Potvynių ir atoslūgių priežastis yra. Potvynis - kas tai? Kas sukelia potvynių ir atoslūgių atoslūgius

Šiuo metu manoma, kad atoslūgių ir atoslūgių priežastis yra Mėnulio gravitacinė trauka. Taigi, Žemė pasisuka į palydovą viena ar kita kryptimi, Mėnulis pritraukia šį vandenį prie savęs – tai potvyniai. Teritorijoje, kur išteka vanduo, yra atoslūgių. Žemė sukasi, atoslūgiai ir atoslūgiai keičia vienas kitą. Štai tokia mėnulio teorija, kurioje viskas gerai, išskyrus daugybę nepaaiškintų faktų.

Pavyzdžiui, ar žinojote, kad Viduržemio jūra laikoma potvynių ir atoslūgių banga, tačiau netoli Venecijos ir Eurekos sąsiaurio rytinėje Graikijoje potvyniai siekia iki vieno metro ar daugiau. Tai laikoma viena iš gamtos paslapčių. Tačiau italų fizikai rytinėje Viduržemio jūros dalyje, daugiau nei trijų kilometrų gylyje, atrado povandeninių sūkurių grandinę, kurių kiekvieno skersmuo yra dešimt kilometrų. Įdomus nenormalių potvynių ir sūkurių sutapimas, ar ne?

Pastebėtas raštas: kur sūkuriai, vandenynuose, jūrose ir ežeruose – atoslūgiai, o kur sūkurių nėra – atoslūgių ir atoslūgių... Pasaulio vandenynų platybės visiškai uždengtos sūkurinės vonios, o sūkurinės vonios turi giroskopo savybę išlaikyti ašies padėtį erdvėje, nepriklausomai nuo žemės sukimosi.

Žiūrint į žemę iš Saulės pusės, sūkuriai, besisukantys kartu su Žeme, apsiverčia du kartus per dieną, ko pasekoje sūkurių ašis precesuoja (1-2 laipsniai) ir sukuria potvynio bangą, kuri yra atoslūgių ir atoslūgių bei vertikalių vandenynų vandenų judėjimo priežastis.

Viršutinės dalies precesija

Milžiniškas vandenyno sūkurys

Viduržemio jūra laikoma potvynių ir atoslūgių banga, tačiau netoli Venecijos ir Eurekos sąsiaurio rytinėje Graikijoje potvyniai yra iki vieno metro ar daugiau. Ir tai laikoma viena iš gamtos paslapčių, tačiau tuo pat metu italų fizikai Viduržemio jūros rytuose, daugiau nei trijų kilometrų gylyje, atrado povandeninių sūkurių grandinę, kurių kiekvieno skersmuo yra dešimt kilometrų. Iš to galime daryti išvadą, kad palei Venecijos pakrantę kelių kilometrų gylyje driekiasi povandeninių sūkurių grandinė.

Jei Juodojoje jūroje vanduo suktųsi kaip Baltojoje, tai potvynių ir atoslūgių atoslūgiai būtų reikšmingesni. Jei įlanką užlieja potvynio banga ir banga ten sukasi, tai atoslūgiai ir atoslūgiai šiuo atveju yra didesni... Sūkuruolių, o ir atmosferos ciklonų bei anticiklonų vieta moksle, okeanologijos, meteorologijos ir dangaus mechanika, studijuojanti giroskopus. Atmosferos ciklonų ir anticiklonų elgesys, manau, yra panašus į sūkurinių vonių elgesį vandenynuose.

Norėdami išbandyti šią idėją, ant gaublio, kuriame yra sūkurinė vonia, sumontavau ventiliatorių, o vietoj menčių į spyruokles įkišau metalinius rutulius. Įjungiau ventiliatorių (sūkurį), vienu metu sukdamas Žemės rutulį ir aplink savo ašį, ir aplink Saulę, ir gavau atoslūgių ir atoslūgių imitaciją.

Šios hipotezės patrauklumas yra tas, kad ją galima gana įtikinamai patikrinti naudojant sūkurinį ventiliatorių, pritvirtintą prie gaublio. Sūkurinio giroskopo jautrumas toks didelis, kad gaublį tenka sukti itin lėtai (vienas apsisukimas kas 5 minutes). Ir jei sūkurinis giroskopas bus sumontuotas ant Žemės rutulio Amazonės upės žiotyse, tai be jokios abejonės jis parodys tikslią Amazonės upės atoslūgio ir tėkmės mechaniką. Kai tik Žemės rutulys sukasi aplink savo ašį, giroskopas-sūkurys pakrypsta į vieną pusę ir stovi nejudėdamas, o jei Žemės rutulys pajudinamas orbitoje, sūkurys-horoskopas pradeda svyruoti (precesas) ir duoda du atoslūgius per dieną.

