Ryhmän N-30 opiskelija

Tsvetkov E.N.

Tarkistettu:

Petrova I.F.

Moskova, 2003

Pääosa…………………………………………………….
Määritelmä..……………......……………………………...
Ilmiön ydin……………………………………………………………
Muutos ajan myötä……………………………………………………………
Jakauma ja ilmentymisen laajuus…………………
Myytit ja legendat ……………………………………………….
Tutkimuksen historia…………………………………………………………
Ympäristövaikutukset……………………………………
Vaikutus taloudelliseen toimintaan……………………
Ihmisen vaikutus tähän prosessiin…………………….
Mahdollisuus ennustaa ja hallita…………….
Bibliografia………………………………………………..

Määritelmä.

Ebbs ja virtaukset, säännölliset vedenpinnan vaihtelut (nousut ja laskut) maan vesialueilla, jotka aiheutuvat Kuun ja Auringon vetovoimasta, joka vaikuttaa pyörivään Maahan. Kaikki suuret vesialueet, mukaan lukien valtameret, meret ja järvet, ovat jossain määrin alttiina vuorovedelle, vaikka järvissä ne ovat pieniä.

Vuoroveden aikana havaittua korkeinta vedenkorkeutta vuorokauden tai puolen päivän aikana kutsutaan korkeaksi vedeksi, laskuveden alin tasoa kutsutaan matalaksi, ja hetkeä, jolloin nämä enimmäistasomerkit saavutetaan, kutsutaan nousun seisomiseksi (tai vaiheeksi). vuorovesi tai laskuvesi, vastaavasti. Keskimääräinen merenpinta on ehdollinen arvo, jonka yläpuolella korkeusmerkit sijaitsevat nousuveden aikana ja jonka alapuolella laskuveden aikana. Tämä on tulosta suurten kiireellisten havaintojen keskiarvon laskemisesta. Keskimääräinen nousuvesi (tai laskuvesi) on keskiarvo, joka on laskettu suuresta korkean tai matalan vedenpinnan tietojen sarjasta. Molemmat keskitasot on sidottu paikalliseen jalkatankoon.

Vedenpinnan pystysuorat vaihtelut nousu- ja laskuveden aikana liittyvät vesimassojen vaakasuoraan liikkeeseen suhteessa rantaan. Näitä prosesseja vaikeuttavat tuulen nousu, jokien valuma ja muut tekijät. Vesimassojen vaakasuuntaisia ​​liikkeitä rannikkovyöhykkeellä kutsutaan vuorovesivirroiksi (tai vuorovesivirroiksi), kun taas vedenpinnan pystysuuntaisia ​​vaihteluita kutsutaan vuorovesivirroiksi. Kaikille laskuihin ja virtauksiin liittyville ilmiöille on ominaista jaksollisuus. Vuorovesivirrat vaihtavat ajoittain suuntaa, kun taas valtamerivirrat, jotka liikkuvat jatkuvasti ja yksisuuntaisesti, määräytyvät ilmakehän yleisestä kierrosta ja kattavat suuria alueita avomerestä.

Siirtymäjaksojen aikana nousuvedestä laskuveden ja päinvastoin on vaikea määrittää vuorovesivirran suuntausta. Tänä aikana (joka ei aina tapahdu nousuveden tai laskuveden kanssa) veden sanotaan "pysähdyttävän".

Nousu- ja laskuvedet vuorottelevat syklisesti muuttuvien tähtitieteellisten, hydrologisten ja meteorologisten olosuhteiden mukaan. Vuorovesivaiheiden järjestys määräytyy päivittäisen syklin kahdella maksimilla ja kahdella minimillä.

15. lokakuuta 2012

Brittivalokuvaaja Michael Marten loi sarjan alkuperäisiä valokuvia, joissa vangittiin Britannian rannikko samoista kulmista, mutta eri aikoina. Yksi laukaus nousuveden ja yksi laskuveden aikaan.

Se osoittautui melko epätavalliseksi, ja positiiviset arviot projektista pakottivat kirjailijan kirjaimellisesti aloittamaan kirjan julkaisemisen. Kirja nimeltä "Sea Change" julkaistiin tämän vuoden elokuussa ja se julkaistiin kahdella kielellä. Michael Martenilla kesti noin kahdeksan vuotta luoda vaikuttava valokuvasarja. Korkean ja matalan veden välinen aika on keskimäärin hieman yli kuusi tuntia. Siksi Michaelin täytyy viipyä kussakin paikassa pidempään kuin vain muutaman suljinnapsautuksen ajan. Kirjoittaja oli pitkään vaalinut ajatusta sarjan luomisesta tällaisia ​​töitä. Hän etsi, miten luonnonmuutokset voidaan toteuttaa elokuvalla ilman ihmisen vaikutusta. Ja löysin sen sattumalta yhdestä Skotlannin rannikkokylistä, missä vietin koko päivän ja sain kiinni nousu- ja laskuveden ajan.

Vedenpinnan säännöllisiä vaihteluita (nousuja ja laskuja) maapallon vesialueilla kutsutaan vuorovedeksi.

Vuoroveden aikana havaittua korkeinta vedenkorkeutta vuorokauden tai puolen päivän aikana kutsutaan korkeaksi vedeksi, laskuveden alin tasoa kutsutaan matalaksi, ja hetkeä, jolloin nämä enimmäistasomerkit saavutetaan, kutsutaan nousun seisomiseksi (tai vaiheeksi). vuorovesi tai laskuvesi, vastaavasti. Keskimääräinen merenpinta on ehdollinen arvo, jonka yläpuolella korkeusmerkit sijaitsevat nousuveden aikana ja jonka alapuolella laskuveden aikana. Tämä on tulosta suurten kiireellisten havaintojen keskiarvon laskemisesta.

Vedenpinnan pystysuorat vaihtelut nousu- ja laskuveden aikana liittyvät vesimassojen vaakasuoraan liikkeeseen suhteessa rantaan. Näitä prosesseja vaikeuttavat tuulen nousu, jokien valuma ja muut tekijät. Vesimassojen vaakasuuntaisia ​​liikkeitä rannikkovyöhykkeellä kutsutaan vuorovesivirroiksi (tai vuorovesivirroiksi), kun taas vedenpinnan pystysuuntaisia ​​vaihteluita kutsutaan vuorovesivirroiksi. Kaikille laskuihin ja virtauksiin liittyville ilmiöille on ominaista jaksollisuus. Vuorovesivirrat muuttavat ajoittain suuntaa vastakkaiseen suuntaan, sitä vastoin jatkuvasti ja yksisuuntaisesti liikkuvat valtamerivirrat ovat ilmakehän yleisen kierron aiheuttamia ja kattavat suuria alueita avomerestä.

