvatten kallas fullt vatten, den lägsta nivån vid lågvatten kallas lågvatten, och i det ögonblick som dessa gränsnivåer nås är ställningen (eller etappen) av högvatten eller lågvatten. Genomsnittlig nivå havet - ett konventionellt värde, över vilket nivåmärkena är belägna under högvatten och under - under lågvatten. Detta är resultatet av ett genomsnitt av stora serier av brådskande observationer.
Vertikala fluktuationer i vattenståndet vid hög- och lågvatten är förknippade med horisontella rörelser av vattenmassor i förhållande till kusten. Dessa processer kompliceras av vindkraft, flodavrinning och andra faktorer. Horisontella rörelser av vattenmassor i kustzonen kallas tidvattenströmmar (eller tidvattenströmmar), medan vertikala fluktuationer i vattenståndet kallas ebb och flod. Alla fenomen förknippade med ebb och flod kännetecknas av periodicitet. Tidvattenströmmar ändrar periodiskt riktning till motsatt, i motsats till dem, havsströmmar, som rör sig kontinuerligt och enkelriktat, orsakas av atmosfärens allmänna cirkulation och täcker stora områden av det öppna havet.
4. Tidvattnets ebb och flöde växlar cykliskt i enlighet med förändrade astronomiska, hydrologiska och meteorologiska förhållanden. Sekvensen för ebb- och flödesfaserna bestäms av två toppar och två dalar i dygnscykeln.
5. Även om solen spelar en väsentlig roll i tidvattenprocesser, är den avgörande faktorn för deras utveckling kraften i månens gravitationsattraktion. Graden av påverkan av tidvattenkrafter på varje vattenpartikel, oavsett dess placering på jordens yta, bestäms av lagen universell gravitation Newton.
Denna lag säger att två materialpartiklar attraheras till varandra med en kraft som är direkt proportionell mot produkten av massorna av båda partiklarna och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan dem. Det är underförstått att ju mer massa kropparna är, desto större kraft av ömsesidig attraktion uppstår mellan dem (vid samma täthet kommer en mindre kropp att skapa mindre attraktion än en större).
6. Lagen innebär också att ju större avståndet är mellan två kroppar, desto mindre attraktion mellan dem. Eftersom denna kraft är omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan två kroppar, spelar avståndsfaktorn en mycket större roll för att bestämma tidvattenkraftens storlek än kroppsmassorna.
Jordens gravitationsattraktion, som verkar på månen och håller den i omloppsbana nära jorden, är motsatt till jordens gravitation av månen, som försöker förskjuta jorden mot månen och "lyfter" alla objekt på jorden i riktningen av månen.
Punkten på jordens yta som ligger direkt under månen är bara 6400 km från jordens centrum och i genomsnitt 386 063 km från månens centrum. Dessutom är jordens massa 81,3 gånger månens. Således, vid denna punkt på jordens yta, är jordens gravitation som verkar på alla föremål ungefär 300 tusen gånger större än månens.
7. Det är en allmän uppfattning att vatten på jorden, som ligger direkt under månen, stiger i riktning mot månen, vilket leder till ett utflöde av vatten från andra platser på jordens yta, eftersom månens attraktion är så liten jämfört med jordens, skulle det inte räcka för att lyfta en så enorm vikt.
Stilla hav, hav och stora sjöar på jorden, som är stor flytande kropparär fria att röra sig under kraften av sidoförskjutning, och varje lätt tendens till sidoförskjutning sätter dem i rörelse. Allt vatten som inte är direkt under månen är föremål för verkan av komponenten av månens gravitationskraft, riktad tangentiellt (tangentiellt) mot jordens yta, såväl som dess komponent riktad utåt, och är föremål för horisontell förskjutning i förhållande till fast jordskorpa.
Som ett resultat av detta sker ett flöde av vatten från de intilliggande områdena av jordytan mot en plats under månen. Den resulterande ansamlingen av vatten vid en punkt under månen skapar ett tidvatten där. Den faktiska flodvågen i det öppna havet har en höjd på endast 30–60 cm, men den ökar avsevärt när den närmar sig kontinenternas eller öarnas stränder.
På grund av vattnets rörelse från närliggande regioner mot en punkt under månen uppstår motsvarande ebbvatten vid två andra punkter belägna på ett avstånd lika med en fjärdedel av jordens omkrets. Det är intressant att notera att en minskning av havsnivån vid dessa två punkter åtföljs av en höjning av havsnivån inte bara på den sida av jorden som är vänd mot månen, utan också på den motsatta sidan.
8. Detta faktum förklaras också av Newtons lag. Två eller flera objekt placerade på olika avstånd från samma tyngdkälla och därför, under förutsättning av tyngdacceleration av olika storlek, rör sig i förhållande till varandra, eftersom föremålet närmast tyngdpunkten är starkast attraherad av det.
