какое название носят приливы которые наблюдаются в дни новолуния и полнолуния
Какое название носят приливы которые наблюдаются в дни новолуния и полнолуния
Понятие о приливах и терминология
Периодические колебания уровня воды Мирового океана, происходящие под влиянием силы притяжения Луны и Солнца, называются приливами и отливами.
Приливообразующая сила Луны в 2,17 раза больше, чем Солнца, поэтому Луна является основным фактором для приливов и отливов.
Это явление было известно еще в глубокой древности, но правильное объяснение причин данного явления впервые было дано Ньютоном, открывшим закон всемирного тяготения.
Сила притяжения каждой точки Земли массой Луны всегда направлена по линии, соединяющей данную точку Земли с центром Луны. Таким образом, две силы — сила притяжения массой Луны и центробежная сила от вращения системы «Луна — Земля» — одновременно действуют на каждую точку Земли. Одна из них направлена от Луны, другая — к Луне. Эти две силы, каждая в отдельности, не уравновешивают друг друга. Разность между ними и образует приливообразую-щую силу Луны на данную точку Земли.
Колебания уровня воды в морях и океанах достигают больших величин. Например, в проливе Бристоль колебания уровней достигают 13 м, а в заливе Фунди на западном берегу Атлантического океана — 16,2 м. Приливы и отливы оказывают большое влияние на развитие судоходства и безопасность плавания.
При плавании вблизи берегов необходимо знать величину прилива в данном месте. Сведения о приливах опубликованы в специальных навигационных пособиях. Судоводители обязаны хорошо представлять природу явления и знать терминологию приливов, чтобы, пользуясь пособиями, использовать даваемые ими сведения для решения различных навигационных задач.
Характер приливов. Колебания уровня воды в морях и океанах очень сложны по своей структуре, а поэтому предсказание и расчет величины и времени их наступления в данном месте являются весьма сложной задачей. Для облегчения вычисления характеристик приливов они сгруппированы и классифицированы. В соответствии с этим в навигационных пособиях принято следующее подразделение приливов.
Полусуточные приливы — характеризуются тем, что в каждые сутки бывают две полные и две малые воды, вследствие чего период явления составляет половину лунных суток — в среднем 12 ч 25 мин. Высоты следующих друг за другом полных и малых вод почти одинаковы. Подъем и падение уровня протекают правильно и выражаются синусоидальной кривой. Приливы с большими величинами наблюдаются в дни полнолуния и новолуния (сизигийные приливы).
Хорошо выраженные полусуточные приливы наблюдаются вдоль Мурманского берега Баренцева моря, на большей части Белого моря и в пределах почти всего Атлантического океана.
Суточные приливы — характеризуются одной полной и одной малой водой, вследствие чего период явления равен суткам. Величина прилива увеличивается и уменьшается в зависимости от изменения склонения Луны. Во время прохождения Луны через экватор при суточных приливах могут наблюдаться стояния уровня. Подъем и падение уровня графически выражаются синусоидальной кривой. При малых склонениях Луны величины приливов малы (экваториальные приливы), а при достижении максимальных значений склонения Луны — наибольшие (тропические приливы).
Суточные приливы наблюдаются главным образом в Тихом океане и встречаются редко.
Смешанные приливы по своему характеру сложны и разнообразны. На протяжении месяца период приливных колебаний уровня меняется с полусуточного на суточный, и наоборот. Смешанные приливы подразделяются на две группы: неправильные полусуточные и неправильные суточные. Неправильные полусуточные приливы по своему характеру близки к полусуточным приливам и в них существует разница между временем роста и временем падения уровня. В неправильных суточных приливах преобладают особенности характера суточных приливов, и основные элементы этих приливов меняются в зависимости от изменения склонения Луны. Неправильные суточные приливы чаще всего встречаются в водах Тихого океана.
