Umuulan at agos

high tide at low tide- panaka-nakang pagbabagu-bago sa antas ng karagatan o dagat, na resulta ng mga pagbabago sa mga posisyon ng Buwan at Araw na may kaugnayan sa Earth, kasama ang mga epekto ng pag-ikot ng Earth at ang mga tampok ng relief na ito, at ipinakita sa isang pana-panahon pahalang pag-aalis ng mga masa ng tubig. Ang pagtaas ng tubig ay nagdudulot ng mga pagbabago sa antas ng dagat at panaka-nakang agos, na kilala bilang tidal currents, na ginagawang mahalaga ang hula ng tubig para sa pag-navigate sa baybayin.

Ang intensity ng mga phenomena na ito ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan, ngunit ang pinakamahalaga sa kanila ay ang antas ng koneksyon ng mga anyong tubig sa mga karagatan. Ang mas sarado ang reservoir, mas mababa ang antas ng pagpapakita ng tidal phenomena.

Ang taunang umuulit na tidal cycle ay nananatiling hindi nagbabago dahil sa eksaktong kabayaran ng mga puwersa ng atraksyon sa pagitan ng Araw at ang sentro ng masa ng planetary pair at ang mga puwersa ng inertia na inilapat sa sentrong ito.

Dahil pana-panahong nagbabago ang posisyon ng Buwan at Araw na may kaugnayan sa Earth, nagbabago rin ang intensity ng mga nagresultang tidal phenomena.

Low tide sa Saint Malo

Kwento

Malaki ang naging papel ng ebb tides sa pagbibigay ng seafood sa populasyon sa baybayin, na nagpapahintulot sa pagkain na angkop para sa pagkain na makolekta sa nakalantad na seabed.

Terminolohiya

pisika ng tubig.

Dahil ang Buwan at ang Araw ay gumagalaw na may kaugnayan sa Earth, ang mga umbok ng tubig ay gumagalaw kasama nila, na bumubuo tidal waves at agos ng tubig. Sa bukas na dagat, ang mga agos ng tubig ay umiikot sa kalikasan, at malapit sa baybayin at sa makitid na mga look at kipot, sila ay nagbabalik.

Kung ang buong Earth ay natatakpan ng tubig, mamamasid tayo ng dalawang regular na high at low tide araw-araw. Ngunit dahil ang walang harang na pagpapalaganap ng mga tidal wave ay pinipigilan ng mga lupain: mga isla at kontinente, at dahil din sa pagkilos ng puwersa ng Coriolis sa gumagalaw na tubig, sa halip na dalawang tidal wave, maraming maliliit na alon na mabagal (sa karamihan ng mga kaso ay may isang yugto ng 12 h 25.2 min ) tumakbo sa paligid ng isang punto na tinatawag amphidromic, kung saan ang tide amplitude ay zero. Ang nangingibabaw na bahagi ng tide (ang lunar tide M2) ay bumubuo ng humigit-kumulang isang dosenang amphidromic point sa ibabaw ng World Ocean na may wave motion clockwise at halos parehong counterclockwise (tingnan ang mapa). Ang lahat ng ito ay ginagawang imposible na mahulaan ang oras ng pag-agos ng tubig lamang sa batayan ng mga posisyon ng Buwan at Araw na may kaugnayan sa Earth. Sa halip, ginagamit nila ang "yearbook of tides" - isang reference tool para sa pagkalkula ng oras ng pagsisimula ng tides at ang kanilang taas sa iba't ibang mga punto sa mundo. Ginagamit din ang mga talahanayan ng pagtaas ng tubig, na may data sa mga sandali at taas ng mababa at mataas na tubig, na kinakalkula isang taon bago ang pangunahing tidal port.

