Fluxurile și refluxurile se numesc creșteri și scăderi periodice ale nivelului apei în oceane și mări. De două ori în timpul zilei, cu un interval de aproximativ 12 ore și 25 de minute, apa din apropierea țărmului oceanului sau a mării deschise se ridică și, dacă nu există obstacole, uneori inundă spații mari - aceasta este valul. Apoi apa scade și se retrage, expunând fundul - aceasta este valul joase. De ce se întâmplă asta? Chiar și oamenii din vechime s-au gândit la asta și au observat că aceste fenomene sunt asociate cu Luna. I. Newton a fost primul care a subliniat motivul principal al fluxului și refluxului mareelor - aceasta este atracția Pământului de către Lună sau, mai degrabă, diferența dintre atracția Lunii asupra întregului Pământ. și învelișul său de apă.
Explicația fluxului și refluxului mareelor prin teoria lui Newton
Atracția Pământului de către Lună constă în atragerea particulelor individuale ale Pământului de către Lună. Particulele care sunt în prezent mai aproape de Lună sunt atrase de aceasta mai puternic, în timp ce particulele care sunt mai îndepărtate sunt atrase mai puțin. Dacă Pământul ar fi absolut solid, atunci această diferență de forță gravitațională nu ar juca niciun rol. Dar Pământul nu este un corp absolut solid, prin urmare diferența dintre forțele atractive ale particulelor situate în apropierea suprafeței Pământului și în apropierea centrului său (această diferență se numește forța mareelor) deplasează particulele unele față de altele, iar Pământul , în primul rând învelișul său de apă, este deformat.
Drept urmare, pe partea îndreptată spre Lună și pe partea opusă, apa se ridică, formând creste de maree și acolo se acumulează excesul de apă. Din această cauză, nivelul apei în alte puncte opuse ale Pământului scade în acest moment - aici are loc marea joasă.
Dacă Pământul nu s-ar roti și Luna ar rămâne nemișcată, atunci Pământul, împreună cu învelișul său apos, ar menține întotdeauna aceeași formă alungită. Dar Pământul se rotește, iar Luna se mișcă în jurul Pământului în aproximativ 24 de ore și 50 de minute. Cu aceeași perioadă, vârfurile mareelor urmează Lunii și se deplasează de-a lungul suprafeței oceanelor și mărilor de la est la vest. Deoarece există două astfel de proiecții, un val de maree trece peste fiecare punct al oceanului de două ori pe zi, cu un interval de aproximativ 12 ore și 25 de minute.
De ce este diferită înălțimea valului?
În oceanul deschis, apa crește ușor la trecerea unui val: aproximativ 1 m sau mai puțin, ceea ce rămâne practic neobservat pentru marinari. Dar în largul coastei, chiar și o astfel de creștere a nivelului apei este vizibilă. În golfuri și golfuri înguste, nivelul apei crește mult mai sus în timpul mareelor înalte, deoarece malul împiedică mișcarea valului de maree și apa se acumulează aici pe tot timpul dintre reflecția și marea înaltă.
Cea mai mare val (aproximativ 18 m) se observă într-unul dintre golfurile de pe coasta Canadei. În Rusia, cele mai înalte maree (13 m) au loc în golfurile Gizhiginskaya și Penzhinskaya din Marea Okhotsk. În mările interioare (de exemplu, în Marea Baltică sau Neagră), fluxul și refluxul mareelor sunt aproape imperceptibile, deoarece mase de apă care se mișcă împreună cu valul oceanului nu au timp să pătrundă în astfel de mări. Dar totuși, în fiecare mare sau chiar lac, apar valuri de maree independente cu o masă mică de apă. De exemplu, înălțimea mareelor în Marea Neagră ajunge la doar 10 cm.
În aceeași zonă, înălțimea mareei poate fi diferită, deoarece distanța de la Lună la Pământ și înălțimea maximă a Lunii deasupra orizontului se modifică în timp, iar acest lucru duce la o modificare a mărimii forțelor mareelor.
Maree și Soare
Soarele afectează și mareele. Dar forțele de maree ale Soarelui sunt de 2,2 ori mai mici decât forțele de maree ale Lunii. În timpul lunii noi și lunii pline, forțele de maree ale Soarelui și Lunii acționează în aceeași direcție - atunci se obțin mareele cele mai înalte. Dar în timpul primului și al treilea trimestru al Lunii, forțele de maree ale Soarelui și ale Lunii se opun între ele, astfel încât mareele sunt mai mici.
Maree în învelișul de aer al Pământului și în corpul său solid
Fenomenele mareelor apar nu numai în apă, ci și în învelișul de aer al Pământului. Se numesc maree atmosferice. Mareele apar și în corpul solid al Pământului, deoarece Pământul nu este absolut solid. Fluctuațiile verticale ale suprafeței Pământului din cauza mareelor ating câteva zeci de centimetri.
Planeta noastră se află în mod constant în câmpul gravitațional creat de Lună și Soare. Acest lucru determină un fenomen unic exprimat în fluxul și refluxul mareelor pe Pământ. Să încercăm să ne dăm seama dacă aceste procese afectează mediul și viața umană.