Nousu- ja laskuvedet vuorottelevat syklisesti muuttuvien tähtitieteellisten, hydrologisten ja meteorologisten olosuhteiden mukaan. Vuorovesivaiheiden järjestys määräytyy päivittäisen syklin kahdella maksimilla ja kahdella minimillä.

Vaikka Auringolla on merkittävä rooli vuorovesiprosesseissa, ratkaiseva tekijä niiden kehityksessä on Kuun vetovoima. Vuorovesivoimien vaikutuksen aste jokaiseen vesihiukkaseen, riippumatta sen sijainnista maan pinnalla, määräytyy Newtonin yleisen gravitaatiolain mukaan.

Tämä laki sanoo, että kaksi materiaalihiukkasta vetävät toisiaan puoleensa voimalla, joka on suoraan verrannollinen molempien hiukkasten massojen tuloon ja kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön. Ymmärretään, että mitä suurempi kappaleiden massa, sitä suurempi keskinäinen vetovoima niiden välillä syntyy (samalla tiheydellä pienempi kappale luo vähemmän vetovoimaa kuin suurempi).

Laki tarkoittaa myös sitä, että mitä suurempi etäisyys kahden kappaleen välillä on, sitä vähemmän vetovoimaa niiden välillä on. Koska tämä voima on kääntäen verrannollinen kahden kappaleen välisen etäisyyden neliöön, etäisyystekijällä on paljon suurempi rooli vuorovesivoiman suuruuden määrittämisessä kuin kappaleiden massoilla.

Maan vetovoima, joka vaikuttaa Kuuhun ja pitää sen lähellä Maata kiertoradalla, on päinvastainen kuin Kuun vetovoima, joka pyrkii liikuttamaan Maata kohti Kuuta ja "nostaa" kaikkia siellä olevia esineitä. maan päällä Kuun suunnassa.

Maan pinnan piste, joka sijaitsee suoraan Kuun alapuolella, on vain 6 400 km:n päässä Maan keskustasta ja keskimäärin 386 063 km:n päässä Kuun keskustasta. Lisäksi Maan massa on 81,3 kertaa Kuun massa. Siten tässä kohdassa maan pinnalla Maan painovoima, joka vaikuttaa mihin tahansa esineeseen, on noin 300 tuhatta kertaa suurempi kuin Kuun painovoima.

On yleinen ajatus, että vesi maapallolla suoraan Kuun alapuolella nousee Kuun suuntaan, jolloin vesi virtaa pois muista paikoista maan pinnalla, mutta koska Kuun painovoima on niin pieni verrattuna Maahan, se ei riittää nostamaan niin paljon vettä. valtava paino.
Maan valtameret, meret ja suuret järvet ovat kuitenkin suuria nestemäisiä kappaleita, jotka voivat liikkua vapaasti sivuttaissiirtymävoimien vaikutuksesta, ja pienikin taipumus liikkua vaakasuunnassa saa ne liikkeelle. Kaikki vedet, jotka eivät ole suoraan Kuun alla, ovat alttiita kuun vetovoiman komponentin vaikutukselle, joka on suunnattu tangentiaalisesti (tangentiaalisesti) maan pintaan, sekä sen komponentin, joka on suunnattu ulospäin, ja ovat alttiina vaakasuoralle siirtymälle suhteessa kiinteään aineeseen. maankuorta.

Tämän seurauksena vesi virtaa maan pinnan viereisiltä alueilta kohti Kuun alla sijaitsevaa paikkaa. Tuloksena oleva veden kertymä kuun alla muodostaa siellä vuoroveden. Itse hyökyaallon korkeus avomerellä on vain 30-60 cm, mutta se kasvaa merkittävästi lähestyttäessä mantereiden tai saarten rantoja.
Koska vesi liikkuu naapurialueilta kohti Kuun alla olevaa kohtaa, vastaavia vedenpoistoja tapahtuu kahdessa muussa pisteessä, jotka ovat poistuneet siitä etäisyydellä, joka on yhtä suuri kuin neljäsosa Maan ympärystä. On mielenkiintoista huomata, että merenpinnan laskuun näissä kahdessa pisteessä liittyy merenpinnan nousu, ei vain Maan Kuuta päin olevalla puolella, vaan myös vastakkaisella puolella.

Tämän tosiasian selittää myös Newtonin laki. Kaksi tai useampia esineitä, jotka sijaitsevat eri etäisyyksillä samasta painovoiman lähteestä ja jotka siksi altistuvat erisuuruisille painovoiman kiihtyvyydelle, liikkuvat suhteessa toisiinsa, koska painopistettä lähinnä oleva esine vetää voimakkaimmin siihen.

Kuun alaisen pisteen vesi vetää voimakkaammin Kuuta kohti kuin sen alla oleva Maa, mutta Maa puolestaan ​​vetää voimakkaammin Kuuta kohti kuin vesi planeetan vastakkaisella puolella. Siten syntyy hyökyaalto, jota Maan Kuuta päin olevalla puolella kutsutaan suoraksi ja vastakkaisella puolella - käänteiseksi. Ensimmäinen niistä on vain 5 % korkeampi kuin toinen.

Koska Kuu pyörii kiertoradalla Maan ympäri, kahden peräkkäisen nousuveden tai kahden laskuveden välillä tietyssä paikassa kuluu noin 12 tuntia ja 25 minuuttia. Peräkkäisten nousu- ja laskuvesihuippujen välinen aikaväli on n. 6 tuntia 12 minuuttia Kahden peräkkäisen vuoroveden välistä 24 tunnin 50 minuutin ajanjaksoa kutsutaan vuorovesi- (tai kuun) päiväksi.

Vuorovesien epätasa-arvo. Vuorovesiprosessit ovat hyvin monimutkaisia, ja niiden ymmärtämiseksi on otettava huomioon monet tekijät. Joka tapauksessa pääominaisuudet määritetään:
1) vuoroveden kehitysaste suhteessa Kuun kulumiseen;
2) vuoroveden amplitudi ja
3) vuorovesivaihtelun tyyppi tai vedenkorkeuskäyrän muoto.
Vuorovesivoimien suunnan ja suuruuden lukuisat vaihtelut aiheuttavat eroja aamu- ja iltavuorovesien suuruudessa tietyssä satamassa sekä samojen vuorovesien välillä eri satamissa. Näitä eroja kutsutaan vuorovesi-epätasa-arvoiksi.

Puolivuorokausivaikutus. Yleensä päivässä muodostuu kaksi täydellistä vuorovesisykliä suurimman vuorovesivoiman - Maan pyörimisen akselinsa ympäri - vuoksi.

Ekliptiikan pohjoisnavalta katsottuna on selvää, että Kuu pyörii Maan ympäri samaan suuntaan kuin Maa pyörii akselinsa ympäri - vastapäivään. Jokaisella myöhemmällä kierroksella tietty piste maan pinnalla ottaa jälleen aseman suoraan Kuun alla hieman myöhemmin kuin edellisen kierroksen aikana. Tästä syystä sekä vuoroveden lasku että lasku viivästyvät päivittäin noin 50 minuuttia. Tätä arvoa kutsutaan kuun viiveeksi.