Аномальные приливы отличаются по отдельным признакам от перечисленных выше основных видов приливов.Такие приливы усложняются влиянием мелководья (так называемые «мелководные приливы»), у которых нарушается симметрия в подъеме и спаде уровня. Иногда в условиях мелководья полусуточные приливы становятся четверть-суточными с четырьмя полными и четырьмя малыми водами (двойные полусуточные). Такие приливы наблюдаются в некоторых портах пролива Ла-Манш и в Белом море. Кроме таких приливов, встречаются и другие разновидности, но наблюдаются они редко.
Термины и условные обозначения. При решении задач приняты следующие основные термины и обозначения:
ПВ — полная вода (высший уровень)
ВПВ — высокая полная вода
НПВ — низкая полная вода
НМВ — низкая малая вода
В — величина прилива
h — поправка глубины
Гл — глубина действительная
Глк — глубина, указанная на карте
Z0 — средний приливной уровень
hпв — высота полной воды
hMB — высота малой воды
h3 — заданный уровень прилива
Δh — поправка высоты уровня воды
ΔhПВ — поправка высоты полной воды
Δhмв — поправка высоты малой воды
Тгр — гринвичское время
Тр — продолжительность роста
Тп — продолжительность падения
ΔТП — промежуток времени
ΔТПВ — промежуток времени отполной воды
ΔТМВ — промежуток времени отмалой воды
tпв — момент полной воды
tмв — момент малой воды
Δtпв — поправка времени ПВ
Δtмв — поправка времени
MBТл — лунный промежуток
ПЧ — прикладной час
ΔПЧ — поправка прикладного часа
Полная вода (ПВ) — это наивысший уровень воды при приливе. Малая вода (MB) — наинизший уровень воды при отливе. Величина прилива (В) — это разность между высотами уровней смежных полной и малой воды
Продолжительность роста Tv — это промежуток времени от момента малой воды до момента полной воды
Продолжительность падения Ти — промежуток времени от момента полной воды до последующего момента малой воды
Состояние уровня — явление покоя уровней вблизи полней или малой воды. Средний уровень Z0 — это полусумма высот полной и малой воды
Промежуток от ближайшей полной или малой воды ΔТПВ; ΔТМВ — это промежуток времени от заданного момента до ближайшей полной или малой воды.
Сизигийные приливы — это те приливы, которые наблюдаются в дни сизигий, т. е. в дни новолуния и полнолуния. Сизигийный прилив дает наибольшую высоту уровня hПВ — max, а отлив имеет наименьшую высоту уровня hMB — min. Сизигийные приливы к отливы бывают 2 раза в течение лунного месяца.
Квадратурные приливы — это приливы, которые наблюдаются в дни астрономических квадратур, т. е. в дни первой и последней четвертей Луны. В дни квадратур hПВ — min, a hMB — max. Величина прилива в квадратуре наименьшая.
Величины приливов в течение месяца постепенно меняются: 2 раза в месяц наблюдаются приливы с большими величинами и 2 раза — с малыми. Эти изменения называются полумесячными неравенствами в высотах и величинах приливов. При больших склонениях Луны приливы называются тропическими, а при прохождении Луны через экватор — экваториальными. Месячные неравенства приливов проявляются в зависимости от расстояния между Землей и Луной. В перигее наблюдаются наибольшие, а в апогее наименьшие приливы.
Лунный промежуток (Тл) — это промежуток времени между моментами кульминации Луны на данном меридиане и наступлением ближайшей за этой кульминацией полной воды.
Прикладной час порта (ПЧ) — средний из лунных промежутков в дни сизигий, выведенный из значительного числа наблюдений.
Приливные уровни. Высоты уровней отсчитываются от нуля глубин. На морских навигационных картах все глубины даны для этого уровня — нуля глубин.
Для советских карт нуль глубин — это наинизший уровень из малых сизигийных вод, наблюдаемый за ряд лет. Для судоводителя всегда необходимо знать истинную глубину в заданный момент. Возвышение уровня над нулем глубин называется поправкой глубины (h). Тогда действительная глубина
Приливные уровни подразделяются на главные и навигационные (рис. 130).
Рис. 130. Приливные уровни
К главным уровням относятся: действующий уровень — уровень, наблюдаемый в данный момент; нуль глубин (самая малая сизигийная вода).
