Як відбуваються припливи та відливи на морі. Морські припливи та відливи. Як припливи впливають на морських мешканців
Припливами і відливами називають періодичні підвищення та зниження рівня води в океанах та морях. Двічі протягом доби з проміжком близько 12 години 25 хвилин вода біля берега океану або відкритого моря піднімається і, якщо немає перешкод, іноді заливає великі простори – це приплив. Потім вода знижується та відступає, оголюючи дно – це відлив. Чому це відбувається? Про це замислювалися ще давні люди, вони й помітили, що ці явища пов'язані з Місяцем. На основну причину припливів і відливів вперше вказав І. Ньютон - це тяжіння Землі Місяцем, а точніше, різниця між тяжінням Місяцем всієї Землі в цілому та водної її оболонки.
Пояснення припливів та відливів теорією Ньютона
Тяжіння Землі Місяцем складається з тяжіння Місяцем окремих частинок Землі. Частинки, що знаходяться зараз ближче до Місяця, притягуються нею сильніше, а більш далекі – слабші. Якби Земля була абсолютно твердою, то ця відмінність у силі тяжіння не відігравала б жодної ролі. Але Земля не є абсолютно твердим тілом, тому різниця сил тяжіння частинок, що знаходяться поблизу поверхні Землі та поблизу її центру (цю різницю називають припливоутворюючою силою), зміщує частинки відносно один одного, і Земля, перш за все її водна оболонка, деформується.
В результаті на тій стороні, яка звернена до Місяця, і на протилежному боці вода піднімається, утворюючи приливні виступи, і там накопичується надлишок води. За рахунок цього рівень води в інших протилежних точках Землі тим часом знижується – тут відбувається відлив.
Якби Земля не оберталася, а Місяць залишався нерухомим, то Земля разом зі своєю водною оболонкою завжди зберігала б ту саму витягнуту форму. Але Земля обертається, а Місяць рухається навколо Землі приблизно за 24 години 50 хвилин. З цим же періодом і приливні виступи йдуть за Місяцем і переміщаються поверхнею океанів і морів зі сходу на Захід. Оскільки таких виступів два, то над кожним пунктом в океані двічі на добу з інтервалом близько 12:00 25 хвилин проходить приливна хвиля.
Чому висота приливної хвилі різна
У відкритому океані вода піднімається при проходженні приливної хвилі трохи: близько 1 м і менше, що залишається майже непомітним для мореплавців. Але біля берегів навіть такий підйом рівня води помітний. У бухтах і вузьких затоках рівень води піднімається під час припливів набагато вище, тому що берег перешкоджає руху припливної хвилі і вода накопичується тут протягом усього часу між відливом та припливом.
Найбільший приплив (близько 18 м) спостерігається в одній із бухт на узбережжі в Канаді. У Росії її найбільші припливи (13 м) відбуваються у Гижигинской і Пенжинської губах Охотського моря. У внутрішніх морях (наприклад, у Балтійському чи Чорному) припливи і відливи майже непомітні, бо такі моря не встигають проникнути маси води, що переміщаються разом із океанської приливною хвилею. Але все одно в кожному морі або навіть озері виникають самостійні хвилі припливу з невеликою масою води. Наприклад, висота припливів у Чорному морі сягає лише 10 см.
В одній і тій же місцевості висота припливу буває різною, тому що відстань від Місяця до Землі та найбільша висота Місяця над горизонтом з часом змінюються, а це призводить до зміни величини сил припливу.
Припливи та Сонце
На припливи також діє і Сонце. Але приливні сили Сонця в 2,2 рази менші за приливні сили Місяця. Під час молодика та повного місяця припливні сили Сонця та Місяця діють в одному напрямку – тоді виходять найвищі припливи. Але під час першої та третьої чвертей Місяця припливні сили Сонця та Місяця протидіють, тому припливи бувають меншими.
Припливи в повітряній оболонці Землі та її твердому тілі
Приливні явища відбуваються у водної, а й у повітряної оболонці Землі. Вони називаються атмосферними припливами та відливами. Припливи відбуваються також у твердому тілі Землі, оскільки Земля не є абсолютно твердою. Вертикальні коливання Землі внаслідок припливів досягають кількох десятків сантиметрів.
Припливами і відливами називають періодичні підвищення та зниження рівня води в океанах та морях.
Двічі протягом доби з проміжком близько 12 години 25 хвилин вода біля берега океану або відкритого моря піднімається і, якщо немає перешкод, іноді заливає великі простори – це приплив. Потім вода знижується та відступає, оголюючи дно – це відлив. Чому це відбувається? Про це замислювалися ще давні люди, вони й помітили, що ці явища пов'язані з Місяцем. На основну причину припливів і відливів вперше вказав І. Ньютон - це тяжіння Землі Місяцем, а точніше, різниця між тяжінням Місяцем всієї Землі в цілому та водної її оболонки.