Puolen kuukauden eriarvoisuus. Tälle vaihtelun päätyypille on ominaista noin 143/4 päivän jaksollisuus, joka liittyy Kuun kiertoon Maan ympäri ja sen kulkemiseen peräkkäisten vaiheiden, erityisesti syzygioiden (uudet kuut ja täysikuu), eli kuun kiertokulkuun. hetkiä, jolloin aurinko, maa ja kuu ovat samalla suoralla.

Toistaiseksi olemme käsitelleet vain Kuun vuorovesivaikutusta. Auringon gravitaatiokenttä vaikuttaa myös vuorovesiin, mutta vaikka Auringon massa on paljon suurempi kuin Kuun massa, etäisyys maasta Auringon on niin suurempi kuin etäisyys Kuuhun, että vuorovesivoima Auringosta on alle puolet Kuusta.

Kuitenkin, kun aurinko ja kuu ovat samalla suoralla, joko samalla puolella Maata tai vastakkaisilla puolilla (uudenkuun tai täysikuun aikana), niiden gravitaatiovoimat summautuvat ja vaikuttavat samalla akselilla. auringon vuorovesi on päällekkäin kuun vuoroveden kanssa.

Samoin Auringon vetovoima lisää Kuun vaikutuksen aiheuttamaa aallonpohjaa. Tämän seurauksena vuorovedet nousevat ja vuorovedet pienemmät kuin jos ne olisivat aiheutuneet vain Kuun painovoimasta. Tällaisia ​​vuorovesiä kutsutaan kevätvuorovediksi.

Kun Auringon ja Kuun gravitaatiovoimavektorit ovat keskenään kohtisuorassa (kvadratuurien aikana, eli kun Kuu on ensimmäisellä tai viimeisellä neljänneksellä), niiden vuorovesivoimat ovat vastakkaisia, koska Auringon vetovoiman aiheuttama vuorovesi on päällekkäin Kuun aiheuttama aallokko.

Tällaisissa olosuhteissa vuorovedet eivät ole niin korkeita eivätkä vuorovedet niin matalia kuin jos ne johtuisivat vain Kuun painovoimasta. Tällaisia ​​välilaskuja ja -virtoja kutsutaan kvadratuuriksi.

Korkean ja matalan veden merkkien vaihteluväli pienenee tässä tapauksessa noin kolme kertaa kevään vuorovesiin verrattuna.

Kuun parallaktinen epätasa-arvo. Vuorovesikorkeuksien vaihtelujakso, joka johtuu kuun parallaksista, on 271/2 päivää. Syynä tähän epätasa-arvoon on Kuun etäisyyden muutos Maasta sen pyörimisen aikana. Kuun kiertoradan elliptisen muodon vuoksi Kuun vuorovesivoima perigeessa on 40 % suurempi kuin apogeessa.

Päivittäinen eriarvoisuus. Tämän epätasa-arvon jakso on 24 tuntia 50 minuuttia. Syyt sen esiintymiseen ovat Maan pyöriminen akselinsa ympäri ja Kuun kulman muutos. Kun Kuu on lähellä taivaan päiväntasaajaa, tietyn päivän kaksi nousuvedtä (sekä kaksi laskuvedtä) eroavat hieman toisistaan, ja aamun ja illan ylä- ja alavesien korkeudet ovat hyvin lähellä. Kuitenkin kuun pohjoisen tai etelän deklinaation kasvaessa samantyyppisten aamu- ja iltavesien korkeus eroaa, ja kun Kuu saavuttaa suurimman pohjoisen tai etelän deklinaationsa, tämä ero on suurin.

Trooppiset vuorovedet tunnetaan myös, koska Kuu on melkein pohjoisen tai eteläisen tropiikin yläpuolella.

Vuorokauden epätasa-arvo ei merkittävästi vaikuta Atlantin valtameren kahden peräkkäisen laskuveden korkeuksiin, ja jopa sen vaikutus vuoroveden korkeuksiin on pieni verrattuna vaihtelujen kokonaisamplitudiin. Tyynellämerellä vuorokausivaihtelu on kuitenkin kolme kertaa suurempi laskuveden tasoilla kuin nousuveden tasoilla.

Puolivuotinen eriarvoisuus. Syynä on Maan kierros Auringon ympäri ja vastaava muutos Auringon deklinaatiossa. Aurinko on kahdesti vuodessa useana päivänä päiväntasauksen aikana lähellä taivaan päiväntasaajaa, ts. sen deklinaatio on lähellä nollaa. Kuu on myös lähellä taivaallista päiväntasaajaa noin yhden päivän puolen kuukauden välein. Näin ollen päiväntasausten aikana on jaksoja, jolloin sekä Auringon että Kuun deklinaatiot ovat suunnilleen yhtä suuria kuin 0. Näiden kahden kappaleen vetovoiman kokonaisvuorovesivaikutus tällaisina hetkinä on huomattavin alueilla, jotka sijaitsevat lähellä maan päiväntasaajaa. Jos Kuu on samaan aikaan uudenkuun tai täysikuun vaiheessa, ns. kevätpäiväntasauksen vuorovesi.

Auringon parallaksien epätasa-arvo. Tämän eriarvoisuuden ilmentymisaika on yksi vuosi. Sen syy on etäisyyden muutos Maan ja Auringon välillä Maan kiertoradalla. Kerran jokaisella kierroksella Maan ympärillä Kuu on lyhimmällä etäisyydellä siitä perigeessa. Kerran vuodessa, tammikuun 2. päivän paikkeilla, maapallo, joka liikkuu kiertoradalla, saavuttaa myös lähimmän lähestymispisteen Aurinkoa (perihelion). Kun nämä kaksi lähimmän lähestymisen hetkiä osuvat samaan aikaan, mikä aiheuttaa suurimman nettovesivoiman, voidaan odottaa korkeampia vuorovesitasoja ja alhaisempia vuorovesitasoja. Samoin, jos aphelionin kulku osuu apogeen kanssa, tapahtuu alempia vuorovesi- ja matalampia vuorovesiä.