К навигационным уровням относятся: средняя малая сизигийная вода; средняя малая квадратурная вода; средний уровень; средняя полная квадратурная вода; средняя полная сизигийная вода.
При плавании вблизи берегов, в особенности при подходе к берегу, входе в порт, плавании в узкостях, по фарватеру и в устьях рек и т. д., все время приходится учитывать изменения глубин, связанные с при-ливно-отливными явлениями. Сведения о глубинах судоводитель должен иметь заранее до подхода к данному району и поэтому он должен уметь предвычислять элементы прилива.
Приливы и отливы на Земле
Приливы и отливы — это периодические повышения и понижения уровня воды в океане или море. Они происходят под влиянием на Землю приливных сил Луны и Солнца.
Прилив поднимает воду к Земле, когда вода отступает, возникает отлив. Дважды в течение суток с промежутком времени можно наблюдать, как вода у берега поднимается и заливает часть суши. Спустя время уровень воды снова понижается и вода отступает, обнажая прибрежное дно.
Еще с древности люди наблюдали за этим явлением. Основную причину приливов и отливов впервые указал Исаак Ньютон. В 1687 году великий математик изложил закон всемирного тяготения. Этот закон послужил важнейшим шагом к научному пониманию природы приливов.
Что такое приливы и отливы
Приливы и отливы — ритмические поднятия и опускания уровня воды в океанах, вызванные притяжением Луны и Солнца. Они возникают два раза в день и регулярно сменяют друг друга.
Наша планета Земля входит в состав солнечной системы и является третьей по счёту планетой от Солнца. Она имеет единственный спутник — Луну. Положение Земли и её спутника определяют многие процессы, происходящие на Земле. Сила лунного притяжения и сила, возникающая при взаимном вращении Земли и Луны приводит к образования приливов и отливов на Земле.
Солнце гораздо удалено от Земли, поэтому оказывает меньшее влияние. Приливообразующая сила Луны больше в 2,17 раз, поэтому характеристики прилива в основном зависят от взаимного положения Луны и Земли.
Приливно-отливные процессы имеют следующий механизм:
В ходе отлива, когда вода начинает отходить (с разной скоростью) обратно в море может возникнуть отбойное течение – это сильное движение воды от берега. Оно наблюдаются в прибрежных зонах. Отбойное течение представляет угрозу для отдыхающих.
Опасность этого течения заключается в том, что оно формируется на малых глубинах. Человек может находиться недалеко от берега (на мелководье), а нарастающая вода может сбить с его ног и унести в открытое море (океан). Главное в таком случае, соблюдать меры предосторожности и технику безопасности. Даже первоклассные пловцы могут не справиться с отбойным течением в результате неправильных действий.
Продолжительность
В среднем полный приливно-отливной цикл длится 12-13 часов. Вращение планеты оказывает на процесс своё влияние — он имеет периодичность (т.е. происходит дважды в сутки). Вертикальный промежуток между пиком и минимумом называется приливной амплитудой.
Но гораздо важнее в приливно-отливном процессе не столько суточная, сколько месячная цикличность. Положение «малой» и «полной» отметки изменяется в зависимости от лунной фазы (т.е. полнолуния и новолуния). Так что частота максимальной приливной амплитуды составляет дважды в месяц, это же касается и минимальной.
На показатели приливной высоты влияет и особенность рельефа побережья. Например, если участок имеет воронкообразную форму, то во время движения приливной волны берег будет сжиматься. Уровень воды станет выше, чем на соседних участках суши, которые имеют отличную от него форму.
Наиболее высокие точки приливов наблюдаются в:
Причина приливов и отливов
Здесь оказывают влияние два главных фактора:
Рассмотрим подробнее каждый из них.
Воздействие Луны
Земля и её спутник — Луна неразрывно связаны друг с другом. Они оказывают друг на друга значительное влияние. Именно благодаря этой связи сохраняется определённое расстояние между орбитами этих космических тел. Планета и спутник стремительно приближаются друг к другу и также стремительно друг от друга отдаляются.