Vatten vid den sublunära punkten upplever en starkare attraktion till månen än jorden under den, men jorden är i sin tur mer attraherad av månen än vatten på den motsatta sidan av planeten. Därmed uppstår en flodvåg, som kallas framåt på den sida av jorden som är vänd mot månen och bakåt på den motsatta sidan. Den första av dem är bara 5% högre än den andra.
9. På grund av månens rotation i sin bana runt jorden mellan två på varandra följande högvatten eller två lågvatten på en given plats, passerar ungefär 12 timmar och 25 minuter. Intervallet mellan kulminationerna av successiva ebb och flod är ca. 6 timmar 12 minuter Perioden på 24 timmar 50 minuter mellan två på varandra följande tidvatten kallas tidvatten (eller måndagar).
10. Ojämlikheter i tidvattnets storlek. Tidvattenprocesser är mycket komplexa, så det finns många faktorer som måste beaktas för att förstå dem. I vilket fall som helst kommer huvudfunktionerna att bestämmas:
1) tidvattnets utvecklingsstadium i förhållande till månens gång;
2) tidvattnets amplitud och
3) typen av tidvattensvängningar eller formen på kurvan för vattennivåns gång.
Många variationer i tidvattenkrafternas riktning och storlek skapar en skillnad i storleken på morgon- och kvällstidvatten i en given hamn, såväl som mellan samma tidvatten i olika hamnar. Dessa skillnader kallas tidvattenojämlikheter.
Halvdaglig effekt. Vanligtvis, under dagen, på grund av den huvudsakliga tidvattenkraften - jordens rotation runt sin axel - bildas två kompletta tidvattencykler.
11. Sett från sidan Nordpolen ekliptika är det uppenbart att månen roterar runt jorden i samma riktning som jorden roterar runt sin axel - moturs. Med varje efterföljande varv tar denna punkt på jordens yta återigen en position direkt under Månen lite senare än under det föregående varvet. Av denna anledning försenas ebb och flod varje dag med cirka 50 minuter. Detta värde kallas lunar lag.
12. Halvmånaders ojämlikhet. Denna huvudtyp av variation kännetecknas av en periodicitet på cirka 143/4 dagar, som är förknippad med månens rotation runt jorden och dess passage genom successiva faser, i synnerhet syzygier (nymånar och fullmånar), d.v.s. ögonblick då solen, jorden och månen ligger på en rak linje.
Hittills har vi bara sysslat med månens tidvatteneffekt. Solens gravitationsfält verkar också på tidvatten, men även om solens massa är mycket större än månens massa, är avståndet från jorden till solen så mycket större än avståndet till månen att tidvattenkraften på solen är mindre än hälften av månens tidvattenkraft.
13. Men när solen och månen är på samma räta linje, både på samma sida av jorden, och på olika sidor (i nymåne eller fullmåne), läggs krafterna i deras attraktion upp och verkar längs en axel, och soltidvattnet är överlagrat på månen.
14. På samma sätt förstärker solens attraktion ebbvatten som orsakas av månens inflytande. Som ett resultat blir tidvattnet högre och ebbvattnet lägre än om de bara orsakats av månens gravitation. Sådana tidvatten kallas syzygy.
15. När solens och månens gravitationsvektorer är inbördes vinkelräta (under kvadraturer, dvs när månen befinner sig i första eller sista kvartalet), motsätts deras tidvattenkrafter, eftersom tidvattnet som orsakas av solens attraktion överlagras på ebben orsakad av månen.
16. Under sådana förhållanden är tidvattnet inte så högt, och ebbvatten är inte så lågt som om de bara berodde på månens gravitation. Sådana mellanliggande ebb och flod kallas kvadratur.
17. Omfånget av höjder av hög- och lågvatten är i detta fall reducerat med ungefär tre gånger jämfört med det syzygy tidvattnet.
18. Lunar parallax ojämlikhet. Perioden för fluktuationer i tidvattnets höjder, som härrör från månparallaxen, är 271/2 dagar. Anledningen till denna ojämlikhet är förändringen i månens avstånd från jorden under den senares rotation. På grund av den elliptiska formen på månbanan är månens tidvattenkraft vid perigeum 40 % högre än vid apogeum.
Daglig ojämlikhet. Perioden för denna ojämlikhet är 24 timmar 50 minuter. Orsakerna till dess förekomst är jordens rotation runt sin axel och förändringen i månens deklination. När månen är nära himmelska ekvatorn, två högvatten på en viss dag (liksom två lågvatten) skiljer sig något åt, och höjderna på morgonen och kvällens fulla och låga vatten är mycket nära. Men när månens nord- eller syddeklination ökar, skiljer sig morgon- och kvällstidvatten av samma typ i höjd, och när månen når sin högsta nord- eller syddeklination är denna skillnad störst.