Abejones dėl precesijos buvimo sūkuriuose dėl lėto sukimosi pašalina didelis sūkurių apsivertimo greitis per 12 valandų. Ir nereikia pamiršti, kad Žemės skriejimo greitis trisdešimt kartų didesnis už orbitą. mėnulio greitis.

Patirtis su Žemės rutuliu įtikinamesnė nei teorinis hipotezės aprašymas. Sūkurinių vonių dreifas taip pat siejamas su giroskopo – sūkurio – poveikiu, o priklausomai nuo to, kuriame pusrutulyje yra sūkurinė vonia, ir kuria kryptimi sūkurys sukasi aplink savo ašį, priklauso ir sūkurinės vonios dreifo kryptis.

diskelis

Pakreipiamas giroskopas

Patirtis dirbant su giroskopu

Okeanologai vandenyno viduryje iš tikrųjų matuoja ne potvynio bangos aukštį, o bangą, kurią sukuria precesijos, sūkurio sukimosi ašies, sūkurio giroskopinis efektas. Ir tik sūkurinės vonios gali paaiškinti potvynio kuprą priešingoje žemės pusėje. Gamtoje nėra šurmulio, o jei sūkurinės vonios egzistuoja, vadinasi, jos turi paskirtį gamtoje, o ši paskirtis, manau, yra vandenynų vandenų vertikalus ir horizontalus maišymas, siekiant suvienodinti temperatūrą ir deguonies kiekį pasaulio vandenynuose.

Ir net jei mėnulio potvyniai egzistuotų, jie nesumaišytų vandenyno vandenų. Sūkurinės vonios tam tikru mastu neleidžia vandenynams uždumblėti. Jei prieš porą milijardų metų žemė iš tikrųjų sukosi greičiau, tai sūkuriai buvo aktyvesni. Marianų įduba ir Marianų salos, manau, yra sūkurio rezultatas.

Potvynių kalendorius egzistavo dar ilgai prieš potvynio bangos atradimą. Kaip buvo įprastas kalendorius, prieš Ptolemėjų ir po Ptolemėjo, ir prieš Koperniką, ir po Koperniko. Šiandien taip pat yra neaiškių klausimų dėl potvynių ir atoslūgių savybių. Taigi kai kuriose vietose (Pietų Kinijos jūroje, Persijos įlankoje, Meksikos įlankoje ir Tailando įlankoje) yra tik vienas potvynis per dieną. Kai kuriose Žemės vietose (pavyzdžiui, Indijos vandenyne) per dieną būna vienas arba du potvyniai.

Prieš 500 metų, kai buvo kuriama potvynių ir atoslūgių idėja, mąstytojai neturėjo pakankamai techninių priemonių idėjai patikrinti, o apie sūkurius vandenynuose buvo žinoma mažai. Ir šiandien ši idėja savo patrauklumu ir įtikimumu taip įsišaknijusi visuomenės ir mąstytojų sąmonėje, kad nebus lengva jos atsisakyti.

Kodėl kiekvienais metais ir kas dešimtmetį tą pačią kalendorinę dieną (pavyzdžiui, gegužės pirmąją) upių ir įlankų žiotyse nebūna ta pati potvynio banga? Tikiu, kad upių ir įlankų žiotyse esantys sūkuriai dreifuoja ir keičia savo dydį.

Ir jei potvynio bangos priežastis būtų mėnulio gravitacija, potvynių ir atoslūgių aukštis nesikeistų tūkstantmečius. Yra nuomonė, kad potvynio bangą, judančią iš rytų į vakarus, sukuria mėnulio gravitacija, o banga užlieja įlankas ir upių žiotis. Bet kodėl, Amazonės žiotys patvinsta gerai, o La Platos įlanka, kuri yra į pietus nuo Amazonės, patvinsta nelabai gerai, nors pagal visas priemones La Platos įlanka turėtų užtvindyti daugiau nei Amazonė.

Tikiu, kad potvynio bangą Amazonės žiotyse sukuria vienas sūkurys, o La Plata upės kaklui potvynio bangą sukuria kitas sūkurys, ne toks galingas (skersmuo, aukštis, apsisukimai).