Во время приближения Луны к Земле, планетарная кора последней как бы выгибается в сторону объекта, который к ней притягивается. Именно по этой причине воды Мирового океана начинают смещаться, поднимаются над поверхностью планеты.
Но вот вопрос — куда же уходит вода при отливе, когда Луна отдаляется от Земли? Естественно, водная масса никуда не исчезает, она просто возвращается на своё прежнее место. Это говорит о том, что водные объёмы Земли постоянно перемещаются с места на место.
Интересно, что приливы в то же время происходят и на противоположной к Луне стороне Земли. И если в первом случае планетарная кора выгибается, что объясняет подъём водного пространства при притяжении спутника, то с противоположной стороны это же явление вызывается снижением силы притяжения. То есть там кора как бы оседает, а свободное пространство заполняется водой.
Так как оборот спутника Земли вокруг планеты составляет чуть больше 24 часов, то каждые последующие сутки время наступления прилива и отлива будет отодвигаться на 50 минут. Волна, которая движется со скоростью 1600 км/ч, будет «гнаться» за спутником, смещаясь за планетарные сутки на 13°.
В астрономии принято считать, что приливные волны оказывают влияние на скорость движения Земли. Они формируют течения, а те, в свою очередь, движутся, подвергая испытаниям силу сопротивления земной коры. Это замедляет планету.
Ещё каких-то несколько миллиардов лет назад земные сутки составляли 22 часа, поэтому можно с уверенностью прогнозировать, что в будущем Земля замедлится настолько, что её сутки полностью синхронизируются с лунными сутками, а приливно-отливные процессы прекратят существовать.
Воздействие Солнца
Солнце оказывает только небольшое воздействие на приливные силы. Оно находится на значительном расстоянии от планеты и её спутника (почти в 400 раз дальше от Земли, чем Луна).
При своём движении вокруг Земли Луна занимает различное положение относительно Солнца. Эти положении называются фазами (новолуние, нарождающаяся Луна, неполная Луна, полнолуние, неполная Луна, убывающая).
Во время полнолуния и новолуния сразу три косметических тела (Луна, Солнце и Земля) выстраиваются в линию. В результате таких перемещений солнечная амплитуда накладывается поверх лунной, это приводит к выраженным (максимальным) колебаниям воды. Их называют сизигийными. А минимальный прилив наблюдается тогда, когда действие сил Луны и Солнца находится под прямым углом. Такое явление называется квадратурным приливом.
Разновидности
Приливно-отливные циклы принято разделять по длительности:
Воздействие и использование человеком
Огромная сила приливно-отливных процессов не могла остаться без внимания человека.
Высочайшие на Земле приливы (15,6 — 18 м) наблюдаются в бухте Фанди (заливе в северо-восточной части залива Мэн). В России самые высокие приливы случаются в Пенжинской губе Охотского моря — до 12,9 м.
лунный календарь на каждый день
Влияние Луны на приливы и отливы
Приливами и отливами называют периодические повышения и понижения уровня воды в океанах и морях. Дважды в течение суток с промежутком около 12 часов 25 минут вода у берега океана или открытого моря поднимается и, если нет преград, заливает иногда большие пространства – это прилив. Затем вода понижается и отступает, обнажая дно – это отлив. Почему это происходит? Об этом задумывались еще древние люди, они-то и заметили, что эти явления связаны с Луной. На основную причину приливов и отливов впервые указал И. Ньютон – это притяжение Земли Луной, а точнее, разность между притяжением Луной всей Земли в целом и водной ее оболочки.
Объяснение приливов и отливов теорией Ньютона
Притяжение Земли Луной складывается из притяжения Луной отдельных частиц Земли. Частицы, находящиеся в данный момент ближе к Луне, притягиваются ею сильнее, а более далекие – слабее. Если бы Земля была абсолютно твердой, то это различие в силе притяжения не играло бы никакой роли. Но Земля не является абсолютно твердым телом, поэтому разность сил притяжения частиц, находящихся вблизи поверхности Земли и вблизи ее центра (эту разность называют приливообразующей силой), смещает частицы относительно друг друга, и Земля, прежде всего ее водная оболочка, деформируется.