Mecanismul fenomenului de „flux și reflux”
Natura formării fluxurilor și refluxului a fost deja suficient studiată. De-a lungul anilor, oamenii de știință au studiat cauzele și rezultatele acestui fenomen.
Fluctuații similare ale nivelului apelor pământești pot fi prezentate în următorul sistem:
- Nivelul apei crește treptat, atingând punctul cel mai înalt. Acest fenomen se numește apă plină.
- După o anumită perioadă de timp, apa începe să scadă. Oamenii de știință au dat acestui proces definiția „reflux”.
- Timp de aproximativ șase ore, apa continuă să se scurgă până la punctul minim. Această schimbare a fost denumită sub forma termenului „apă scăzută”.
Puteți observa un anumit model dacă observați procesul de maree în același loc timp de o lună. Rezultatele analizei sunt interesante: în fiecare zi apa scăzută și mare își schimbă locația. Cu un factor atât de natural precum formarea unei luni noi și a unei luni pline, nivelurile obiectelor studiate se îndepărtează unele de altele.
În consecință, acest lucru face ca amplitudinea mareei să fie maximă de două ori pe lună. Apariția celei mai mici amplitudini apare și periodic, când, după influența caracteristică a Lunii, nivelurile apelor joase și înalte se apropie treptat.
Cauzele fluxurilor și refluxurilor pe Pământ
Există doi factori care influențează formarea fluxurilor și refluxurilor. Ar trebui să luați în considerare cu atenție ambele obiecte care afectează schimbările în spațiul de apă al Pământului.
Efectul energiei lunare asupra fluxului și refluxului mareelor
Deși influența Soarelui asupra cauzei mareelor este incontestabilă, cea mai mare importanță în această chestiune revine influenței activității lunare. Pentru a simți impactul semnificativ al gravitației satelitului asupra planetei noastre, este necesar să monitorizăm diferența de gravitație a Lunii în diferite regiuni ale Pământului.
Rezultatele experimentului vor arăta că diferența dintre parametrii lor este destul de mică. Chestia este că punctul de pe suprafața pământului cel mai apropiat de Lună este cu 6% mai susceptibil la influența externă decât punctul cel mai îndepărtat. Este sigur să spunem că această dezactivare a forțelor împinge Pământul în afară în direcția traiectoriei Lună-Pământ.
Ținând cont de faptul că planeta noastră se rotește constant în jurul axei sale în timpul zilei, un val dublu de maree trece de două ori de-a lungul perimetrului întinderii create. Aceasta este însoțită de crearea așa-numitelor „văi” duble, a căror înălțime, în principiu, nu depășește 2 metri în Oceanul Mondial.
Pe teritoriul pământului, astfel de fluctuații ajung la maximum 40-43 de centimetri, ceea ce în cele mai multe cazuri trece neobservat de locuitorii planetei noastre.
Toate acestea duc la faptul că nu simțim forța fluxului și refluxului mareelor nici pe uscat, nici în elementul de apă. Puteți observa un fenomen similar pe o fâșie îngustă de coastă, deoarece apele oceanului sau mării câștigă uneori înălțimi impresionante prin inerție.
Din tot ce s-a spus, putem concluziona că fluxul și refluxul mareelor sunt cel mai strâns legate de Lună. Acest lucru face ca cercetarea în acest domeniu să fie cea mai interesantă și mai relevantă.
Influența activității solare asupra fluxului și refluxului mareelor
Distanța semnificativă a stelei principale a sistemului solar față de planeta noastră înseamnă că influența sa gravitațională este mai puțin vizibilă. Ca sursă de energie, Soarele este cu siguranță mult mai masiv decât Luna, dar totuși se face simțit prin distanța impresionantă dintre cele două obiecte cerești. Amplitudinea mareelor solare este aproape jumătate din cea a proceselor de maree ale satelitului Pământului.
Un fapt binecunoscut este că în timpul lunii pline și al creșterii lunii, toate cele trei corpuri cerești - Pământul, Luna și Soarele - sunt situate pe aceeași linie dreaptă. Acest lucru duce la adăugarea mareelor lunare și solare.
În perioada de direcție de la planeta noastră către satelitul său și steaua principală a sistemului solar, care diferă una de alta cu 90 de grade, există o anumită influență a Soarelui asupra procesului studiat. Există o creștere a nivelului de reflux și o scădere a nivelului de maree al apelor pământului.
Totul indică faptul că activitatea solară afectează și energia mareelor de pe suprafața planetei noastre.
Principalele tipuri de maree
Acest concept poate fi clasificat în funcție de durata ciclului mareelor. Delimitarea va fi înregistrată folosind următoarele puncte:
- Modificări semi-diurne ale suprafeței apei. Astfel de transformări constau în două pline și aceeași cantitate de apă incompletă. Parametrii amplitudinilor alternative sunt aproape egali unul cu celălalt și arată ca o curbă sinusoidală. Sunt localizate cel mai mult în apele Mării Barents, pe vasta fâșie de coastă a Mării Albe și pe teritoriul aproape a întregului Ocean Atlantic.