Amazon Maelstrom

Potvynio banga į Amazonę trenkiasi maždaug 20 kilometrų per valandą greičiu, bangos aukštis – apie penki metrai, bangos plotis – dešimt kilometrų. Šie parametrai labiau tinka potvynio bangai, kurią sukuria sūkurio precesija. O jei tai būtų mėnulio potvynio banga, ji smogtų kelių šimtų kilometrų per valandą greičiu, o bangos plotis siektų apie tūkstantį kilometrų.

Manoma, kad jei vandenyno gylis būtų 20 kilometrų, tai Mėnulio banga judėtų taip, kaip tikėtasi 1600 km.val., sakoma, kad seklus vandenynas jai trukdo. O dabar 20 km.h greičiu rėžia į Amazonę, o 40 km.h greičiu – į Fuchunjiang upę. Manau, kad matematika yra abejotina.

O jei Mėnulio banga juda taip lėtai, tai kodėl nuotraukose ir animacijose potvynio kupra visada nukreipta į Mėnulį, Mėnulis sukasi daug greičiau. Ir neaišku kodėl, vandens slėgis nesikeičia, po potvynių kupra, vandenyno dugne... Vandenynuose yra zonos, kuriose visiškai nėra atoslūgių (amphidrominiai taškai).

Amphidrominis taškas

M2 potvynis, potvynio aukštis rodomas spalva. Baltos linijos yra kotidalinės linijos, kurių fazių intervalas yra 30 °. Amhidrominiai taškai yra tamsiai mėlynos sritys, kuriose susilieja baltos linijos. Rodyklės aplink šiuos taškus nurodo „bėgimo aplinkui“ kryptį.Amhidrominis taškas yra taškas vandenyne, kuriame potvynio bangos amplitudė yra lygi nuliui. Potvynių aukštis didėja didėjant atstumui nuo amphidrominio taško. Kartais šie taškai vadinami potvynio mazgais: potvynio banga „bėga“ aplink šį tašką pagal arba prieš laikrodžio rodyklę. Šiuose taškuose kotidalinės linijos susilieja. Amhidrominiai taškai atsiranda dėl pirminės potvynio bangos trukdžių ir jos atspindžių nuo pakrantės bei povandeninių kliūčių. Prisideda ir Koriolio pajėgos.

Nors potvynio bangai jie yra patogioje zonoje, tikiu, kad šiose zonose sūkuriai sukasi itin lėtai. Manoma, kad didžiausi potvyniai ir atoslūgiai atsiranda jaunaties metu, nes Mėnulis ir Saulė traukia Žemę ta pačia kryptimi.

Nuoroda: giroskopas yra įrenginys, kuris dėl sukimosi į išorines jėgas reaguoja kitaip nei nejudantis objektas. Paprasčiausias giroskopas yra besisukantis. Atsukę suktuką ant horizontalaus paviršiaus ir pakreipdami paviršių pastebėsite, kad suktukas išlaiko horizontalų sukimąsi.

Bet iš kitos pusės, jaunaties metu žemės skriejimo greitis yra didžiausias, o per pilnatį – minimalus, ir kyla klausimas, kuri iš priežasčių yra pagrindinė. Atstumas nuo žemės iki mėnulio yra 30 žemės skersmenų, mėnulio artėjimas ir atstumas nuo žemės yra 10 procentų, tai galima palyginti ištiestomis rankomis laikant trinkelę ir akmenuką, priartinant ir toliau. 10 procentų, ar su tokia matematika galimi atoslūgiai. Manoma, kad jaunaties metu žemynai patenka į potvynio kuprą, kurio greitis yra apie 1600 kilometrų per valandą, ar tai įmanoma?

Manoma, kad potvynio jėgos sustabdė mėnulio sukimąsi, o dabar jis sukasi sinchroniškai. Bet yra žinomi daugiau nei trys šimtai palydovų, ir kodėl jie visi sustojo vienu metu, ir kur dingo jėga, kuri suko palydovus... Gravitacinė jėga tarp Saulės ir Žemės nepriklauso nuo orbitos greičio Žemės, o išcentrinė jėga priklauso nuo Žemės skriejimo greičio, ir šis faktas negali būti Mėnulio atoslūgių ir atoslūgių priežastimi.