В результате на той стороне, которая обращена к Луне, и на ее противоположной стороне вода поднимается, образуя приливные выступы, и там накапливается излишек воды. За счет этого уровень воды в других противоположных точках Земли в это время снижается – здесь происходит отлив.
Если бы Земля не вращалась, а Луна оставалась неподвижной, то Земля вместе со своей водной оболочкой всегда сохраняла бы одну и ту же вытянутую форму. Но Земля вращается, а Луна движется вокруг Земли примерно за 24 часа 50 минут. С этим же периодом и приливные выступы следуют за Луной и перемещаются по поверхности океанов и морей с востока на Запад. Поскольку таких выступов два, то над каждым пунктом в океане дважды в сутки с интервалом около 12 часов 25 минут проходит приливная волна.
Почему высота приливной волны разная
В открытом океане вода поднимается при прохождении приливной волны незначительно: около 1 м и менее, что остается практически незаметным для мореплавателей. Но у берегов даже такой подъем уровня воды заметен. В бухтах и узких заливах уровень воды поднимается во время приливов гораздо выше, так как берег препятствует движению приливной волны и вода накапливается здесь в течение всего времени между отливом и приливом.
Самый большой прилив (около 18 м) наблюдается в одной из бухт на побережье в Канаде. В России наибольшие приливы (13 м) происходят в Гижигинской и Пенжинской губах Охотского моря. Во внутренних морях (например, в Балтийском или Черном) приливы и отливы почти незаметны, потому что в такие моря не успевают проникнуть массы воды, перемещающиеся вместе с океанской приливной волной. Но все равно в каждом море или даже озере возникают самостоятельные приливные волны с небольшой массой воды. Например, высота приливов в Черном море достигает лишь 10 см.
В одной и той же местности высота прилива бывает различной, так как расстояние от Луны до Земли и наибольшая высота Луны над горизонтом с течением времени изменяются, а это приводит к изменению величины приливообразующих сил.
Приливы и Солнце
На приливы также оказывает действие и Солнце. Но приливные силы Солнца в 2,2 раза меньше приливных сил Луны. Во время новолуния и полнолуния приливные силы Солнца и Луны действуют в одном направлении – тогда получаются наиболее высокие приливы. Но во время первой и третьей четвертей Луны приливные силы Солнца и Луны противодействуют, поэтому приливы бывают меньшими.
Приливы в воздушной оболочке Земли и в ее твердом теле
Приливные явления происходят не только в водной, но и в воздушной оболочке Земли. Они называются атмосферными приливами и отливами. Приливы происходят также в твердом теле Земли, поскольку Земля не является абсолютно твердой. Вертикальные колебания поверхности Земли вследствие приливов достигают нескольких десятков сантиметров.
Практическое использование приливов и отливов
Приливная электростанция – это особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.
В 1967 г. во Франции была построена приливная электростанция в устье реки Ранс. В России c 1968 г. действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. Существуют ПЭС и за рубежом — во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах.
Как луна влияет на приливы и отливы
Предки считали, что Луна оказывает значительное влияние на нашу планету. Самое яркое проявление связано с изменениями в водоемах, особенно хорошо это прослеживается в морях и океанах. В статье рассмотрим, влияние Луны на приливы и отливы.
Механизм явления: приливы и отливы
Уровень вод мирового океана зависит от расположения Земли по отношению к Солнцу и Луне. Наша планета, вращаясь, изменяет горизонтальное положение толщи воды. Этот процесс, происходящий в водоемах, ученые подразделяют на три степени.
Луна изменяет уровень вод мирового океана и приподымает их. Весь процесс занимает в среднем 12,5 часов. Когда бывает новолуние и полнолуние, расстояние между уровнями минимального и максимального подъема увеличиваются. При влиянии Луны на приливы и отливы происходит сближение амплитуд больших и малых вод.