Пояснення припливів та відливів теорією Ньютона
Тяжіння Землі Місяцем складається з тяжіння Місяцем окремих частинок Землі. Частинки, що знаходяться зараз ближче до Місяця, притягуються нею сильніше, а більш далекі – слабші. Якби Земля була абсолютно твердою, то ця відмінність у силі тяжіння не відігравала б жодної ролі. Але Земля не є абсолютно твердим тілом, тому різниця сил тяжіння частинок, що знаходяться поблизу поверхні Землі та поблизу її центру (цю різницю називають припливоутворюючою силою), зміщує частинки відносно один одного, і Земля, перш за все її водна оболонка, деформується.
В результаті на тій стороні, яка звернена до Місяця, і на протилежному боці вода піднімається, утворюючи приливні виступи, і там накопичується надлишок води. За рахунок цього рівень води в інших протилежних точках Землі тим часом знижується – тут відбувається відлив.
Якби Земля не оберталася, а Місяць залишався нерухомим, то Земля разом зі своєю водною оболонкою завжди зберігала б ту саму витягнуту форму. Але Земля обертається, а Місяць рухається навколо Землі приблизно за 24 години 50 хвилин. З цим же періодом і приливні виступи йдуть за Місяцем і переміщаються поверхнею океанів і морів зі сходу на Захід. Оскільки таких виступів два, то над кожним пунктом в океані двічі на добу з інтервалом близько 12:00 25 хвилин проходить приливна хвиля.
Чому висота приливної хвилі різна
У відкритому океані вода піднімається при проходженні приливної хвилі трохи: близько 1 м і менше, що залишається майже непомітним для мореплавців. Але біля берегів навіть такий підйом рівня води помітний. У бухтах і вузьких затоках рівень води піднімається під час припливів набагато вище, тому що берег перешкоджає руху припливної хвилі і вода накопичується тут протягом усього часу між відливом та припливом.
Найбільший приплив (близько 18 м) спостерігається в одній із бухт на узбережжі в Канаді. У Росії її найбільші припливи (13 м) відбуваються у Гижигинской і Пенжинської губах Охотського моря. У внутрішніх морях (наприклад, у Балтійському чи Чорному) припливи і відливи майже непомітні, бо такі моря не встигають проникнути маси води, що переміщаються разом із океанської приливною хвилею. Але все одно в кожному морі або навіть озері виникають самостійні хвилі припливу з невеликою масою води. Наприклад, висота припливів у Чорному морі сягає лише 10 см.
В одній і тій же місцевості висота припливу буває різною, тому що відстань від Місяця до Землі та найбільша висота Місяця над горизонтом з часом змінюються, а це призводить до зміни величини сил припливу.
Припливи та Сонце
На припливи також діє і Сонце. Але приливні сили Сонця в 2,2 рази менші за приливні сили Місяця.
Під час молодика та повного місяця припливні сили Сонця та Місяця діють в одному напрямку – тоді виходять найвищі припливи. Але під час першої та третьої чвертей місяця припливні сили Сонця і Місяця протидіють, тому припливи бувають меншими.
Припливи в повітряній оболонці Землі та її твердому тілі
Приливні явища відбуваються у водної, а й у повітряної оболонці Землі. Вони називаються атмосферними припливами та відливами. Припливи відбуваються також у твердому тілі Землі, оскільки Земля не є абсолютно твердою. Вертикальні коливання Землі внаслідок припливів досягають кількох десятків сантиметрів.
Практичне використання припливів та відливів
Приливна електростанція - це особливий вид гідроелектростанції, що використовує енергію припливів, а власне кінетичну енергію обертання Землі. Приливні електростанції будують на берегах морів, де гравітаційні сили Місяця та Сонця двічі на добу змінюють рівень води. Коливання рівня води біля берега можуть сягати 18 метрів.
У 1967 р. у Франції було збудовано приливну електростанцію в гирлі річки Ранс.
У Росії з 1968 діє експериментальна ПЕМ в Кислою губі на узбережжі Баренцева моря.
Існують ПЕМ і за кордоном - у Франції, Великій Британії, Канаді, Китаї, Індії, США та інших країнах.
Зміст статті
ПРИЛИВИ І ВІДЛИВИ,періодичні коливання рівня води (підйоми і спади) в акваторіях на Землі, які обумовлені гравітаційним тяжінням Місяця і Сонця, що діє на Землю, що обертається. Всі великі акваторії, включаючи океани, моря і озера, в тій чи іншій мірі схильні до припливів і відливів, хоча на озерах вони невеликі.