- Fluctuațiile zilnice ale nivelului apei. Procesul lor constă dintr-o apă plină și incompletă pentru o perioadă calculată într-o zi. Un fenomen similar se observă în regiunea Oceanului Pacific, iar formarea lui este extrem de rară. În timpul trecerii satelitului Pământului prin zona ecuatorială, efectul apei stătătoare este posibil. Dacă Luna este înclinată la cea mai mică rată, apar maree mici de natură ecuatorială. La cele mai mari numere, are loc procesul de formare a mareelor tropicale, însoțit de cea mai mare putere de aflux de apă.
- Maree mixtă. Acest concept include prezența mareelor semidiurne și diurne de configurație neregulată. Modificările semi-diurne ale nivelului învelișului de apă al pământului, care au o configurație neregulată, sunt în multe privințe similare cu mareele semi-diurne. În mareele zilnice modificate se poate observa o tendință spre fluctuații zilnice în funcție de gradul de declinare a Lunii. Apele Oceanului Pacific sunt cele mai susceptibile la maree mixte.
- Maree anormale. Aceste ridicări și căderi de apă nu se potrivesc cu descrierea unora dintre semnele enumerate mai sus. Această anomalie este asociată cu conceptul de „apă mică”, care modifică ciclul de creștere și scădere a nivelului apei. Influența acestui proces este vizibilă în special în gurile de râu, unde mareele înalte sunt mai scurte decât mareele joase. Un cataclism similar poate fi observat în unele părți ale Canalului Mânecii și în curenții Mării Albe.
Diagrama mareelor Pământului
Există o așa-numită masă a mareelor. Este necesar pentru oamenii care, prin natura activităților lor, depind de modificările nivelului apei pământului. Pentru a avea informații exacte despre acest fenomen, trebuie să acordați atenție:
- Desemnarea unei zone în care este important să se cunoască datele despre maree. Merită să ne amintim că chiar și obiectele aflate în apropiere vor avea caracteristici diferite ale fenomenului de interes.
- Găsirea informațiilor necesare folosind resursele de pe Internet. Pentru informații mai precise, puteți vizita portul din regiunea studiată.
- Specificarea timpului necesar pentru date exacte. Acest aspect depinde dacă informațiile sunt necesare pentru o anumită zi sau programul de cercetare este mai flexibil.
- Lucrul cu masa în modul nevoilor emergente. Acesta va afișa toate informațiile despre maree.
- Coloanele din partea de sus a tabelului indică zilele și datele presupusului fenomen. Acest punct va face posibilă clarificarea momentului în care se determină intervalul de timp a ceea ce este studiat.
- Sub linia contabilă temporară există numere plasate pe două rânduri. În formatul zilei, aici este plasată o decodare a fazelor de răsărit și răsărit.
- Mai jos este o diagramă în formă de undă. Acești indicatori înregistrează vârfurile (mareele înalte) și jgheaburile (mareele joase) ale apelor din zona de studiu.
- După calcularea amplitudinii undelor, sunt localizate datele de stabilire a corpurilor cerești, care afectează modificările învelișului de apă al Pământului. Acest aspect vă va permite să observați activitatea Lunii și a Soarelui.
- Pe ambele părți ale tabelului puteți vedea numere cu indicatori plus și minus. Această analiză este importantă pentru determinarea nivelului de creștere sau scădere a apei, calculat în metri.
Toți acești indicatori nu pot garanta informații sută la sută, deoarece natura însăși ne dictează parametrii în funcție de care apar modificările sale structurale.
Influența mareelor asupra mediului și a oamenilor
Există mulți factori care influențează fluxul și refluxul mareelor asupra vieții umane și a mediului. Printre acestea se numără descoperiri de natură fenomenală care necesită un studiu atent.
Rogue waves: ipoteze și consecințe ale fenomenului
Acest fenomen provoacă multe controverse în rândul oamenilor care au încredere doar în fapte necondiționate. Cert este că undele care călătoresc nu se potrivesc în niciun sistem pentru apariția acestui fenomen.
Studiul acestui obiect a devenit posibil cu ajutorul sateliților radar. Aceste structuri au făcut posibilă înregistrarea a o duzină de valuri de amplitudine ultra-mare pe o perioadă de câteva săptămâni. Dimensiunea unei astfel de ridicări a unui corp de apă este de aproximativ 25 de metri, ceea ce indică enormitatea fenomenului studiat.
Valurile necinstite afectează în mod direct viața umană, deoarece în ultimele decenii, astfel de anomalii au transportat nave uriașe, cum ar fi supertancurile și nave-containere, în adâncurile oceanului. Natura formării acestui paradox uimitor este necunoscută: undele gigantice se formează instantaneu și dispar la fel de repede.