Bahagi ng tubig M2

Kung ikinonekta natin ang mga punto sa mapa na may parehong mga yugto ng tubig, nakukuha natin ang tinatawag na mga linya ng cotidal nagmula sa amphidromic point. Karaniwan, ang mga linya ng cotidal ay nagpapakilala sa posisyon ng crest ng tidal wave para sa bawat oras. Sa katunayan, ang mga linya ng cotidal ay sumasalamin sa bilis ng pagpapalaganap ng tidal wave sa loob ng 1 oras. Ang mga mapa na nagpapakita ng mga linya ng pantay na amplitude at mga yugto ng tidal wave ay tinatawag mga cotidal card.

high tide- ang pagkakaiba sa pagitan ng pinakamataas na lebel ng tubig kapag high tide (high tide) at ang pinakamababang lebel nito kapag low tide (low tide). Ang taas ng tubig ay isang variable na halaga, gayunpaman, ang average na tagapagpahiwatig nito ay ibinibigay kapag nagpapakilala sa bawat seksyon ng baybayin.

Depende sa relatibong posisyon ng Buwan at Araw, ang maliliit at malalaking tidal wave ay maaaring magpatibay sa isa't isa. Para sa mga naturang tides, ang mga espesyal na pangalan ay nabuo sa kasaysayan:

Quadrature tide- ang pinakamaliit na pagtaas ng tubig, kapag ang mga puwersang bumubuo ng tubig ng Buwan at Araw ay kumikilos sa tamang mga anggulo sa isa't isa (ang posisyon na ito ng mga luminaries ay tinatawag na quadrature).
spring tide- ang pinakamalaking tide, kapag ang mga puwersang bumubuo ng tubig ng Buwan at Araw ay kumikilos kasama ang parehong direksyon (ang posisyon na ito ng mga luminaries ay tinatawag na syzygy).

Kung mas maliit o mas malaki ang pagtaas ng tubig, mas maliit o, ayon sa pagkakabanggit, mas malaki ang pag-igting.

Ang pinakamataas na tides sa mundo

Ito ay makikita sa Bay of Fundy (15.6-18 m), na matatagpuan sa silangang baybayin ng Canada sa pagitan ng New Brunswick at Nova Scotia.

Sa kontinente ng Europa, ang pinakamataas na pagtaas ng tubig (hanggang sa 13.5 m) ay sinusunod sa Brittany malapit sa lungsod ng Saint Malo. Dito ang tidal wave ay nakatutok sa baybayin ng Cornwall (England) at Cotentin (France) peninsulas.

pisika ng tubig

Makabagong salita

Kaugnay ng planetang Earth, ang sanhi ng tides ay ang pagkakaroon ng planeta sa gravitational field na nilikha ng Araw at Buwan. Dahil ang mga epektong nalilikha nila ay independyente, ang epekto ng mga celestial na katawan na ito sa Earth ay maaaring isaalang-alang nang hiwalay. Sa kasong ito, para sa bawat pares ng mga katawan, maaari nating ipagpalagay na ang bawat isa sa kanila ay umiikot sa isang karaniwang sentro ng grabidad. Para sa pares ng Earth-Sun, ang sentrong ito ay matatagpuan sa kailaliman ng Araw sa layong 451 km mula sa gitna nito. Para sa pares ng Earth-Moon, ito ay matatagpuan malalim sa Earth sa layo na 2/3 ng radius nito.

Ang bawat isa sa mga katawan na ito ay nakararanas ng pagkilos ng mga puwersa ng tidal, ang pinagmulan nito ay ang puwersa ng gravitational at mga panloob na puwersa na nagsisiguro sa integridad ng celestial body, na ang papel na ginagampanan ay ang puwersa ng sarili nitong pagkahumaling, pagkatapos ay tinutukoy bilang self- grabidad. Ang paglitaw ng mga puwersa ng tidal ay pinakamalinaw na nakikita sa halimbawa ng sistema ng Earth-Sun.