19. Tropiska tidvatten är också kända, så kallade eftersom månen är belägen nästan över de norra eller södra tropikerna.
Den dagliga ojämlikheten påverkar inte nämnvärt höjderna av två på varandra följande lågvatten i Atlanten, och även dess effekt på tidvattenhöjder är liten jämfört med den totala amplituden av fluktuationer. Dock i Stilla havet dygnsmässiga ojämnheter manifesteras i ebbnivåer tre gånger starkare än i tidvattennivåer.
Halvårsvis ojämlikhet. Det orsakas av jordens rotation runt solen och en motsvarande förändring i solens deklination. Två gånger om året under flera dagar under dagjämningarna befinner sig Solen nära himmelsekvatorn, d.v.s. dess deklination är nära 0. Månen är också belägen nära den himmelska ekvatorn under ungefär en dag varje halv månad. Sålunda, under dagjämningarna, finns det perioder då deklinationen för både solen och månen är ungefär 0. Den totala tidvatteneffekten av attraktionen av dessa två kroppar vid sådana ögonblick manifesteras mest märkbart i regioner som ligger nära jordens ekvator. Om samtidigt Månen är i fasen av en nymåne eller en fullmåne, den sk. dagjämning syzygy tidvatten.
20. Solar parallax ojämlikhet. Perioden för denna ojämlikhet är ett år. Det orsakas av förändringen i avståndet från jorden till solen under jordens omloppsrörelse. En gång för varje varv runt jorden är månen på det kortaste avståndet från den vid perigeum. En gång om året, runt den 2 januari, når jorden, som rör sig i sin omloppsbana, också den punkt där solen är närmast solen (perihel). När dessa två ögonblick av närmast närmande sammanfaller, orsakar den största totala tidvattenkraften, mer höga nivåer tidvatten och mer låga nivåer ebbvatten. På samma sätt, om passagen av aphelion sammanfaller med apogeum, mindre högvatten och grunt tidvatten.
21. Tidvattens största amplituder. Världens högsta tidvatten inträffar med starka strömmar i Minasbukten i Fundybukten. Tidvattensvängningarna här kännetecknas av ett normalt förlopp med en halvdaglig period. Vattennivån under högvatten stiger ofta med mer än 12 m på sex timmar och sjunker sedan lika mycket under de kommande sex timmarna. När effekten av syzygy tidvatten, månens position vid perigeum och månens maximala deklination faller på en dag, kan tidvattnet nå 15 m. toppen av viken. Orsakerna till tidvattnet, vara föremål ständiga studier under många århundraden, hänvisar till de problem som har gett upphov till många motstridiga teorier även under relativt senare tid
22. Charles Darwin skrev 1911: ”Det finns ingen anledning att söka antik litteratur för de groteska teorierna om tidvatten”. Men sjömän klarar av att mäta sin höjd och använda tidvattens möjligheter utan att veta de verkliga orsakerna till att de inträffade.
Jag tror att vi inte heller behöver bry oss särskilt om orsakerna till uppkomsten av tidvatten. Baserat på långtidsobservationer beräknas speciella tabeller för varje punkt i jordens vattenområde, som indikerar tiden för högt och lågt vatten för varje dag. Jag planerar min resa till till exempel Egypten, som bara är känt för sina grunda laguner, men försök gissa i förväg så att fullt vatten faller under första halvan av dagen, vilket gör att mest dagsljus för att rida fullt ut.
En annan tidvattenrelaterad fråga av intresse för kitern är förhållandet mellan vind- och vattennivåfluktuationer.
23. Folkomen hävdar att vid högvatten ökar vinden och vid lågvatten tvärtom surnar.
Vindens inverkan på tidvattenfenomen är mer förståelig. Vinden från havet driver vattnet mot kusten, tidvattenhöjden ökar över det normala och vid lågvatten överstiger vattenståndet också medelvärdet. Tvärtom, när vinden blåser från land drivs vattnet bort från kusten och havsnivån sjunker.
24. Den andra mekanismen verkar genom att öka atmosfärstrycket över ett stort område, en minskning av vattennivån inträffar när atmosfärens överlagrade vikt läggs till. När atmosfärstrycket stiger med 25 mm Hg. Art., vattennivån sjunker med ca 33 cm Zon högt tryck eller anticyklon brukar kallas bra väder, men inte för en kiter. Lugnt i mitten av anticyklonen. En minskning av atmosfärstrycket orsakar en motsvarande ökning av vattennivån. Följaktligen kan ett kraftigt fall i atmosfärstrycket i kombination med orkanvindar orsaka en märkbar höjning av vattennivån. Sådana vågor, även om de kallas tidvattenvågor, är faktiskt inte förknippade med påverkan av tidvattenkrafter och har inte den periodicitet som är karakteristisk för tidvattenfenomen.
Men det är fullt möjligt att lågvatten också kan påverka vinden, till exempel leder en minskning av vattennivån i kustlaguner till en större uppvärmning av vattnet och som en konsekvens av att temperaturskillnaden mellan kylan minskar. havet och det uppvärmda landet, vilket försvagar briseffekten.