Există multe ipoteze cu privire la motivul formării unui astfel de capriciu al naturii, dar apariția vârtejelor (unde unice datorate ciocnirii a doi solitoni) este posibilă cu intervenția activității Soarelui și a Lunii. Această problemă devine încă o sursă de dezbatere în rândul oamenilor de știință specializați în acest subiect.
Influența mareelor asupra organismelor care locuiesc pe Pământ
Fluxul și refluxul oceanului și al mării afectează în special viața marină. Acest fenomen pune cea mai mare presiune asupra locuitorilor din apele de coastă. Datorită acestei schimbări a nivelului apei pământului, se dezvoltă organismele care duc un stil de viață sedentar.
Acestea includ moluște, care s-au adaptat perfect la vibrațiile învelișului lichid al Pământului. La cele mai mari maree, stridiile încep să se reproducă activ, ceea ce indică faptul că răspund favorabil la astfel de modificări ale structurii elementului de apă.
Dar nu toate organismele reacţionează atât de favorabil la schimbările externe. Multe specii de ființe vii suferă de fluctuații periodice ale nivelului apei.
Deși natura își ia cugetul și coordonează schimbările în echilibrul global al planetei, substanțele biologice se adaptează la condițiile pe care le prezintă activitatea Lunii și a Soarelui.
Impactul fluxurilor și refluxurilor asupra vieții umane
Acest fenomen afectează starea generală a unei persoane mai mult decât fazele lunii, la care corpul uman poate fi imun. Cu toate acestea, fluxul și refluxul mareelor influențează cel mai mult activitățile de producție ale locuitorilor planetei noastre. Este nerealist să influențezi structura și energia mareelor mării, precum și a sferei oceanice, deoarece natura lor depinde de gravitația Soarelui și a Lunii.
Practic, acest fenomen ciclic aduce doar distrugere și necazuri. Tehnologiile moderne fac posibilă canalizarea acestui factor negativ într-o direcție pozitivă.
Un exemplu de astfel de soluții inovatoare ar fi bazinele concepute pentru a capta astfel de fluctuații în echilibrul apei. Acestea trebuie construite ținând cont de faptul că proiectul este rentabil și practic.
Pentru a face acest lucru, este necesar să se creeze astfel de piscine de dimensiuni și volum destul de semnificative. Centralele electrice pentru a menține efectul forței de maree a resurselor de apă ale Pământului sunt noi, dar destul de promițătoare.
Urmăriți un videoclip despre fluxul și refluxul mareelor:
Studiul conceptului de maree pe Pământ, influența lor asupra ciclului de viață al planetei, misterul originii undelor necinstite - toate acestea rămân principalele întrebări pentru oamenii de știință specializați în acest domeniu. Soluția acestor aspecte este interesantă și pentru oamenii obișnuiți care sunt interesați de problemele influenței factorilor străini pe planeta Pământ.
Conținutul articolului
Curge și reflux, fluctuații periodice ale nivelului apei (creșteri și scăderi) în zonele de apă de pe Pământ, care sunt cauzate de atracția gravitațională a Lunii și a Soarelui care acționează asupra Pământului în rotație. Toate zonele mari de apă, inclusiv oceanele, mările și lacurile, sunt supuse mareelor într-un grad sau altul, deși sunt mici în lacuri.
Cascada reversibilă
(inversarea direcției) este un alt fenomen asociat mareelor în râuri. Un exemplu tipic este cascada de pe râul Saint John (New Brunswick, Canada). Aici, printr-un defileu îngust, apa în timpul mareei pătrunde într-un bazin situat deasupra nivelului scăzut al apei, dar puțin sub nivelul apei înalte în același defileu. Astfel, apare o barieră, care curge prin care apa formează o cascadă. În timpul valului scăzut, apa curge în aval printr-un pasaj îngust și, depășind o margine subacvatică, formează o cascadă obișnuită. În timpul valului ridicat, un val abrupt care pătrunde în defileu cade ca o cascadă în bazinul de deasupra. Curgerea înapoi continuă până când nivelurile apei de ambele părți ale pragului sunt egale și marea începe să scadă. Apoi cascada orientată spre aval este restabilită. Diferența medie de nivel a apei în defileu este de cca. 2,7 m, însă, la mareele cele mai mari, înălțimea cascadei directe poate depăși 4,8 m, iar cea inversă - 3,7 m.
Cele mai mari amplitudini ale mareelor.
Cea mai mare maree din lume este generată de curenții puternici din Golful Minas din Golful Fundy. Fluctuațiile mareelor aici se caracterizează printr-un curs normal cu o perioadă semi-diurnă. Nivelul apei la maree înaltă crește adesea cu mai mult de 12 m în șase ore, apoi scade cu aceeași cantitate în următoarele șase ore. Când efectul mareelor de primăvară, poziția Lunii la perigeu și declinarea maximă a Lunii au loc în aceeași zi, nivelul mareelor poate ajunge la 15 m. Această amplitudine excepțional de mare a fluctuațiilor mareelor se datorează parțial formei de pâlnie. forma golfului Fundy, unde adâncimea scad și țărmurile se apropie unul de celălalt spre vârful golfului.