Ang tidal force ay resulta ng nakikipagkumpitensyang interaksyon ng gravitational force na nakadirekta patungo sa sentro ng gravity at bumababa nang baligtad kasama ang square ng distansya mula dito, at ang fictitious centrifugal force ng inertia dahil sa pag-ikot ng isang celestial body sa paligid ng sentrong ito. . Ang mga puwersang ito, na magkasalungat sa direksyon, ay nag-tutugma sa magnitude lamang sa gitna ng masa ng bawat celestial na katawan. Dahil sa pagkilos ng mga panloob na pwersa, ang Earth ay umiikot sa gitna ng Araw sa kabuuan na may pare-pareho ang angular velocity para sa bawat elemento ng masa nito. Samakatuwid, habang ang elementong ito ng masa ay lumalayo mula sa sentro ng grabidad, ang sentripugal na puwersa na kumikilos dito ay lumalaki sa proporsyon sa parisukat ng distansya. Ang isang mas detalyadong pamamahagi ng mga puwersa ng tidal sa kanilang projection sa isang eroplanong patayo sa eroplano ng ecliptic ay ipinapakita sa Fig.1.

Fig.2 Deformation ng water shell ng Earth bilang resulta ng balanse ng tidal force, self-gravity force at ang puwersa ng reaksyon ng tubig sa compressive force

Bilang resulta ng pagdaragdag ng mga puwersang ito, ang mga puwersa ng tidal ay bumangon nang simetriko sa magkabilang panig ng globo, na nakadirekta sa iba't ibang direksyon mula dito. Ang puwersa ng tidal na nakadirekta sa Araw ay may likas na gravitational, habang ang nakadirekta palayo sa Araw ay bunga ng isang fictitious inertial force.

Ang mga puwersang ito ay napakahina at hindi maihahambing sa mga puwersa ng self-gravity (ang acceleration na kanilang nilikha ay 10 milyong beses na mas mababa kaysa sa acceleration ng free fall). Gayunpaman, nagdudulot sila ng pagbabago sa mga particle ng tubig sa mga karagatan (ang paglaban sa paggugupit sa tubig sa mababang bilis ay halos zero, habang ang compression ay napakataas), hanggang sa ang tangent sa ibabaw ng tubig ay maging patayo sa nagresultang puwersa.

Bilang isang resulta, ang isang alon ay bumangon sa ibabaw ng mga karagatan, na sumasakop sa isang pare-parehong posisyon sa mga sistema ng magkaparehong gravitating na mga katawan, ngunit tumatakbo kasama ang ibabaw ng karagatan kasama ang pang-araw-araw na paggalaw ng ilalim at mga baybayin nito. Sa gayon (pagpapabaya sa mga agos ng karagatan) bawat particle ng tubig ay gumagawa ng oscillatory na paggalaw pataas at pababa nang dalawang beses sa araw.

Ang pahalang na paggalaw ng tubig ay nakikita lamang malapit sa baybayin bilang resulta ng pagtaas ng antas nito. Ang bilis ng paggalaw ay mas malaki, mas malumanay ang seabed na matatagpuan.

Potensyal ng tidal

(ang konsepto ng acad. Shuleikin)

Sa pagpapabaya sa laki, istraktura at hugis ng Buwan, isinulat namin ang tiyak na puwersa ng pagkahumaling ng isang katawan ng pagsubok na matatagpuan sa Earth. Hayaan ang radius vector na nakadirekta mula sa test body patungo sa Buwan, maging ang haba ng vector na ito. Sa kasong ito, ang puwersa ng pag-akit ng katawan na ito ng Buwan ay magiging katumbas ng

nasaan ang selenometric gravitational constant. Inilalagay namin ang katawan ng pagsubok sa punto. Ang puwersa ng pagkahumaling ng isang test body na inilagay sa gitna ng masa ng Earth ay magiging katumbas ng

Dito, at nauunawaan bilang radius vector na nagkokonekta sa mga sentro ng masa ng Earth at ng Buwan, at ang kanilang mga ganap na halaga. Tatawagin natin ang tidal force na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang gravitational forces na ito