Suurimmat vuoroveden amplitudit. Maailman korkeimman vuoroveden aiheuttavat voimakkaat virtaukset Minas Bayssä Fundyn lahdessa. Vuorovesivaihteluille on tässä ominaista normaali kulku ja puolivuorokausijakso. Vedenpinta nousee nousuveden aikaan usein yli 12 metriä kuudessa tunnissa ja laskee sitten saman verran seuraavan kuuden tunnin aikana. Kun kevään vuoroveden vaikutus, Kuun sijainti perigeessa ja Kuun suurin deklinaatio tapahtuvat samana päivänä, vuoroveden korkeus voi nousta 15 m. Tämä poikkeuksellisen suuri vuorovesivaihteluiden amplitudi johtuu osittain suppilomaisesta Fundyn lahden muoto, jossa syvyydet pienenevät ja rannat lähentyvät toisiaan kohti lahden yläosaa.Vuorovesien syyt, joita on jatkuvasti tutkittu vuosisatojen ajan, ovat niitä ongelmia, jotka ovat synnyttäneet monia kiistanalaisia ​​teorioita jopa suhteellisen viime aikoina

Charles Darwin kirjoitti vuonna 1911: "Ei tarvitse etsiä muinaista kirjallisuutta groteskien vuorovesiteorioiden vuoksi." Merimiehet onnistuvat kuitenkin mittaamaan korkeutensa ja hyödyntämään vuorovedet ilman, että heillä on aavistustakaan niiden esiintymisen todellisista syistä.

Mielestäni meidän ei tarvitse liikaa murehtia vuorovesien syitä. Pitkäaikaisten havaintojen perusteella maapallon vesien mille tahansa pisteelle lasketaan erikoistaulukot, jotka osoittavat kullekin vuorokaudelle korkean ja matalan veden ajat. Suunnittelen matkaani esimerkiksi Egyptiin, joka on kuuluisa matalista laguuneistaan, mutta yritä suunnitella etukäteen niin, että täysi vesi tulee päivän ensimmäisellä puoliskolla, jolloin voit ajaa suurimman osan päivän valoisat tunnit.
Toinen leijailijoille kiinnostava vuorovesikysymys on tuulen ja vedenpinnan vaihteluiden välinen suhde.

Kansan taikausko sanoo, että nousuveden aikaan tuuli voimistuu, mutta laskuveden aikaan se muuttuu happamaksi.
Tuulen vaikutus vuorovesi-ilmiöihin on ymmärrettävämpää. Mereltä tuleva tuuli työntää vettä kohti rannikkoa, vuoroveden korkeus nousee normaalia korkeammaksi ja laskuveden aikaan vedenpinta ylittää myös keskiarvon. Päinvastoin, kun tuuli puhaltaa maalta, vesi ajaa pois rannikolta ja merenpinta laskee.

Toinen mekanismi toimii nostamalla ilmakehän painetta suurella vesialueella; veden pinta laskee, kun ilmakehän päällekkäinen paino lisätään. Kun ilmanpaine nousee 25 mm Hg. Art., vedenpinta laskee noin 33 cm Korkeapainevyöhykettä tai antisyklonia kutsutaan yleensä hyväksi sääksi, mutta ei leijailijoille. Antisyklonin keskellä on tyyntä. Ilmanpaineen lasku aiheuttaa vastaavan vedenpinnan nousun. Näin ollen ilmanpaineen jyrkkä lasku yhdistettynä hurrikaanivoimaisiin tuulihin voi aiheuttaa huomattavan vedenpinnan nousun. Vaikka tällaisia ​​aaltoja kutsutaan vuorovesi-aaltoiksi, ne eivät itse asiassa liity vuorovesivoimien vaikutukseen, eikä niillä ole vuorovesi-ilmiöille ominaista jaksollisuutta.

Mutta on täysin mahdollista, että laskuvedet voivat vaikuttaa myös tuuleen, esimerkiksi vedenpinnan lasku rannikon laguuneissa johtaa veden suurempaan lämpenemiseen ja seurauksena lämpötilaeron pienenemiseen kylmän meren ja meren välillä. lämmitetty maa, mikä heikentää tuulen vaikutusta.

Kuva Michael Marten

Planeettamme merien ja valtamerten vedenpinta muuttuu ajoittain ja vaihtelee tietyin väliajoin. Nämä jaksolliset värähtelyt ovat meren vuorovesi.

Kuva meren vuorovedestä

Visualisoimaan kuva meren laskuista ja virtauksista, kuvittele seisovasi meren kaltevalla rannalla, jossain lahdessa, 200–300 metrin päässä vedestä. Hiekalla on monia erilaisia ​​esineitä - vanha ankkuri, hieman lähempänä suuri kasa valkoista kiviä. Nyt, ei kaukana, lepää kyljelleen pudonneen pienen veneen rautarunko. Sen rungon pohja keulassa on vaurioitunut pahasti. Ilmeisesti kerran tämä laiva, joka ei ole kaukana rannasta, osui ankkuriin. Tämä onnettomuus tapahtui suurella todennäköisyydellä laskuveden aikana, ja ilmeisesti alus oli ollut tässä paikassa monta vuotta, koska melkein koko sen runko oli peittynyt ruskeaan ruosteeseen. Olet taipuvainen pitämään huolimatonta kapteenia laivan onnettomuuden syyllisenä. Ilmeisesti ankkuri oli se terävä ase, johon kyljelleen pudonnut alus iski. Etsit tätä ankkuria etkä löydä sitä. Minne hän olisi voinut mennä? Sitten huomaat, että vesi lähestyy jo valkoista kivikasaa, ja sitten huomaat, että näkemäsi ankkuri on jo pitkään ollut hyökyaallon tulvima. Vesi "astuu" rantaan, se jatkaa nousuaan yhä enemmän ylöspäin. Nyt kasa valkoisia kiviä osoittautui melkein kokonaan piiloon veden alle.

Meren vuorovesi-ilmiöt

Meren vuorovesi-ilmiöt ihmiset on liitetty kuun liikkeisiin pitkään, mutta tämä yhteys pysyi mysteerinä loistavaan matemaatikkoon asti Isaac Newton ei selittänyt löytämänsä painovoimalain perusteella. Syynä näihin ilmiöihin on Kuun painovoiman vaikutus Maan vesikuoreen. Edelleen kuuluisa Galileo Galilei yhdisti vuoroveden laskun ja virtauksen Maan pyörimiseen ja näki tässä yhden perustelluimmista ja todellisimmista todisteista Nikolaus Kopernikuksen opetusten pätevyydestä (lisätietoja:). Pariisin tiedeakatemia julkaisi vuonna 1738 palkinnon sille, joka esitti vuorovesiteorian perustellusti. Palkinto vastaanotettiin sitten Euler, Maclaurin, D. Bernoulli ja Cavalieri. Kolme ensimmäistä ottivat Newtonin gravitaatiolain työnsä perustaksi, ja jesuiitta Cavalieri selitti vuoroveden Descartesin pyörrehypoteesin perusteella. Kuitenkin merkittävimmät teokset tällä alalla kuuluvat Newton ja Laplace, ja kaikki myöhemmät tutkimukset perustuvat näiden suurten tiedemiesten havaintoihin.

Kuinka selittää aallokko-ilmiö

Kuinka selkeimmin selitä ebb and flow -ilmiö. Jos oletetaan yksinkertaisuuden vuoksi, että maan pinta on kokonaan veden peitossa, ja katsomme maapalloa yhdeltä sen navoista, niin kuva meren laskusta ja virtauksesta voidaan esittää seuraavasti.