Vânt și vreme.
Vântul are o influență semnificativă asupra fenomenelor mareelor. Vântul de la mare împinge apa spre coastă, înălțimea mareei crește peste normal, iar la reflux și nivelul apei depășește media. Dimpotrivă, atunci când vântul bate de pe uscat, apa este alungată de coastă, iar nivelul mării scade.
Datorită creșterii presiunii atmosferice pe o suprafață vastă de apă, nivelul apei scade, pe măsură ce se adaugă greutatea suprapusă a atmosferei. Când presiunea atmosferică crește cu 25 mm Hg. Art., nivelul apei scade cu aproximativ 33 cm.Scaderea presiunii atmosferice determina o crestere corespunzatoare a nivelului apei. În consecință, o scădere bruscă a presiunii atmosferice combinată cu vânturile puternice de uragan poate provoca o creștere vizibilă a nivelului apei. Astfel de valuri, deși numite maree, nu sunt de fapt asociate cu influența forțelor mareelor și nu au periodicitatea caracteristică fenomenelor de maree. Formarea acestor valuri poate fi asociată fie cu vânturile de forță uraganelor, fie cu cutremure subacvatice (în acest din urmă caz se numesc valuri seismice ale mării, sau tsunami).
Utilizarea energiei mareelor.
Au fost dezvoltate patru metode pentru a valorifica energia mareelor, dar cea mai practică este crearea unui sistem de bazine de maree. În același timp, în sistemul de blocare sunt utilizate fluctuațiile nivelului apei asociate cu fenomenele de maree, astfel încât să se mențină constant o diferență de nivel, ceea ce permite generarea de energie. Puterea centralelor de maree depinde direct de suprafața bazinelor de capcană și de diferența de nivel potențial. Cel din urmă factor, la rândul său, este o funcție a amplitudinii fluctuațiilor mareelor. Diferența de nivel realizabilă este de departe cea mai importantă pentru generarea de energie, deși costul structurilor depinde de zona bazinelor. În prezent, marile hidrocentrale funcționează în Rusia pe Peninsula Kola și în Primorye, în Franța în estuarul râului Rance, în China, lângă Shanghai, precum și în alte zone ale globului.
| INFORMAȚII DESPRE MAREE ÎN UNELE PORTURI ALE LUMII | ||||
| Port | Interval între maree | Înălțimea medie a mareelor, m | Înălțimea mareei de primăvară, m | |
| h | min | |||
| m. Morris-Jessep, Groenlanda, Danemarca | 10 | 49 | 0,12 | 0,18 |
| Reykjavik, Islanda | 4 | 50 | 2,77 | 3,66 |
| R. Koksoak, strâmtoarea Hudson, Canada | 8 | 56 | 7,65 | 10,19 |
| St. John's, Newfoundland, Canada | 7 | 12 | 0,76 | 1,04 |
| Barntko, Golful Fundy, Canada | 0 | 09 | 12,02 | 13,51 |
| Portland, SUA Maine, SUA | 11 | 10 | 2,71 | 3,11 |
| Boston, SUA Massachusetts, SUA | 11 | 16 | 2,90 | 3,35 |
| New York, NY New York, SUA | 8 | 15 | 1,34 | 1,62 |
| Baltimore, pc. Maryland, SUA | 6 | 29 | 0,33 | 0,40 |
| Plaja miami Florida, SUA | 7 | 37 | 0,76 | 0,91 |
| Galveston, pc. Texas, SUA | 5 | 07 | 0,30 | 0,43* |
| O. Maraca, Brazilia | 6 | 00 | 6,98 | 9,15 |
| Rio de Janeiro, Brazilia | 2 | 23 | 0,76 | 1,07 |
| Callao, Peru | 5 | 36 | 0,55 | 0,73 |
| Balboa, Panama | 3 | 05 | 3,84 | 5,00 |
| San Francisco California, SUA | 11 | 40 | 1,19 | 1,74* |
| Seattle, Washington, SUA | 4 | 29 | 2,32 | 3,45* |
| Nanaimo, British Columbia, Canada | 5 | 00 | ... | 3,42* |
| Sitka, Alaska, SUA | 0 | 07 | 2,35 | 3,02* |
| Răsărit, Cook Inlet, SUA Alaska, SUA | 6 | 15 | 9,24 | 10,16 |
| Honolulu, pc. Hawaii, SUA | 3 | 41 | 0,37 | 0,58* |
| Papeete, despre. Tahiti, Polinezia Franceză | ... | ... | 0,24 | 0,33 |
| Darwin, Australia | 5 | 00 | 4,39 | 6,19 |
| Melbourne, Australia | 2 | 10 | 0,52 | 0,58 |
| Rangoon, Myanmar | 4 | 26 | 3,90 | 4,97 |
| Zanzibar, Tanzania | 3 | 28 | 2,47 | 3,63 |
| Cape Town, Africa de Sud | 2 | 55 | 0,98 | 1,31 |
| Gibraltar, Vlad. Marea Britanie | 1 | 27 | 0,70 | 0,94 |
| Granville, Franța | 5 | 45 | 8,69 | 12,26 |
| Leath, Marea Britanie | 2 | 08 | 3,72 | 4,91 |
| Londra, Marea Britanie | 1 | 18 | 5,67 | 6,56 |
| Dover, Marea Britanie | 11 | 06 | 4,42 | 5,67 |
| Avonmouth, Marea Britanie | 6 | 39 | 9,48 | 12,32 |
| Ramsey, pr. Maine, Marea Britanie | 10 | 55 | 5,25 | 7,17 |
| Oslo, Norvegia | 5 | 26 | 0,30 | 0,33 |
| Hamburg, Germania | 4 | 40 | 2,23 | 2,38 |
| * Amplitudinea mareelor zilnice. | ||||
Literatură:
Shuleikin V.V. Fizica mării. M., 1968
Harvey J. Atmosferă și ocean. M., 1982
Drake C., Imbrie J., Knaus J., Turekian K. Oceanul este pentru sine și pentru noi. M., 1982
Există o creștere și o scădere a apei. Acesta este fenomenul fluxurilor și refluxului mării. Deja în antichitate, observatorii au observat că marea vine la ceva timp după culminarea Lunii la locul de observație. Mai mult, mareele sunt cele mai puternice în zilele cu lună nouă și cu lună plină, când centrele Lunii și Soarelui sunt situate aproximativ pe aceeași linie dreaptă.