Причины возникновения приливов и отливов на Земле
На приливы и отливы оказывают действие два небесных тела: Луна и Солнце. Рассмотрим особенности их влияния.
Воздействие лунной энергии
Почему Луна влияет на приливы и отливы? Она – ближайшая спутница Земли. Лунное притяжение поднимает ближайший к спутнику участок водоема, а вращение Земли заставляет повышаться противоположную часть. Водяной гребень движется к берегу, увеличивая уровень. Так происходят приливы. Приливные выступы с излишком воды образуются одновременно с двух сторон Земли: в обращенной к Луне и противоположной. Из-за этого в перпендикулярных точках уровень воды понижается и наблюдается отлив.
Фазы Луны влияют на приливы и отливы в часовых поясах. В противоположных полушариях они происходят в одинаковое время.
Влияние деятельности Солнца
Солнце находится на большом расстоянии от Земли, соответственно сила его воздействие меньше. Приливы называют солнечными и лунными, когда Земля, Солнце и Луна выстраиваются в прямую линию. Солнечный приток происходит ровно за одни сутки, лунный занимает около 25 часов.
Основные разновидности приливов и отливов
Лунные приливы и отливы разделяют по степени длительности.
Приливы практически незаметны в тех морях, которые отделены неширокими проливами от океанов.
График приливов и отливов на Земле
Для людей, чья деятельность связана с морями и океанами, разработаны таблицы с графиком приливов и отливов. В них обозначены периоды и пики этих явлений, фазы восхода Луны и Солнца, расчет амплитуды изменения уровня вод. Явления происходят летом и зимой в одно и то же время по меридиану. Весной и летом с отклонением на 23 градуса от линии максимального водяного притока и оттока. Графики дают только ориентировочную информацию, так как природа не подвластна человеку. Ее каприз может случиться в любое время.
Влияние приливов и отливов на окружающую среду и человека
Изменение уровня водоемов имеет большое значение для прибрежных обитателей, промышленной деятельности человека, обустройства курортов. Стихия может не только нанести значительный вред, но и оказать помощь и положительное воздействие на организацию отдыха человека.
Волны – убийцы: гипотезы и последствия явления
Человеку кажется, что воздействие небесных тел на Землю хорошо изучено, но катаклизмы все равно случаются. Когда наиболее сильно воздействует Луна и Солнце, образуются гигантские водяные глыбы, достигающие 25 метров в высоту. Волны с огромной амплитудой способны унести в открытое море даже огромные танкеры. Природа их возникновения мало изучена: стремительное формирование и резкое исчезновение до сих пор вызывают споры ученых. Зафиксировать явление удалось с помощью спутников-радаров. Аномальные гребни волн угрожают тем, кто живет в прибрежных районах, разрушает пляжи, наносят вред жилищам.
На организмы населяющие землю
Морские животные больше всех испытывают на себе воздействие уровня водяных колебаний. Моллюски и устрицы начинают активно увеличивать свою популяцию во время приливов.
Небольшим животным колебания уровня воды приносит неудобства. Они вынуждены менять места обитания и перебираться ближе к берегу, чтобы отлив не унес их в море, а прибывшие волны не затопили дома.
На жизнедеятельность человека
Человек начал использовать силу притяжение и воздействия Луны в середине XX века. В разных уголках мира стали появляться гидроэлектростанции. Их принцип работы связан с приливной силой и кинетической энергии вращения нашей планеты. Такие станции строят на морских берегах, где уровень воды подвержен изменению два раза в сутки, а амплитуда может достигать 18 м. В России в 1968 году была введена в эксплуатацию приливная электростанция на берегу Баренцева моря.
В судоходстве фазы полной воды используются для разгрузки судов, следующих вверх по течению рек. В этом помогают графики, по ним капитаны определяют ориентировочное время поднятия воды и амплитуду волны.
Время и сила приливной волны влияют на обустройство курортных зон и пляжей, занятия морскими видами спорта. Люди научились использовать энергию Луны в своих целях, хотя непредвиденные обстоятельства способны нарушить все планы.