Реверсивний водоспад
(Змінює напрямок на протилежне) – це ще одне явище, пов'язане з припливами на річках. Типовий приклад - водоспад на р. Сент-Джон (пров. Нью-Брансуєк, Канада). Тут по вузькій ущелині вода під час припливу проникає в улоговину, розташовану вище за рівень малої води, проте дещо нижче за рівень повної води в цій же тісниці. Таким чином, виникає перешкода, перетікаючи через яку вода утворює водоспад. Під час відливу стік води прямує вниз за течією через звужений прохід і, долаючи підводний уступ, утворює звичайний водоспад. Під час припливу крута хвиля, що проникла в ущелину, обрушується водоспадом у вищележачу улоговину. Поп'ятна течія продовжується доти, поки рівні води по обидва боки порога не зрівняються і не почнеться відлив. Потім знову відновлюється водоспад, звернений вниз за течією. Середній перепад рівня води в ущелині становить прибл. 2,7 м, проте за найвищих припливів висота прямого водоспаду може перевищити 4,8 м, а реверсивного – 3,7 м.
Найбільші амплітуди припливів.
Найвищий у світі приплив формується в умовах сильної течії в бухті Мінас у затоці Фанді. Приливні коливання тут характеризуються нормальним перебігом із напівдобовим періодом. Рівень води під час припливу часто піднімається за шість годин більш ніж на 12 м, а потім протягом наступних шести годин знижується на ту саму величину. Коли вплив сизигійного припливу, положення Місяця в перигеї і максимальне відмінювання Місяця припадають на одну добу, рівень припливу може досягати 15 м. Така винятково велика амплітуда припливно-відливних коливань частково зумовлена лійкоподібною формою затоки Фанді, де глибини зменшуються, а береги зближу вершині затоки.
Вітер та погода.
Вітер істотно впливає на припливно-відливні явища. Вітер з моря наганяє воду у бік берега, висота припливу збільшується понад звичайну, і за відпливу рівень води теж перевищує середній. Навпаки, при вітрі, що дме з суші, вода зганяється від берега, і рівень моря знижується.
За рахунок підвищення атмосферного тиску над великою акваторією відбувається зниження рівня води, оскільки додається накладена вага атмосфери. Коли атмосферний тиск збільшується на 25 мм рт. ст., рівень води знижується приблизно 33 див. Зниження атмосферного тиску викликає відповідне підвищення рівня води. Отже, різке падіння атмосферного тиску разом із вітром ураганної сили здатне викликати помітний підйом рівня води. Подібні хвилі, хоч і називаються приливними, насправді не пов'язані з впливом припливоутворюючих сил і не мають періодичності, характерної для припливо-відливних явищ. Формування згаданих хвиль може бути пов'язане або з вітрами ураганної сили, або з підводними землетрусами (в останньому випадку вони називаються морськими сейсмічними хвилями, або цунамі).
Використання енергії припливів.
Розроблено чотири методи використання енергії припливів, але найбільш практичним є створення системи приливних басейнів. При цьому коливання рівня води, пов'язані з припливом-відливними явищами, використовуються в системі шлюзів так, що постійно підтримується перепад рівнів, що дозволяє отримувати енергію. Потужність приливних електростанцій безпосередньо залежить від площі басейнів-пасток та потенційного перепаду рівнів. Останній чинник, своєю чергою, є функцією амплітуди припливно-відливних коливань. Досяжний перепад рівнів, безумовно, найбільш важливий для електроенергії, хоча вартість споруд залежить від площі басейнів. В даний час великі приливні електростанції діють у Росії на Кольському півострові і в Примор'ї, у Франції в естуарії р.Ранс, в Китаї поблизу Шанхаю, а також в інших районах земної кулі.