Sa mga formula (1) at (2), ang Buwan ay itinuturing na isang bola na may spherically simetriko na pamamahagi ng masa. Ang puwersa ng pag-andar ng pagkahumaling ng katawan ng pagsubok sa pamamagitan ng Buwan ay hindi naiiba sa puwersa ng pag-andar ng pagkahumaling ng bola at katumbas ng Ang pangalawang puwersa ay inilalapat sa gitna ng masa ng Earth at ito ay isang mahigpit na pare-pareho ang halaga. Upang makuha ang function ng puwersa para sa puwersang ito, ipinakilala namin ang isang time coordinate system. Iginuhit namin ang axis mula sa gitna ng Earth at idirekta ito patungo sa Buwan. Iniiwan namin ang mga direksyon ng iba pang dalawang palakol na arbitrary. Kung gayon ang puwersa ng paggana ng puwersa ay magiging katumbas ng . Potensyal ng tidal ay magiging katumbas ng pagkakaiba ng dalawang function na ito ng puwersa. Italaga natin ito, makakatanggap tayo ng Constant na tutukuyin natin mula sa isang kondisyon ng normalisasyon ayon sa kung saan ang tidal potential sa gitna ng Earth ay katumbas ng zero. Sa gitna ng Daigdig, Kasunod nito iyon. Samakatuwid, nakuha namin ang panghuling formula para sa potensyal ng tidal sa anyo (4)

Sa abot ng

Para sa maliliit na halaga ng , , ang huling expression ay maaaring katawanin sa sumusunod na anyo

Ang pagpapalit ng (5) sa (4), makuha namin

Ang pagpapapangit ng ibabaw ng planeta sa ilalim ng impluwensya ng mga ebbs at daloy

Ang nakakabagabag na epekto ng tidal potential ay nagpapabago sa antas ng ibabaw ng planeta. Suriin natin ang epektong ito, sa pag-aakalang ang Earth ay isang globo na may spherically simetriko na pamamahagi ng masa. Ang unperturbed gravitational potential ng Earth sa ibabaw ay magiging katumbas ng . Para sa isang tuldok. , na matatagpuan sa layo mula sa gitna ng globo, ang gravitational potential ng Earth ay . Ang pagbabawas ng gravitational constant, nakukuha natin . Narito ang mga variable ay at . Tukuyin natin ang ratio ng mga masa ng gravitating body sa masa ng planeta sa pamamagitan ng isang Greek letter at lutasin ang resultang expression para sa :

Dahil sa parehong antas ng katumpakan nakukuha namin

Dahil sa liit ng ratio, ang mga huling expression ay maaaring isulat bilang

Kaya, nakuha namin ang equation ng isang biaxial ellipsoid, kung saan ang axis ng pag-ikot ay tumutugma sa axis, ibig sabihin, sa isang tuwid na linya na nagkokonekta sa gravitating body sa gitna ng Earth. Ang mga semiax ng ellipsoid na ito ay malinaw na pantay

Sa dulo ay nagbibigay kami ng isang maliit na numerical na paglalarawan ng epektong ito. Kalkulahin natin ang tidal na "umbok" sa Earth, sanhi ng pagkahumaling ng Buwan. Ang radius ng Earth ay km, ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng Earth at ng Buwan, na isinasaalang-alang ang kawalang-tatag ng lunar orbit, ay km, ang ratio ng masa ng Earth sa masa ng Buwan ay 81: 1. Malinaw, kapag pinapalitan ang formula, nakakakuha tayo ng halaga na humigit-kumulang katumbas ng 36 cm.

Tingnan din

Mga Tala

Panitikan

Frish S. A. at Timoreva A.V. Kurso ng Pangkalahatang Physics, Textbook para sa Physics at Mathematics at Physics and Technology Department ng State Universities, Volume I. M .: GITTL, 1957
Shchuleykin V.V. Physics ng dagat. M.: Publishing House "Nauka", Department of Earth Sciences ng Academy of Sciences ng USSR 1967
Voight S.S. Ano ang tides. Editorial Board ng Popular Science Literature ng Academy of Sciences ng USSR

Mga link

Ang WXTide32 ay isang libreng programa ng tide charting.

Buwan
Mga kakaiba