Kuun vetovoima

Kuuta kohti oleva planeettamme pinnan osa on lähimpänä sitä; seurauksena se altistuu suuremmalle voimalle kuun painovoima, kuin esimerkiksi planeettamme keskiosa, ja siksi sitä vedetään Kuuta enemmän kuin muuta maata. Tästä johtuen Kuuta päin olevalle puolelle muodostuu vuoroveden kohouma. Samanaikaisesti Maan vastakkaiselle puolelle, joka on vähiten kuun painovoiman alainen, ilmestyy sama vuoroveden kohouma. Maapallo on siksi muodoltaan hieman pitkänomainen suoraa linjaa pitkin, joka yhdistää planeettamme ja Kuun keskukset. Siten Maan kahdelle vastakkaiselle puolelle, jotka sijaitsevat samalla suoralla linjalla, joka kulkee Maan ja Kuun keskusten läpi, muodostuu kaksi suurta kohoa, kaksi suurta vesiturvotusta. Samanaikaisesti planeettamme kahdella muulla puolella, jotka sijaitsevat yhdeksänkymmenen asteen kulmassa yllä olevista suurimman vuoroveden pisteistä, tapahtuu suurimmat laskuvedet. Täällä vesi putoaa enemmän kuin missään muualla maapallon pinnalla. Laskuveden aikana näitä pisteitä yhdistävä viiva lyhenee jonkin verran ja luo siten vaikutelman maan venymisen lisääntymisestä korkeimpien nousuvesipisteiden suunnassa. Kuun painovoiman vuoksi nämä maksimivuoroveden pisteet säilyttävät jatkuvasti asemansa suhteessa Kuuhun, mutta koska maa pyörii akselinsa ympäri, ne näyttävät liikkuvan päivän aikana koko maapallon pinnalla. Siksi jokaisella alueella on päivän aikana kaksi nousu- ja laskuvesia.

Aurinko laskee ja virtaa

Aurinko, kuten Kuu, tuottaa laskuja ja virtauksia painovoimansa vaikutuksesta. Mutta se sijaitsee paljon suuremmalla etäisyydellä planeettamme verrattuna Kuuhun, ja maan päällä tapahtuvat auringon vuorovedet ovat lähes kaksi ja puoli kertaa pienemmät kuin kuun. Siksi auringon vuorovesi, ei havaita erikseen, vaan otetaan huomioon vain niiden vaikutus kuun vuorovesien suuruuteen. Esimerkiksi, Korkeimmat meren vuorovedet tapahtuvat täysi- ja uudenkuun aikana, koska tällä hetkellä Maa, Kuu ja Aurinko ovat samalla suoralla linjalla ja päivänvalomme lisää Kuun vetovoimaa sen vetovoimalla. Päinvastoin, kun tarkkailemme Kuuta ensimmäisellä tai viimeisellä neljänneksellä (vaiheessa), niitä on alhaisimmat vuorovedet. Tämä selittyy sillä, että tässä tapauksessa kuun vuorovesi osuu yhteen auringon lasku. Kuun painovoiman vaikutusta vähentää Auringon painovoiman määrä.

Vuorovesikitka

« Vuorovesikitka", planeetallamme oleva, vaikuttaa puolestaan ​​kuun kiertoradalle, koska kuun painovoiman aiheuttamalla hyökyaallolla on käänteinen vaikutus Kuuhun, mikä luo taipumusta kiihdyttää sen liikettä. Seurauksena on, että Kuu siirtyy vähitellen pois maasta, sen vallankumousjakso pitenee, ja se on todennäköisesti hieman jäljessä liikkeestään.

Meren vuorovesien suuruus

Auringon, Maan ja Kuun suhteellisen sijainnin lisäksi avaruudessa meren vuorovesien suuruus Jokaisella yksittäisellä alueella merenpohjan muoto ja rantaviivan luonne vaikuttavat. Tiedetään myös, että suljetuilla merillä, kuten Aral-, Kaspian-, Azovin ja Mustallamerellä, laskuja ja virtauksia ei havaita melkein koskaan. Niitä on vaikea havaita avomerillä; täällä vuorovedet tuskin yltävät metriin, veden pinta nousee hyvin vähän. Mutta joissakin lahdissa on niin valtavan suuruisia vuorovesi, että vesi kohoaa yli kymmenen metrin korkeuteen ja tulvi paikoin valtavia tiloja.

Ebbs ja virtaa ilmassa ja kiinteät kuoret Maan

Ebbs ja virtaukset myös tapahtua ilmassa ja maan kiinteissä kuorissa. Näitä ilmiöitä tuskin huomaamme ilmakehän alemmissa kerroksissa. Vertailun vuoksi huomautamme, että valtamerten pohjassa ei havaita laskuja ja virtauksia. Tämä seikka selittyy sillä, että pääasiassa vesikuoren ylemmät kerrokset ovat mukana vuorovesiprosesseissa. Vuoroveden lasku ja virtaus ilmaverhossa voidaan havaita vain tarkkailemalla ilmakehän paineen muutoksia erittäin pitkällä aikavälillä. Mitä tulee maankuoreen, jokainen sen osa nousee Kuun vuorovesitoiminnan vuoksi kahdesti päivän aikana ja laskee kahdesti noin useita desimetrejä. Toisin sanoen planeettamme kiinteän kuoren vaihtelut ovat suuruudeltaan noin kolme kertaa pienempiä kuin valtamerten pinnan tason vaihtelut. Näin ollen planeettamme näyttää hengittävän koko ajan, hengittävän syvään ja ulos, ja sen ulkokuori, kuten suuren ihmesankarin rintakehä, joko nousee tai laskee hieman. Nämä maapallon kiinteässä kuoressa tapahtuvat prosessit voidaan havaita vain maanjäristysten tallentamiseen käytettävien instrumenttien avulla. On huomattava, että muissa maailmankappaleissa esiintyy laskuja ja virtauksia ja niillä on valtava vaikutus heidän kehitykseensä. Jos Kuu olisi liikkumaton suhteessa Maahan, niin ilman muita hyökyaallon viivästymiseen vaikuttavia tekijöitä tapahtuisi kaksi nousua ja kaksi laskua 6 tunnin välein missä tahansa paikassa maapallolla 6 tunnin välein. Mutta koska Kuu pyörii jatkuvasti Maan ympäri ja lisäksi samaan suuntaan, johon planeettamme pyörii akselinsa ympäri, on jonkin verran viivettä: Maa onnistuu kääntymään kohti Kuuta jokaisella osalla ei 24 tunnin sisällä, vaan noin 24 tuntia ja 50 minuuttia. Siksi kullakin alueella vuoroveden lasku tai virtaus ei kestä tarkalleen 6 tuntia, vaan noin 6 tuntia ja 12,5 minuuttia.