| ВІДОМОСТІ ПРО ПРИЛИВИ В ДЕЯКИХ ПОРТАХ СВІТУ | ||||
| Порт | Інтервал між припливами | Середня висота припливу, м | Висота сизігійного припливу, м | |
| год | хв | |||
| м. Морріс-Джесеп, Гренландія, Данія | 10 | 49 | 0,12 | 0,18 |
| Рейк'явік, Ісландія | 4 | 50 | 2,77 | 3,66 |
| нар. Коксоак, Гудзонова протока, Канада | 8 | 56 | 7,65 | 10,19 |
| Сент-Джонс, Ньюфаундленд, Канада | 7 | 12 | 0,76 | 1,04 |
| Барнтко, затока Фанді, Канада | 0 | 09 | 12,02 | 13,51 |
| Портленд, шт. Мен, США | 11 | 10 | 2,71 | 3,11 |
| Бостон, шт. Массачусетс, США | 11 | 16 | 2,90 | 3,35 |
| Нью-Йорк, шт. Нью-Йорк, США | 8 | 15 | 1,34 | 1,62 |
| Балтімор, шт. Меріленд, США | 6 | 29 | 0,33 | 0,40 |
| Майамі-Біч, шт. Флорида, США | 7 | 37 | 0,76 | 0,91 |
| Галвестон, шт. Техас, США | 5 | 07 | 0,30 | 0,43* |
| о. Марака, Бразилія | 6 | 00 | 6,98 | 9,15 |
| Ріо-де-Жанейро, Бразилія | 2 | 23 | 0,76 | 1,07 |
| Каллао, Перу | 5 | 36 | 0,55 | 0,73 |
| Бальбоа, Панама | 3 | 05 | 3,84 | 5,00 |
| Сан-Франциско, шт. Каліфорнія, США | 11 | 40 | 1,19 | 1,74* |
| Сіетл, шт.Вашингтон, США | 4 | 29 | 2,32 | 3,45* |
| Нанаймо, пров. Британська Колумбія, Канада | 5 | 00 | ... | 3,42* |
| Сітка, шт.Аляска, США | 0 | 07 | 2,35 | 3,02* |
| Санрайз, затока Кука, шт. Аляска, США | 6 | 15 | 9,24 | 10,16 |
| Гонолулу, шт. Гаваї, США | 3 | 41 | 0,37 | 0,58* |
| Папеете, о. Таїті, Французька Полінезія | ... | ... | 0,24 | 0,33 |
| Дарвін, Австралія | 5 | 00 | 4,39 | 6,19 |
| Мельбурн, Австралія | 2 | 10 | 0,52 | 0,58 |
| Рангун, М'янма | 4 | 26 | 3,90 | 4,97 |
| Занзібар, Танзанія | 3 | 28 | 2,47 | 3,63 |
| Кейптаун, ПАР | 2 | 55 | 0,98 | 1,31 |
| Гібралтар, влад. Великобританії | 1 | 27 | 0,70 | 0,94 |
| Гранвіль, Франція | 5 | 45 | 8,69 | 12,26 |
| Літ, Великобританія | 2 | 08 | 3,72 | 4,91 |
| Лондон, Велика Британія | 1 | 18 | 5,67 | 6,56 |
| Дувр, Великобританія | 11 | 06 | 4,42 | 5,67 |
| Ейвонмут, Великобританія | 6 | 39 | 9,48 | 12,32 |
| Рамсі, о. Мен, Великобританія | 10 | 55 | 5,25 | 7,17 |
| Осло, Норвегія | 5 | 26 | 0,30 | 0,33 |
| Гамбург, Німеччина | 4 | 40 | 2,23 | 2,38 |
| * Добова амплітуда припливу. | ||||
Література:
Шулейкін В.В. Фізики моря.М., 1968
Гарві Дж. Атмосфера та океан.М., 1982
Дрейк Ч., Імбрі Дж., Кнаус Дж., Турекіан До. Океан сам собою і для нас.М., 1982
Рівень поверхні води в морях та океанах нашої планети періодично змінюється, коливається у деяких інтервалах. Ці періодичні коливання і є морські припливи та відливи.
Картина морських припливів та відливів
Щоб наочно уявити собі картину морських припливів та відливівУявіть, що ви стоїте на пологому березі океану, в якій-небудь бухті, в 200-300 метрах від води. На піску багато різних предметів – старий якір, трохи ближче велика купа білого каменю. Ось зовсім вже недалеко лежить залізний корпус невеликого суденця, що повалився на бік. Низ його корпусу в носовій частині сильно пропоре. Очевидно, колись це судно, перебуваючи недалеко від берега, налетіло на якір. Ця аварія сталася, ймовірно, під час відливу, і, мабуть, судно лежить на цьому місці вже не один рік, оскільки майже весь його корпус встиг покритися коричневою іржею. Винуватцем аварії судна ви схильні вважати необережного капітана. Мабуть, якір і був тим гострим знаряддям, на яке налетіло судно, що повалилося на бік. Ви шукаєте цей якір та не можете знайти. Куди він міг подітися? Тут ви помічаєте, що вода вже підбирається до купи білого каміння, і тоді здогадуєтеся, що бачений вами якір давно вже затоплений приливною хвилею. Вода настає на берег, вона продовжує підніматися все далі і далі вгору. Ось уже й купа білого каміння виявилася майже вся прихованою під водою.Явлення морських припливів та відливів