Ținând cont de acest lucru, I. Newton a explicat mareele prin acțiunea gravitației de la Lună și Soare, și anume prin faptul că diferite părți ale Pământului sunt atrase de Lună în moduri diferite.
Pământul se rotește în jurul axei sale mult mai repede decât se rotește Luna în jurul Pământului. Ca rezultat, cocoașa de maree (poziția relativă a Pământului și a Lunii este prezentată în Figura 38) se mișcă, un val de maree străbate Pământul și apar curenți de maree. Pe măsură ce valul se apropie de țărm, înălțimea valului crește pe măsură ce fundul se ridică. În mările interioare, înălțimea unui val de maree este de doar câțiva centimetri, dar în oceanul deschis ajunge la aproximativ un metru. În golfurile înguste situate favorabil, înălțimea mareei crește de câteva ori mai mult.
Frecarea apei cu fundul, precum și deformarea învelișului solid al Pământului, sunt însoțite de eliberarea de căldură, ceea ce duce la disiparea energiei din sistemul Pământ-Lună. Deoarece cocoașa de maree se află la est, marea maximă are loc după punctul culminant al Lunii, atracția cocoașului face ca Luna să accelereze și să încetinească rotația Pământului. Luna se îndepărtează treptat de Pământ. Într-adevăr, datele geologice arată că în perioada jurasică (acum 190-130 de milioane de ani) mareele erau mult mai mari, iar zilele erau mai scurte. Trebuie remarcat faptul că atunci când distanța până la Lună scade de 2 ori, înălțimea mareei crește de 8 ori. În prezent, ziua crește cu 0,00017 s pe an. Deci, în aproximativ 1,5 miliarde de ani, lungimea lor va crește la 40 de zile moderne. O lună va avea aceeași lungime. Drept urmare, Pământul și Luna se vor înfrunta întotdeauna cu aceeași parte. După aceasta, Luna va începe să se apropie treptat de Pământ și în alte 2-3 miliarde de ani va fi sfâșiată de forțele mareelor (dacă, desigur, până atunci sistemul solar mai există).
Influența Lunii asupra mareelor
Să luăm în considerare, după Newton, mai detaliat mareele cauzate de atracția Lunii, întrucât influența Soarelui este semnificativ (de 2,2 ori) mai mică.
Să notăm expresii pentru accelerațiile cauzate de atracția Lunii pentru diferite puncte ale Pământului, ținând cont de faptul că pentru toate corpurile dintr-un punct dat din spațiu aceste accelerații sunt aceleași. În sistemul de referință inerțial asociat cu centrul de masă al sistemului, valorile accelerației vor fi:
A A = -GM / (R - r) 2 , a B = GM / (R + r) 2 , a O = -GM / R 2 ,
Unde un A, un O, un B— accelerații cauzate de atracția Lunii în puncte A, O, B(Fig. 37); M— masa Lunii; r— raza Pământului; R- distanta dintre centrele Pamantului si Luna (pentru calcule se poate lua egala cu 60 r); G- constantă gravitațională.
Dar trăim pe Pământ și efectuăm toate observațiile într-un sistem de referință asociat cu centrul Pământului, și nu cu centrul de masă al Pământului - Luna. Pentru a merge la acest sistem, este necesar să scădem accelerația centrului Pământului din toate accelerațiile. Apoi
A’ A = -GM ☾ / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 , a’ B = -GM ☾ / (R + r) 2 + GM / R 2 .
Să efectuăm acțiunile din paranteze și să ținem cont de asta r putin in comparatie cu R iar în sume şi diferenţe poate fi neglijat. Apoi
A’ A = -GM / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 = GM ☾ (-2Rr + r 2) / R 2 (R - r) 2 = -2GM ☾ r / R 3 .