Potvynių ir atoslūgių, vandenynų vandenų horizontalaus ir vertikalaus judėjimo reiškinys, iškvietimas nėra visiškai tiesa, dėl to, kad dauguma sūkurių nesiliečia su vandenyno pakrante... Jei pažvelgtumėte į Žemę iš Saulės pusės, sūkuriai kurie yra vidurnakčio ir vidurdienio žemės pusėje, yra aktyvesni, nes yra santykinio judėjimo zonoje.

O kai sūkurys patenka į saulėlydžio ir aušros zoną ir tampa kraštu link Saulės, sūkurys patenka į Koriolio jėgų galią ir nuslūgsta. Per jaunatį potvyniai didėja ir mažėja dėl to, kad Žemės skriejimo greitis yra didžiausias...

© Vladimiras Kalanovas,
„Žinios yra galia“.

Jūros potvynių reiškinys buvo pastebėtas nuo seniausių laikų. Herodotas apie potvynius rašė dar V amžiuje prieš Kristų. Ilgą laiką žmonės negalėjo suprasti potvynių prigimties. Buvo padarytos įvairios fantastiškos prielaidos, pavyzdžiui, kad Žemė kvėpuoja. Netgi garsus mokslininkas (1571-1630), atradęs planetų judėjimo dėsnius, potvynių ir atoslūgių atoslūgius laikė... Žemės planetos kvėpavimo pasekme.

Prancūzų matematikas ir filosofas (1596-1650) pirmasis iš Europos mokslininkų nurodė ryšį tarp potvynių ir atoslūgių, tačiau nesuprato, koks tai ryšys. Todėl jis pateikė tokį atoslūgių reiškinio paaiškinimą, kuris taip toli nuo tiesos: Mėnulis, besisukantis aplink Žemę, daro spaudimą vandeniui, todėl jis leidžiasi žemyn.

Pamažu mokslininkai išsiaiškino šią, reikia pasakyti, sudėtingą problemą, ir buvo nustatyta, kad potvyniai yra Mėnulio ir (mažesniu mastu) Saulės gravitacijos jėgų įtakos vandenyno paviršiui pasekmė.

Okeanologijoje pateikiamas toks apibrėžimas: Ritminis vandens kilimas ir kritimas, taip pat jį lydinčios srovės, vadinamos potvyniais.

Potvyniai vyksta ne tik vandenyne, bet ir atmosferoje bei žemės plutoje. Žemės plutos pakilimas yra labai nežymus, todėl juos galima nustatyti tik specialiais instrumentais. Kitas dalykas – vandens paviršius. Vandens dalelės juda ir, gaudamos pagreitį iš Mėnulio, priartėja prie jo nepalyginamai labiau nei prie žemės skliauto. Todėl pusėje, nukreiptoje į Mėnulį, vanduo kyla aukštyn, suformuodamas vingį, savotišką vandens piliakalnį vandenyno paviršiuje. Kai Žemė sukasi apie savo ašį, šis vandens piliakalnis juda išilgai vandenyno paviršiaus.

Teoriškai net tolimos žvaigždės dalyvauja formuojant potvynius. Tačiau tai tebėra grynai teorinis pasiūlymas, nes žvaigždžių įtaka yra nereikšminga ir gali būti nepaisoma. Tiksliau, jo nepaisyti neįmanoma, nes nėra ko nepaisyti. Saulės smūgis į vandenyno paviršių dėl didelio žvaigždės atstumo yra 3-4 kartus silpnesnis nei Mėnulio smūgis. Galingi Mėnulio potvyniai užmaskuoja Saulės trauką, todėl saulės potvyniai kaip tokie nėra stebimi.

Kraštutinė vandens lygio padėtis potvynio pabaigoje vadinama pilnas vandens, o atoslūgio pabaigoje - mažas vanduo.

Dvi nuotraukos, darytos iš to paties taško žemo ir aukšto vandens momentais,
duoti supratimą apie potvynio lygio svyravimus.

Jei potvynį pradėsime stebėti didelio vandens momentu, pamatysime, kad po 6 valandų bus žemiausias vandens lygis. Po to vėl prasidės potvynis, kuris taip pat tęsis 6 valandas, kol pasieks aukščiausią lygį. Kitas potvynis įvyks praėjus 24 valandoms nuo mūsų stebėjimo pradžios.