Явлення морських припливів та відливівлюди давно пов'язували з рухом Місяця, але цей зв'язок залишався загадкою до тих пір, поки геніальний математик Ісаак Ньютонне пояснив на підставі відкритого ним закону тяжіння. Причиною цих явищ є дія тяжіння Місяця, що надається на водну оболонку Землі. Ще знаменитий Галілео Галілейпов'язував припливи та відливи з обертанням Землі і бачив у цьому один із найбільш обґрунтованих і вірних доказів справедливості вчення Миколи Коперника, (докладніше: ). Паризька академія наук в 1738 оголосила премію тому, хто дасть найбільш обґрунтований виклад теорії припливів. Премію тоді здобули Ейлер, Маклорен, Д. Бернуллі та Кавальєрі. Перші троє брали в основу своїх робіт закон тяжіння Ньютона, а єзуїт Кавальєрі пояснював припливи на підставі гіпотези вихорів Декарта. Проте найвидатніші роботи у цій галузі належать Ньютону та Лапласу, і наступні дослідження грунтуються на висновках цих великих учених.Як пояснити явище припливів та відливів
Як найбільш наочно пояснити явище припливів та відливів. Якщо для простоти вважатимемо, що земна поверхня вся суцільно покрита водяною оболонкою, і подивимося на земну кулю з одного з її полюсів, то картину морських припливів і відливів можна буде уявити так.Місячне тяжіння
Та частина поверхні нашої планети, яка звернена до Місяця, знаходиться до неї ближче; внаслідок цього вона піддається більшому впливу сили місячного тяжіння, ніж, наприклад, центральна частина нашої планети і, отже, відтягується до Місяця більше, ніж інші частини Землі. Через це на боці зверненої до Місяця, і утворюється припливний горб. Одночасно з цим на протилежному боці Землі найменш підданого тяжінню Місяця виникає такий же приливний горб. Земля тому набуває вигляду постаті, дещо витягнутої вздовж прямої, що з'єднує центри нашої планети та Місяця. Таким чином, на двох протилежних сторонах Землі, розташованих на одній прямій, яка проходить через центри Землі та Місяця, утворюються два великі горби, два величезних водяних здуття. В цей же час на двох інших сторонах нашої планети, розташованих під кутом в дев'яносто градусів від вищезазначених точок максимального припливу, відбуваються найбільші відливи. Тут вода спадає більше, ніж будь-де в іншому місці поверхні земної кулі. Лінія, що з'єднує ці точки на момент відпливу, дещо скорочується, і цим створюється враження збільшення витягнутості Землі у бік максимальних точок припливу. Ці точки максимального припливу внаслідок місячного тяжіння постійно зберігають своє становище щодо Місяця, але, оскільки Земля здійснює обертання навколо осі, то протягом доби вони хіба що переміщаються у всій поверхні земної кулі. Тому у кожній місцевості протягом доби буває два припливи та два відливи.Сонячні припливи та відливи
Сонце, як і Місяць, силою свого тяжіння виробляє припливи і відливи. Але воно знаходиться на набагато більшій відстані від нашої планети в порівнянні з Місяцем, і сонячні припливи, що виникають на Землі, майже в два з половиною рази менше від місячних. Тому сонячні припливи, окремо не спостерігаються, а розглядається лише їх вплив на величину припливів місячних. Так наприклад, найбільші морські припливи та відливи бувають під час повні і молодика, тому що в цей час Земля, Місяць і Сонце знаходяться на одній прямій, і наше денне світило своїм тяжінням посилює тяжіння Місяця. Навпаки, коли ми спостерігаємо Місяць у першій чи останній чверті (фазі), мають місце найменші морські припливи та відливи. Це тим, що у разі місячний приплив збігається з сонячним відливом. Дія місячного тяжіння зменшується на величину тяжіння Сонця.Приливне тертя
« Приливне тертя», що існує в нашій планеті, надає у свою чергу вплив на місячну орбіту, так як приливна хвиля, що викликається місячним тяжінням, надає зворотну дію на Місяць, створюючи тенденцію до прискорення її руху. Внаслідок цього Місяць поступово віддаляється від Землі, період її звернення зростає, і вона, ймовірно, трохи відстає у своєму русі.Величина морських припливів
Крім відносного становища у просторі Сонця, Землі та Місяця, на величину морських припливіву кожній окремій місцевості впливають форма морського дна та характер обрису берегів. Відомо також, що у закритих морях, як, наприклад, в Аральському, Каспійському, Азовському та Чорному, припливи та відливи майже не спостерігаються. Насилу їх вдається виявити і у відкритих океанах; тут припливи ледве сягають одного метра, рівень води підвищується дуже незначно. Але в деяких бухтах спостерігаються припливи такої колосальної величини, що вода піднімається на висоту понад десять метрів і в деяких місцях затоплює колосальні простори.