Accelerare A’AȘi A’B identice ca mărime, opuse ca direcție, fiecare îndreptată din centrul Pământului. Sunt chemați accelerații ale mareelor. La puncte CȘi D accelerațiile mareelor sunt mai mici ca magnitudine și sunt direcționate spre centrul Pământului.
Accelerațiile mareelor sunt accelerații care apar într-un cadru de referință asociat unui corp datorită faptului că, datorită dimensiunilor finite ale acestui corp, diferitele sale părți sunt atrase diferit de corpul perturbator. La puncte AȘi B accelerația gravitației se dovedește a fi mai mică decât în puncte CȘi D(Fig. 37). În consecință, pentru ca presiunea la aceeași adâncime să fie aceeași (ca și la vasele comunicante) în aceste puncte, apa trebuie să se ridice, formând o așa-numită cocoașă de maree. Calculele arată că ridicarea apei sau a mareei în oceanul deschis este de aproximativ 40 cm. În apele de coastă este mult mai mare, iar înregistrarea este de aproximativ 18 m. Teoria lui Newton nu poate explica acest lucru.
Pe coastele multor mări exterioare puteți vedea o imagine interesantă: plasele de pescuit sunt întinse de-a lungul țărmului, nu departe de apă. Mai mult, aceste plase nu au fost instalate pentru uscare, ci pentru prinderea peștilor. Dacă stai pe mal și privești marea, totul va deveni limpede. Acum apa începe să crească, iar acolo unde a fost un banc de nisip în urmă cu doar câteva ore, valurile se stropesc. Când apa s-a retras, au apărut plase, în care peștii încâlciți scânteiau de solzi. Pescarii au ocolit plasele si au scos capturile. Material de pe site
Așa descrie un martor ocular începutul valului: „Am ajuns la mare”, mi-a spus un coleg de călătorie. M-am uitat în jur uluită. În fața mea era într-adevăr un țărm: o dâră de valuri, carcasa pe jumătate îngropată a unei foci, bucăți rare de lemn de plutire, fragmente de scoici. Și apoi era o întindere plată... și nicio mare. Dar după vreo trei ore, linia nemișcată a orizontului a început să respire și s-a agitat. Iar acum, în spatele ei, sclipirea mării a început să scânteie. Valul se rostogoli necontrolat înainte de-a lungul suprafeței cenușii. Depășindu-se unul pe altul, valurile au fugit pe țărm. Una după alta, stâncile îndepărtate s-au scufundat - și numai apa este vizibilă de jur împrejur. Îmi aruncă spray sărat în față. În loc de o câmpie moartă, întinderea de apă trăiește și respiră în fața mea.”
Când un val de maree intră în golf, care are un plan în formă de pâlnie, malurile golfului par să-l comprimă, determinând înălțimea mareei să crească de mai multe ori. Astfel, în Golful Fundy din largul coastei de est a Americii de Nord, înălțimea mareelor ajunge la 18 m. În Europa, cele mai mari maree (până la 13,5 metri) au loc în Bretania, lângă orașul Saint-Malo.
Foarte des un val de marea pătrunde în estuare
Multă vreme, cauzele mareelor au rămas neclare. În cele mai vechi timpuri, ele erau explicate prin respirația zeității oceanului care trăia în mare sau ca o consecință a respirației planetei. S-au făcut și alte presupuneri fantastice despre natura mareelor.
Acum nu se cunoaște doar natura fluxurilor și refluxurilor, ci și impactul acestora asupra vieții umane și asupra mediului
Iarna, fenomenele de maree care amestecă mase de apă, de regulă, întârzie debutul formării gheții. Cu toate acestea, în viitor, fenomenele de maree sparg în mod constant stratul de gheață, iar în spațiile deschise ale apei limpezi are loc o formare intensivă de gheață, în urma căreia cantitatea totală de gheață crește.
Anterior, fenomenele mareelor nu duceau decât la distrugere sau creau anumite inconveniente. După ce le-a studiat natura, omul a început să folosească această putere încă aproape neînfrânată. Așa a fost construită centrala maremotrică semi-experimentală Kislogubskaya (TPP). Există proiecte pentru construcția unei centrale electrice în Golful Mezen al Mării Albe și în alte locuri. Astfel, „valorificând” puterea fluxului și refluxului mareelor, umanitatea poate rezolva multe probleme energetice.
O persoană nu poate influența în niciun fel procesul fluxului și refluxului mareelor, deoarece acest proces este asociat cu atracția Lunii și a Soarelui. Oamenii pot doar să le prezică și să folosească energia mareelor în avantajul lor.
Nivelurile mareelor sunt măsurate folosind diferite tipuri de dispozitive.
O tijă de picior este o tijă obișnuită cu o scară în centimetri imprimată pe ea, atașată vertical de un dig sau de un suport scufundat în apă, astfel încât marcajul zero să fie sub cel mai scăzut nivel al mareei joase. Modificările de nivel sunt citite direct de pe această scală.