Vaihtelevat vuorovedet

Lisäksi on huomattava, että oikeellisuus vuorottelevat vuorovedet rikotaan riippuen planeettamme mantereiden sijainnista ja jatkuvasta veden kitkasta Maan pinnalla. Nämä vuorottelun epäsäännöllisyydet ulottuvat joskus useisiin tunteihin. Siten "korkein" vesi ei tapahdu Kuun huipentumahetkellä, kuten teorian mukaan pitäisi olla, vaan useita tunteja myöhemmin kuin Kuun kulkeminen pituuspiirin läpi; tätä viivettä kutsutaan porttikelloksi ja se saavuttaa joskus 12 tuntia. Aikaisemmin uskottiin laajalti, että meren vuorovedet liittyivät merivirtoihin. Nyt kaikki tietävät, että nämä ovat eri järjestyksen ilmiöitä. Vuorovesi on eräänlainen aaltoliike, joka on samanlainen kuin tuulen aiheuttama liike. Kun hyökyaalto lähestyy, kelluva esine värähtelee, kuten tuulesta nouseva aalto - eteenpäin ja taaksepäin, alas ja ylös, mutta se ei kanna sitä pois, kuten virta. Hyökyaallon jakso on noin 12 tuntia ja 25 minuuttia, ja tämän ajanjakson jälkeen esine yleensä palaa alkuperäiseen asentoonsa. Vuorovesien aiheuttava voima on monta kertaa pienempi kuin painovoima. Vaikka painovoima on kääntäen verrannollinen vetokappaleiden välisen etäisyyden neliöön, vuoroveden aiheuttava voima on noin on kääntäen verrannollinen tämän etäisyyden kuutioon, eikä ollenkaan sen neliössä.

Valtamerten ja merien pinnankorkeus vaihtelee ajoittain, noin kahdesti päivässä. Näitä heilahteluja kutsutaan lasku- ja virtauksiksi. Nousuveden aikana valtameren pinta nousee vähitellen ja saavuttaa korkeimman asemansa. Laskuveden aikaan taso laskee vähitellen alimmalle tasolleen. Nousuveden aikaan vesi virtaa rannoille, laskuveden aikaan pois rannoilta.

Vuoroveden lasku ja virtaus seisovat. Ne muodostuvat kosmisten kappaleiden, kuten Auringon, vaikutuksesta. Kosmisen kappaleen vuorovaikutuslakien mukaan planeettamme ja Kuu vetävät toisiaan puoleensa. Kuun painovoima on niin voimakas, että valtameren pinta näyttää taipuvan sitä kohti. Kuu kiertää maata, ja sen takana "juoksee" valtameren yli. Kun aalto saavuttaa rannan, se on vuorovesi. Vähän aikaa kuluu, vesi seuraa Kuuta ja siirtyy pois rannasta - se on laskuvesi. Samojen universaalien kosmisten lakien mukaan auringon vetovoimasta muodostuu myös alamäkiä. Auringon vuorovesivoima sen etäisyyden vuoksi on kuitenkin huomattavasti pienempi kuin kuun, ja jos Kuuta ei olisi, vuorovesi Maan päällä olisi 2,17 kertaa pienempi. Newton antoi ensimmäisen selityksen vuorovesivoimista.

Vuorovedet eroavat toisistaan ​​keston ja suuruuden suhteen. Useimmiten päivän aikana on kaksi nousu- ja laskuvesi. Itä- ja Keski-Amerikan kaarilla ja rannikoilla on yksi nousuvesi ja yksi laskuvesi päivässä.

Vuorovesien suuruus on jopa vaihtelevampi kuin niiden ajanjakso. Teoreettisesti yksi kuun vuorovesi on 0,53 m, aurinko - 0,24 m. Siten suurimman vuoroveden tulisi olla 0,77 m. Avomerellä ja saarten lähellä vuorovesiarvo on melko lähellä teoreettista: Havaijilla Saaret - 1 m , St. Helenan saarella - 1,1 m; saarilla - 1,7 m. Mantereilla vuoroveden suuruus vaihtelee 1,5 - 2 m. Sisämerillä vuorovedet ovat hyvin merkityksettömiä: - 13 cm, - 4,8 cm. Sitä pidetään vuorovedettöminä, mutta Venetsian lähellä vuorovedet ovat jopa 1 m. Suurimmat vuorovedet ovat seuraavat, jotka on tallennettu:

Fundyn lahdella () vuorovesi nousi 16-17 metrin korkeuteen. Tämä on koko maapallon korkein vuorovesi.

Pohjoisessa Penzhinskaja-lahdella vuorovesi oli 12-14 m. Tämä on Venäjän rannikon korkein vuorovesi. Yllä olevat vuorovesiluvut ovat kuitenkin pikemminkin poikkeus kuin sääntö. Suurimmassa osassa vuorovesitason mittauspisteitä ne ovat pieniä ja harvoin yli 2 metriä.

Vuorovesien merkitys merenkulun ja satamien rakentamisen kannalta on erittäin suuri. Jokainen hyökyaalto kuljettaa valtavan määrän energiaa.

Vuoksi ja luode

Vuorovesi Ja laskuvesi- valtameren tai merenpinnan säännölliset pystysuuntaiset vaihtelut, jotka johtuvat Kuun ja Auringon asennon muutoksista suhteessa maahan, yhdistettynä Maan pyörimisen vaikutuksiin ja tietyn kohokuvion ominaisuuksiin ja jotka ilmenevät jaksollisina vaakasuoraan vesimassojen siirtyminen. Vuorovedet aiheuttavat muutoksia merenpinnan korkeudessa sekä jaksottaisia ​​virtoja, joita kutsutaan vuorovesivirroiksi, mikä tekee vuoroveden ennustamisesta tärkeän rannikkomerenkulun kannalta.

Näiden ilmiöiden voimakkuus riippuu monista tekijöistä, mutta tärkein niistä on vesistöjen yhteys maailmanmereen. Mitä suljempi vesistö on, sitä vähemmän vuorovesi-ilmiöitä ilmenee.

Vuosittain toistuva vuorovesisykli pysyy muuttumattomana johtuen Auringon ja planeettaparin massakeskuksen välisten vetovoimien ja tähän keskustaan ​​kohdistuvien hitausvoimien tarkasta kompensoinnista.

Kun Kuun ja Auringon sijainti suhteessa Maahan muuttuu ajoittain, muuttuu myös vuorovesi-ilmiöiden intensiteetti.

Laskuvesi Saint-Malossa

Tarina

Laskuvedellä oli merkittävä rooli merenelävien tarjonnassa rannikkoväestölle, mikä mahdollisti syötävän ruoan keräämisen alttiina olevasta merenpohjasta.