Припливи та відливи в повітряній та твердій оболонках Землі
Припливи та відлививідбуваються також у повітряній та твердій оболонках Землі. Ці явища в нижчих шарах атмосфери майже не помічаємо. Для порівняння зазначимо, що і на дні океанів припливи та відливи не спостерігаються. Ця обставина пояснюється тим, що у припливних процесах беруть участь головним чином верхні шари водної оболонки. Припливи та відливи в повітряній оболонці можна виявити тільки при тривалому спостереженні за зміною атмосферного тиску. Що стосується земної кори, то кожна її частина внаслідок приливної та відливної дії Місяця за добу двічі піднімається і двічі опускається приблизно на кілька дециметрів. Інакше висловлюючись, коливання твердої оболонки нашої планети за своєю величиною приблизно втричі менше коливань рівня поверхні океанів. Таким чином, наша планета весь час ніби дихає, роблячи глибокі вдихи та видихи, а її зовнішня оболонка, як груди великого чудо-богатиря, то трохи піднімається, то опускається. Ці процеси, які у твердої оболонці Землі, вдається виявити лише з допомогою приладів, службовців реєстрації землетрусів. Слід зауважити, що припливи та відливи відбуваються і на інших світових тілахі мають величезний вплив на їх розвиток. Якби Місяць був нерухомий по відношенню до Землі, то за відсутності інших факторів, що впливають на запізнення приливної хвилі, у будь-якому місці земної кулі через кожні 6 годин відбувалося б за добу два припливи і два відливи. Але оскільки Місяць безперервно звертається навколо Землі і до того ж у той самий бік, у якому обертається навколо своєї осі і наша планета, то виходить деяке запізнення: Земля встигає повернутися до Місяця кожною своєю частиною не протягом доби, а приблизно о 24 годині та 50 хвилин. Тому в кожній місцевості приплив або відлив триває не рівно 6:00, а близько 6:00 і 12,5 хвилин.Чергування припливів та відливів
Крім того, слід зазначити, що правильність чергування припливів та відливівпорушується залежно від характеру розташування материків на планеті і безперервного тертя води поверхню Землі. Ці неправильності у чергуванні іноді досягають кількох годин. Таким чином, найбільш «висока» вода буває не в момент кульмінації Місяця, як це слідує відповідно до теорії, а на кілька годин пізніше проходження Місяця через меридіан; це запізнення називається прикладною годиною порту і досягає іноді 12 годин. Раніше була поширена думка, що морські припливи та відливи пов'язані з морськими течіями. Тепер усім відомо, що це явища різного порядку. Приплив – рід хвильового руху, подібного до того, що виникає внаслідок вітру. Плаваюча предмет при наступі приливної хвилі здійснює коливання, як і за хвилі, що виникає від вітру, – вперед і назад, вниз і вгору, але з несеться нею, як течією. Період приливної хвилі становить близько 12 годин і 25 хвилин, і через цей проміжок часу предмет зазвичай повертається у вихідне положення. Сила, що викликає припливи, набагато менше сили тяжіння. У той час як сила тяжіння обернено пропорційна квадрату відстані між тілами, що притягуються, сила, що викликає припливи, приблизно назад пропорційна кубу цієї відстані, а не квадрату його.Давайте відвернемося від глобальних проблем існування людства і спробуємо розгадати "просту" таємницю. Таємницю океанічних припливів та відливів.
"Яка ж це таємниця? - скаже будь-яка, в міру освічена людина. - Адже будь-який школяр знає, що припливи і відливи на Землі - результат гравітаційного впливу Місяця."
В Інтернеті (Вікіпедія - стаття "Приплив і відлив") написано що,...
________________________________________ _____________________________
Прилив і відлив - періодичні вертикальні коливання рівня океану або моря, що є результатом зміни положень Місяця та Сонця щодо Землі спільно з ефектами обертання Землі та особливостями даного рельєфу, що проявляються в періодичному горизонтальному зміщенні водних мас. Припливи та відливи викликають зміни у висоті рівня моря, а також періодичні течії, відомі як приливні течії, що роблять пророцтво припливів важливим для прибережної навігації.
і далі там же.
________________________________________ ______________________________
Хоча для земної кулі величина сили тяжіння Сонця майже в 200 разів більша, ніж сили тяжіння Місяця, приливні сили, що породжуються Місяцем, майже вдвічі більше, ніж Сонце. Це відбувається через те, що приливні сили залежать не від величини гравітаційного поля, а від його неоднорідності. При збільшенні відстані джерела поля неоднорідність зменшується швидше, ніж величина самого поля. Оскільки Сонце майже в 400 разів далі від Землі, ніж Місяць, то приливні сили, що викликаються сонячним тяжінням, виявляються слабшими.
________________________________________ ______________________________
І скільки б Ви не шукали в інтернеті, скрізь буде написано приблизно те саме.
У тій же статті представлені також розрахунки, із застосуванням складних математичних формул, якогось приливоутворюючого потенціалу і величини приливного горба.
Я не став розбиратися в закутках математичної нісенітниці, в черговий раз переконавшись, що математика в руках ідіота подібна до гранати в руках мавпи, тобто. з її допомогою можна "довести" будь-яку ідіотську фанатазію, було б бажання.
Отже, сучасні горе-вчені хоч і засовують у визначення припливів і відливів Сонце, проте, пославшись якусь неоднорідність гравітаційного поля, вважають, головна роль створенні припливів-відливів (далі ПЗ) належить Місяцю.