Tija plutitoare. Astfel de tije pentru picioare sunt folosite acolo unde valurile constante sau umflarea superficială fac dificilă determinarea nivelului pe o scară fixă. În interiorul unui puț de reținere (o cameră goală sau țeavă) montat vertical pe fundul mării se află un plutitor, care este conectat la un indicator montat pe o scară fixă sau la un stilou de înregistrare. Apa intră în fântână printr-o mică gaură situată mult sub nivelul minim al mării. Schimbările sale de maree sunt transmise prin plutitor la instrumentele de măsură.
Inregistrator hidrostatic al nivelului marii. Un bloc de saci de cauciuc este plasat la o anumită adâncime. Pe măsură ce înălțimea mareei (stratul de apă) se modifică, se modifică presiunea hidrostatică, care este înregistrată de instrumentele de măsură. Dispozitivele automate de înregistrare (mareometre) pot fi, de asemenea, utilizate pentru a obține o înregistrare continuă a fluctuațiilor mareelor în orice punct.
Tabelele mareelor. Există două metode principale utilizate în compilarea tabelelor de maree: armonice și nearmonice. Metoda nearmonică se bazează în întregime pe rezultate observaționale. În plus, sunt implicate caracteristicile apelor portuare și câteva date astronomice de bază (unghiul orar al Lunii, timpul trecerii acesteia prin meridianul ceresc, faze, declinație și paralaxă). După efectuarea ajustărilor pentru factorii enumerați, calcularea momentului de debut și a nivelului mareei pentru orice port este o procedură pur matematică.
Metoda armonică este parțial analitică și parțial se bazează pe observațiile înălțimii mareelor efectuate pe parcursul a cel puțin o lună lunară. Pentru a confirma acest tip de prognoză pentru fiecare port, sunt necesare serii lungi de observații, deoarece apar distorsiuni din cauza fenomenelor fizice precum inerția și frecarea, precum și configurația complexă a țărmurilor zonei de apă și caracteristicile topografiei de fund. . Deoarece procesele de maree sunt caracterizate de periodicitate, li se aplică analiza vibrațiilor armonice. Marea observată este considerată a fi rezultatul adunării unei serii de valuri de maree simple componente, fiecare dintre acestea fiind cauzată de una dintre forțele de maree sau de unul dintre factori. Pentru o soluție completă, sunt utilizate 37 de astfel de componente simple, deși în unele cazuri componente suplimentare dincolo de cele 20 de bază sunt neglijabile. Înlocuirea simultană a 37 de constante în ecuație și soluția reală a acesteia se realizează pe un computer.
Utilizarea energiei mareelor. Au fost dezvoltate patru metode pentru a valorifica energia mareelor, dar cea mai practică este crearea unui sistem de bazine de maree. În același timp, în sistemul de blocare sunt utilizate fluctuațiile nivelului apei asociate cu fenomenele de maree, astfel încât să se mențină constant o diferență de nivel, ceea ce permite generarea de energie. Puterea centralelor de maree depinde direct de suprafața bazinelor de capcană și de diferența de nivel potențial. Cel din urmă factor, la rândul său, este o funcție a amplitudinii fluctuațiilor mareelor. Diferența de nivel realizabilă este de departe cea mai importantă pentru generarea de energie, deși costul structurilor depinde de zona bazinelor. În prezent, marile hidrocentrale funcționează în Rusia pe Peninsula Kola și în Primorye, în Franța în estuarul râului Rance, în China, lângă Shanghai, precum și în alte zone ale globului.
Centrale mareomotrice (TPP). Pentru a crea o centrală mareeomică economică, este necesar să se combine o diferență neobișnuit de mare de niveluri între mareele înalte și joase (6 m sau mai mult) cu caracteristicile liniei de coastă care fac posibilă crearea unui baraj și a unui bazin de apă al dimensiune adecvată. Nu sunt multe locuri pe Pământ unde aceste condiții sunt îndeplinite: coastele Maine (SUA) și provincia New Brunswick (Canada), unele golfuri din Marea Galbenă, Golful Persic, Alaska, unele locuri din Argentina, sudul Angliei. , nordul Franței, nordul Europei Rusiei și o serie de golfuri australiene. Dar chiar și în locuri atât de potrivite precum Golful Passamaquoddy de la granița dintre Maine și New Brunswick, este puțin probabil ca centralele solare să poată concura cu centralele termice moderne în ceea ce privește costul energiei electrice generate.
Proiectele PES prevăd de obicei crearea a două bazine - în amonte și în aval - cu canale și porți. Bazinul din amonte se umple la reflux și apoi se varsă în bazinul din aval, care se golește la reflux.
Deci, o persoană nu poate controla valul, dar folosește energia din aceste procese. Nivelul de dezvoltare al hidroenergiei variază în diferite țări și pe diferite continente. Statele Unite ale Americii produc cea mai mare energie hidroelectrică, urmate de Rusia, Ucraina, Canada, Japonia, Brazilia, China și Norvegia.