Terminologia

Low Water (Bretagne, Ranska)

Veden enimmäispinnan tasoa nousuveden aikana kutsutaan täynnä vettä, ja minimi laskuveden aikana on matala vesi. Meressä, jossa pohja on tasainen ja maa kaukana, täyttä vettä näkyy kahdena vedenpinnan "turvotuksena": toinen niistä sijaitsee Kuun puolella ja toinen on maapallon vastakkaisessa päässä. Aurinkoa kohti suunnatulla ja sitä vastakkaisella puolella voi olla myös kaksi muuta pienempää turvotusta. Tämän vaikutuksen selitys löytyy alta, osiosta vuorovesifysiikka.

Koska Kuu ja Aurinko liikkuvat suhteessa Maahan, myös vesikourut liikkuvat niiden mukana muodostuen hyökyaallot Ja vuorovesivirrat. Avomerellä vuorovesivirrat ovat luonteeltaan pyöriviä, ja rannikon lähellä ja kapeissa lahdissa ja salmissa ne ovat edestakaisin.

Jos koko maapallo olisi veden peitossa, kokisimme kaksi säännöllistä nousu- ja laskuvesia joka päivä. Mutta koska hyökyaaltojen esteetöntä leviämistä vaikeuttavat maa-alueet: saaret ja maanosat sekä myös Coriolis-voiman vaikutuksesta liikkuvaan veteen, kahden vuorovesiaallon sijasta on monia pieniä aaltoja, jotka hitaasti (useimmissa tapauksissa 12 tuntia 25,2 minuuttia ) juokse pisteen ympäri, jota kutsutaan amphidrominen, jossa vuoroveden amplitudi on nolla. Vuoroveden hallitseva komponentti (kuuvesi M2) muodostaa noin tusinaa amphidromista pistettä Maailmanmeren pinnalle aallon liikkuessa myötäpäivään ja suunnilleen saman verran vastapäivään (katso kartta). Kaikki tämä tekee mahdottomaksi ennustaa vuoroveden aikaa pelkästään Kuun ja Auringon maan suhteen perustuen. Sen sijaan he käyttävät "vuorovesivuosikirjaa" - ohjetta vuorovesien alkamisajan ja niiden korkeuksien laskemiseen maapallon eri osissa. Käytössä on myös vuorovesitaulukoita, joissa on tietoa matalan ja korkean veden momenteista ja korkeuksista, jotka on laskettu vuotta etukäteen tärkeimmät vuorovesisatamat.

Vuorovesikomponentti M2

Jos yhdistämme kartan pisteet samoilla vuorovesivaiheilla, saadaan ns potidal viivoja, joka poikkeaa säteittäisesti amphidromisesta pisteestä. Tyypillisesti vuorovesiviivat kuvaavat vuorovesiharjan sijaintia jokaiselta tunnilta. Itse asiassa vuorovesiviivat heijastavat vuorovesiaallon etenemisnopeutta 1 tunnissa. Kutsutaan karttoja, jotka näyttävät yhtä suuria amplitudeja ja vuorovesiaaltojen vaiheita cotidal kortit.

Vuoroveden korkeus- nousuveden korkeimman vedenpinnan (korkeavesi) ja laskuveden alimman tason (matalavesi) välinen ero. Vuoroveden korkeus ei ole vakioarvo, vaan sen keskiarvo annetaan karakterisoitaessa kutakin rannikon osaa.

Kuun ja Auringon suhteellisesta sijainnista riippuen pienet ja suuret hyökyaallot voivat vahvistaa toisiaan. Tällaisille vuorovedille on historiallisesti kehitetty erityisiä nimiä:

• Kvadratuuri vuorovesi- alin vuorovesi, kun Kuun ja Auringon vuorovesivoimat toimivat suorassa kulmassa toisiinsa nähden (tätä valaisimien sijaintia kutsutaan kvadratuuriksi).
• Kevättulva- korkein vuorovesi, kun Kuun ja Auringon vuorovesivoimat vaikuttavat samaan suuntaan (tätä valojen sijaintia kutsutaan syzygyksi).

Mitä pienempi tai korkeampi vuorovesi, sitä matalampi tai korkeampi vuorovesi.

Maailman korkeimmat vuorovedet

Voidaan havaita Fundyn lahdella (15,6-18 m), joka sijaitsee Kanadan itärannikolla New Brunswickin ja Nova Scotian välissä.

Euroopan mantereella korkeimmat vuorovedet (jopa 13,5 m) havaitaan Bretagnen lähellä Saint-Malon kaupunkia. Täällä hyökyaalto keskittyy Cornwallin (Englanti) ja Cotentinin (Ranska) niemimaan rannikolle.

Vuoroveden fysiikka

Moderni muotoilu

Maaplaneetan suhteen vuorovesien syy on planeetan läsnäolo Auringon ja Kuun luomassa gravitaatiokentässä. Koska niiden luomat vaikutukset ovat riippumattomia, näiden taivaankappaleiden vaikutusta Maahan voidaan tarkastella erikseen. Tässä tapauksessa voidaan olettaa, että jokainen kappalepari pyörii yhteisen painopisteen ympärillä. Maa-Aurinko-parille tämä keskus sijaitsee syvällä Auringossa 451 km:n etäisyydellä sen keskustasta. Maa-Kuu-parille se sijaitsee syvällä maan sisällä 2/3 sen säteestä.

Jokainen näistä kappaleista kokee vuorovesivoimia, joiden lähde on painovoima ja taivaankappaleen eheyden varmistavat sisäiset voimat, joiden roolissa on sen oman vetovoiman voima, jota kutsutaan tästä eteenpäin itsepainovoimaksi. Vuorovesivoimien ilmaantuminen näkyy selkeimmin maa-aurinkojärjestelmässä.

Vuorovesivoima on seurausta painopisteeseen suunnatun ja käänteisesti suhteessa siitä etäisyyden neliöön pienenevän gravitaatiovoiman ja taivaankappaleen pyörimisen aiheuttaman fiktiivisen keskipakoisvoiman kilpailevasta vuorovaikutuksesta. tämän keskuksen ympärillä. Nämä voimat, jotka ovat suunnaltaan vastakkaisia, osuvat suuruudeltaan yhteen vain kunkin taivaankappaleen massakeskipisteessä. Sisäisten voimien toiminnan ansiosta maapallo pyörii koko Auringon keskipisteen ympäri vakiokulmanopeudella sen massan jokaisen elementin osalta. Siksi kun tämä massaelementti siirtyy pois painopisteestä, siihen vaikuttava keskipakovoima kasvaa suhteessa etäisyyden neliöön. Yksityiskohtaisempi vuorovesivoimien jakauma niiden projektiossa ekliptiikkatasoon nähden kohtisuoraan tasoon on esitetty kuvassa 1.