До честі (хоча й досить сумнівної честі) сучасної вченої братії треба сказати, що гіпотезу про місячні ПЗ створили не вони, а якийсь Хосе де Акоста - "... іспанський історик, географ і натураліст, член ордена єзуїтів, католицький місіонер..." ". А сучасні вчені всього лише повторюють, як папуги, не ними сочинену собачу нісенітницю.
Втім, і Хосе де Акоста не можна звинувачувати за його наївні вишукування на ниві фізики. Адже створив він свою гіпотезу про місячні ПЗ аж у 1590 р., тобто. приблизно за сто років до відкриття Ісаком Ньютоном законів механіки та Закону Всесвітнього тяжіння.
Оскільки ми з Вами живемо в 21-му столітті і всі перелічені вище закони товариша Ньютона знаємо і оскільки ми не сучасні горе-вчені-папуги, спробуємо все-таки придумати щось розумніше і має відношення до науки, ніж наведені вище цитати з Вікіпедії.
Отже, ми знаємо, що явище ПО трапляється регулярно двічі на добу. Це факт. Отже це явище, яке хіба що поділяє Землю на частини.
Той факт, що ПЗ абсолютно синхронні обертанню Землі навколо своєї осі, доводить те, що явище ПЗ обумовлене цим обертанням.
Можна припустити, що у Землю діють деякі сили, которые:
- по-перше, поділяють Землю надвоє;
- по-друге, розтягують Землю формою еліпсоїда, внаслідок чого утворюється перевищення однієї частини земної поверхні над іншою;
- по-третє, вплив на Землю цих сил має якийсь більш менш стабільний і певним чином орієнтований в космосі напрямок, що не залежить від Землі, внаслідок чого комбінація впливу цих сил і обертання Землі навколо своєї осі створює приливну хвилю.
А тепер давайте подумаємо: що ж це за сили, що задовольняють перелічені вище умови?
Де джерело цих сил?
Чи може бути таким джерелом Місяць?
Звичайно ж ні!
Місяць не задовольняє другу умову. Маячня про нерівномірність гравітаційного поля забудемо як страшний сон.
А чи може бути таким джерелом Сонце?
Звичайно ж да!
Сонце може створити сили, що розтягують Землю в еліпсоїд, і ці сили орієнтовані в напрямку на Сонце.
Що це за сили?
Щоб відповісти це питання проведемо уявний експеримент. Уявімо собі пружинку. До одного кінця цієї пружинки прив'язана мотузочка. Тепер, якщо ми будемо з великою швидкістю, тримаючи за мотузку, обертати пружинку, то що станеться зі пружинкою?
Правильно! Пружинка розтягуватиметься. А відбувається це тому, що на пружинку діють дві сили: доцентрова, пряжинку, що тягне за мотузку, до центру обертання і відцентрова, яка намагається залучити пружинку у світовий простір у напрямку від центру обертання.
Далі аналогію не пояснюватиму, оскільки передбачається, що читачі цієї статті знайомі з фізикою курсу середньої школи.
Так от, подібно до пружини у вищенаведеному уявному досвіді, Земля обертається навколо Сонця і на неї, як і на пружину в аналогії, діють доцентрова і відцентрова сили, що розтягують Землю в еліпсоїд. Земний еліпсоїд витягнутий у напрямку Сонця, а щодо поверхні Землі він рухається зі швидкістю рівної швидкості обертання Землі щодо своєї осі. Найпростіший розрахунок дозволяє дізнатися, що висота цього еліпса приблизно дорівнює п'яти кілометрам. Це означає, що у напрямку максимальної дії сил кожна точка земної поверхні, причому не лише вода океанів, а й суша, піднімається на п'ять кілометрів. Найбільш чуйно на цей вплив відгукується звичайно вода, що і призводить до явища ПЗ. Земна кора, зокрема та її частина, що є дном океанів, під впливом явища ПО, піддається деформації. Під впливом приливно-відливних сил земна кора, двічі на добу, спочатку шість годин вигинається в один бік, а потім шість годин в інший. У зв'язку з цим, існує досить велика ймовірність, що комбінація сил, що призводять до ПО, стає також спусковим механізмом для землетрусів.
Але повернемося до ПЗ. Рух еліпса вздовж поверхні землі призводить до того, що всі точки земної поверхні спочатку піднімаються, та був опускаються. Для простоти уявіть собі блюдце (тарілку, тазик), наповнене, але не до країв, водою. Блюдце – це океан, а краї блюдця, непокриті водою – береги океану. Явище нахиляє блюдце з боку в бік. Вода накочує спочатку на берег, а потім на інший.
Причому точки над якими Сонце знаходиться в зеніті, а це приблизно 12 годин дня - це одна з чотирьох мертвих точок (інші три м.т. - це 6 годин ранку і вечора і 12 ночі). У цей момент приплив змінюється на відлив чи навпаки і океан, біля узбережжя, спокійний. А період, коли на узбережжі настає приплив або відлив - це час, коли Місяць дуже часто опиняється в зеніті. Сонце в цей час зазвичай виявляється ближче до горизонту, або знаходиться за горизонтом. Тому, людям, мозок яких не обтяжений знанням законів фізики (Хосе де Акоста), або знають закони фізики, але безмозким (на зразок сучасних горе-науковців), легше пов'язати явище ПО з Місяцем.