Kuva 1 Kaavio vuorovesivoimien jakautumisesta projektiossa ekliptiikkaan nähden kohtisuoraan tasoon. Gravitaatiokappale on joko oikealla tai vasemmalla.

Niille alttiina olevien kappaleiden muodon muutos, joka saavutetaan vuorovesivoimien vaikutuksesta, voidaan Newtonin paradigman mukaisesti saavuttaa vain, jos nämä voimat kompensoidaan täysin muilla voimilla, joihin voi kuulua universaalin painovoiman.

Kuva 2 Maan vesikuoren muodonmuutos vuorovesivoiman, itsepainovoiman ja veden puristusvoimaan reagoivan voiman tasapainon seurauksena

Näiden voimien lisäyksen seurauksena vuorovesivoimat syntyvät symmetrisesti maapallon molemmille puolille, jotka on suunnattu siitä eri suuntiin. Aurinkoon kohdistuva vuorovesivoima on luonteeltaan gravitaatiovoima, kun taas Auringosta poispäin suuntautuva voima on seurausta kuvitteellisesta hitausvoimasta.

Nämä voimat ovat äärimmäisen heikkoja, eikä niitä voida verrata itsepainovoimiin (niiden luoma kiihtyvyys on 10 miljoonaa kertaa pienempi kuin painovoiman kiihtyvyys). Ne aiheuttavat kuitenkin siirtymän Maailman valtameren vesihiukkasissa (leikkausvastus vedessä pienillä nopeuksilla on käytännössä nolla, kun taas puristusvastus on erittäin suuri), kunnes veden pinnan tangentti tulee kohtisuoraan veden pinnan kanssa. tuloksena oleva voima.

Seurauksena on, että maailman valtamerten pinnalle ilmestyy aalto, joka on jatkuvassa asemassa toisiaan vetoavien kappaleiden järjestelmissä, mutta kulkee pitkin valtameren pintaa yhdessä sen pohjan ja rantojen päivittäisen liikkeen kanssa. Näin ollen (valtameren virrat huomioimatta) jokainen vesihiukkanen käy läpi värähtelevän liikkeen ylös ja alas kahdesti päivän aikana.

Veden vaakasuuntaista liikettä havaitaan vain lähellä rannikkoa sen tason nousun seurauksena. Mitä matalampi merenpohja on, sitä suurempi on liikkumisnopeus.

Vuorovesipotentiaali

(akat. käsite. Shuleikina)

Jättäen huomioimatta Kuun koon, rakenteen ja muodon, kirjoitamme ylös maan päällä sijaitsevan testikappaleen ominaispainovoiman. Olkoon sädevektori, joka on suunnattu testikappaleesta kohti Kuuta, ja olkoon tämän vektorin pituus. Tässä tapauksessa tämän kehon kuun vetovoima on yhtä suuri

missä on selenometrinen gravitaatiovakio. Laitetaan testikappale pisteeseen . Maan massakeskipisteeseen sijoitetun testikappaleen vetovoima on yhtä suuri kuin

Tässä ja viittaa Maan ja Kuun massakeskuksia yhdistävään sädevektoriin ja niiden absoluuttisiin arvoihin. Kutsumme vuorovesivoimaa näiden kahden gravitaatiovoiman väliseksi eroksi

Kaavoissa (1) ja (2) Kuuta pidetään pallona, ​​jonka massajakauma on pallosymmetrinen. Testikappaleen Kuun vetovoimafunktio ei eroa pallon vetovoimafunktiosta ja on yhtä suuri kuin Toinen voima kohdistuu Maan massakeskipisteeseen ja on tiukasti vakio arvo. Tämän voiman voimafunktion saamiseksi otamme käyttöön aikakoordinaattijärjestelmän. Piirretään akseli Maan keskustasta ja suunnataan se Kuuta kohti. Kahden muun akselin suunnat jätetään mielivaltaisiksi. Silloin voiman voimafunktio on yhtä suuri kuin . Vuorovesipotentiaali on yhtä suuri kuin näiden kahden voimafunktion erotus. Merkitsemme sitä, saamme Vakio määräytyy normalisointiehdosta, jonka mukaan vuorovesipotentiaali Maan keskustassa on nolla. Maan keskustassa, siitä seuraa. Näin ollen saamme lopullisen vuorovesipotentiaalin kaavan muodossa (4)

Koska

Pienillä arvoilla , viimeinen lauseke voidaan esittää seuraavassa muodossa

Korvaamalla (5) luvulla (4), saamme

Planeetan pinnan muodonmuutos vuorovesien vaikutuksesta

Vuorovesipotentiaalin häiritsevä vaikutus muuttaa planeetan tasaista pintaa. Arvioidaan tämä vaikutus olettaen, että Maa on pallo, jonka massajakauma on pallosymmetrinen. Maan häiriötön gravitaatiopotentiaali pinnalla on yhtä suuri kuin . Pisteeksi. , joka sijaitsee etäisyyden päässä pallon keskustasta, Maan gravitaatiopotentiaali on yhtä suuri kuin . Pienentämällä gravitaatiovakiolla saamme . Tässä muuttujat ovat ja . Merkitään gravitaatiokappaleen massojen suhde planeetan massaan kreikkalaisella kirjaimella ja ratkaistaan ​​tuloksena oleva lauseke:

Koska samalla tarkkuudella saamme

Suhteen pienuuden huomioon ottaen viimeiset lausekkeet voidaan kirjoittaa seuraavasti

Olemme siis saaneet yhtälön biaksiaalisesta ellipsoidista, jonka pyörimisakseli on sama kuin akseli, eli gravitaatiokappaleen ja maan keskipisteen välinen suora. Tämän ellipsoidin puoliakselit ovat ilmeisesti samat

Lopuksi annamme pienen numeerisen kuvan tästä vaikutuksesta. Lasketaan kuun vetovoiman aiheuttama vuorovesikumppanuus Maan päällä. Maan säde on yhtä suuri kuin km, Maan ja Kuun keskusten välinen etäisyys kuun kiertoradan epävakaus huomioon ottaen on km, Maan massan suhde Kuun massaan on 81:1. Ilmeisesti, kun korvataan kaavaan, saamme arvon, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin 36 cm.

Katso myös

Huomautuksia

Kirjallisuus

• Frisch S. A. ja Timoreva A. V. Yleisen fysiikan kurssi, Oppikirja valtionyliopistojen fysiikka-matematiikan ja fysiikka-teknisille tiedekunnille, osa I. M.: GITTL, 1957
• Shchuleykin V.V. Meren fysiikka. M.: Kustantaja "Science", Neuvostoliiton tiedeakatemian maatieteiden laitos 1967
• Voight S.S. Mitä ovat vuorovedet? Neuvostoliiton tiedeakatemian populaaritieteellisen kirjallisuuden toimituskunta

Linkit

• WXTide32 on ilmainen vuorovesipöytäohjelma