Логіка їх міркувань приблизно така: ось бачите - приплив (відлив) і на небі Місяць, а Сонця немає, а коли на небі Сонце, то океан спокійний, отже Сонце не створює ПЗ. Стало бути причиною ПЗ є Місяць. Дурням невтямки, що коли небесне тіло, що викликає ПЗ, Сонце, знаходиться в зеніті, якраз і не повинно бути ні припливу ні відливу.
Є ще одна важлива особливість, що ускладнює розуміння природи програмного забезпечення.
Звернемося до досвіду із блюдцем. Якщо ми нахилимо блюдце в один бік, то на його березі буде приплив, на іншому - відлив. Це означає наступне - різні узбережжя океанів, західне та східне будуть відчувати явище ПЗ прямо протилежним чином.
Візьмемо для прикладу Атлантичний океан. Спочатку проаналізуємо поведінку його східного, африканського узбережжя.
Шість годин ранку (місцевого часу). Зі сходу, тобто. з африканського континенту на берег починає накочуватися еліпс. Ми собі уявляємо блюдце, що нахиляється зі сходу на захід. Східне узбережжя блюдця (побережжя Африки) починає звільнятися від води, тобто. починається відлив.
Таким чином, на атлантичному узбережжі Африки з 6 до 12 години ранку і, відповідно, з 6 до 12 години вечора спостерігається ВІДЛИВ.
Тепер подивимося, що відбувається, в аналогічних умовах, на західному, американському, узбережжі Атлантики.
Шість годин ранку (місцевого часу). Зі сходу, тобто. із просторів Атлантичного океану на берег починає накочуватися еліпс. Ми собі уявляємо блюдце, що нахиляється зі сходу на захід. Західне узбережжя блюдця (узбережжя Америки) починає покриватися водою, тобто. починається приплив.
Таким чином, на атлантичному узбережжі Америки з 6 до 12 години ранку і, відповідно, з 6 до 12 години вечора спостерігається ПРИЛИВ.
Ми не сильно погрішимо проти істини якщо скажемо, що на атлантичному узбережжі Африки двічі на добу трапляється відлив, а на атлантичному узбережжі Америки – приплив.
Переходимо до наступної таємниці ПЗ.
Мені завжди було незрозуміло: чому явище ПО найсильніше проявляється на узбережжях океанів, набагато менше на узбережжях великих морів, таких як Середземне, і дуже незначно, майже непомітно, на узбережжях малих морів, таких як Чорне?
Виходячи з місячної гіпотези ПЗ пояснити цей факт неможливо. Справді, якщо приливний горб лежить на поверхні води виникає через неоднорідності гравітаційного поля, чому у океанах цей горб виникає, а дрібних морях немає? Що заважає? Над морями що, гравітація інша, не така, як над океанами?
Досить поставитися такими питаннями, як відразу стане зрозуміло, що місячна гіпотеза ПО - в чистому вигляді марення лунатика.
А тепер спробуємо роз'яснити ситуацію, виходячи з правильного розуміння явища ПЗ.
Що таке Атлантичний океан порівняно з Середземним морем чи Чорним? А це просто "блюдце" набагато більших розмірів. Якщо ми нахилимо на той самий кут блюдце маленьке, більше і дуже велике, то береги якого блюдця будуть затоплені найбільше?
Правильно! Найбільше затоплять береги дуже великого блюдця. Якщо хтось сумнівається, може взяти різні блюдця та поекспериментувати.
Або можна намалювати на папері прямокутний трикутник. Причому один із двох гострих кутів зробіть набагато менше іншого. У вас вийде трикутник з дуже довгою гіпотенузою, одним довгим катетом та одним коротким. Довгий катет - це поверхня водойми до початку ПЗ, гіпотенуза - це поверхня водойми під час ПЗ, а маленький катет - це висота ПЗ. Тепер, якщо Ви продовжите гіпотенузу і довгий катет, а потім подовжені частини з'єднайте, побачите, що висота ПЗ збільшилася. Отже, що більше розміри водойми, то потужніше ПО, за всіх інших рівних умов.
Безумовно, що на висоту ПЗ впливає не тільки розмір водоймища, але і на якій широті він знаходиться. Що далі від екватора, то явище ПО проявляється слабшим.
І нарешті, оскільки земна куля нахилена до площини сонячної екліптики, то на величину ПЗ впливає, так само, пора року.
Природно я перерахував ті чинники, що впливають ПЗ, які зумовлені обертанням Землі навколо своєї осі і рухом її навколо Сонця.