Bet tai įvyks tik idealiomis, teorinėmis sąlygomis. Realiai dieną būna vienas atoslūgis ir vienas atoslūgis – tada potvynis vadinamas dieniniu. Arba tai gali įvykti per du potvynio ciklus. Šiuo atveju kalbame apie pusiau paros potvynį.

Kasdienis potvynio laikotarpis trunka ne 24 valandas, o 50 minučių ilgiau. Atitinkamai, pusiau paros potvynis trunka 12 valandų ir 25 minutes.

Pasaulio vandenyne vyrauja pusiau paros potvyniai. Tai deklaruoja Žemės sukimasis aplink savo ašį. Potvynis, kaip didžiulė švelni banga, kurios ilgis siekia daug šimtų kilometrų, pasklinda per visą Pasaulio vandenyno paviršių. Tokios bangos atsiradimo laikotarpis kiekvienoje vandenyno vietoje skiriasi nuo pusės paros iki paros. Pagal potvynių ir atoslūgių atsiradimo dažnumą jie skirstomi į dieninius ir pusdienius.

Per visą Žemės apsisukimą aplink savo ašį Mėnulis dangumi pasislenka maždaug 13 laipsnių. Potvynio banga užtrunka vos 50 minučių, kad „pasveiktų“ Mėnulį. Tai reiškia, kad pilno vandens atėjimo į tą pačią vietą vandenyne laikas nuolat keičiasi paros laiko atžvilgiu. Taigi, jei šiandien vidurdienį buvo didelis vanduo, tai rytoj jis bus 12 val. 50 min., o poryt - 13 val. 40 min.

Atvirame vandenyne, kur potvynio banga nesusiduria su žemynų, salų, dugno nelygumų ir pakrančių pasipriešinimu, dažniausiai būna reguliarūs pusiau paros potvyniai. Potvynių bangos atvirame vandenyne nematomos, kur jų aukštis neviršija vieno metro.

Potvynis visa jėga pasireiškia atviroje vandenyno pakrantėje, kur dešimtis ir šimtus mylių nesimato nei salų, nei staigių pakrantės vingių.

Kai Saulė ir Mėnulis yra vienoje tiesėje vienoje Žemės pusėje, atrodo, kad abiejų šviestuvų gravitacinė jėga sumuojasi. Tai nutinka du kartus per mėnulio mėnesį – jaunaties arba pilnaties metu. Ši šviesulių padėtis vadinama syzygy, o potvynis, vykstantis šiomis dienomis, vadinamas. Pavasario potvyniai yra patys didžiausi ir galingiausi. Priešingai, žemiausi potvyniai vadinami .

Reikėtų pažymėti, kad pavasario potvynių lygis toje pačioje vietoje ne visada yra vienodas. Priežastis vis dar ta pati: Mėnulio judėjimas aplink Žemę ir Žemės judėjimas aplink Saulę. Nepamirškime, kad Mėnulio orbita aplink Žemę yra ne apskritimas, o elipsė, sukurianti gana pastebimą skirtumą tarp Mėnulio perigėjaus ir apogėjaus – 42 tūkst. Jei sizigijos metu Mėnulis yra perigėjuje, tai yra trumpiausiu atstumu nuo Žemės, tai sukels didelę potvynio bangą. Na, o jei per tą patį laikotarpį Žemė, judėdama elipsine orbita aplink Saulę, atsidurs mažiausiu atstumu nuo jos (o sutapimų taip pat retkarčiais pasitaiko), tai potvynių ir atoslūgių atoslūgiai pasieks maksimalų dydį.

Štai keli pavyzdžiai, rodantys didžiausią aukštį, kurį tam tikrose pasaulio vietose pasiekia vandenynų potvyniai (metrais):

Atoslūgio metu vanduo kyla skirtingu greičiu. Potvynių pobūdis labai priklauso nuo jūros dugno pasvirimo kampo. Stačiuose krantuose vanduo iš pradžių kyla lėtai – 8-10 milimetrų per minutę. Tada potvynio greitis didėja ir tampa didžiausias „pusiau vandens“ padėtyje. Tada jis sulėtėja iki viršutinės potvynio ribos. Atoslūgio dinamika panaši į potvynio dinamiką. Tačiau plačiuose paplūdimiuose potvynis atrodo visiškai kitaip. Čia vandens lygis pakyla labai greitai, o kartais jį lydi aukšta potvynio banga, sparčiai besiveržianti išilgai seklumos. Tokiais atvejais tokiuose paplūdimiuose blaškosi plaukikai nieko gero neturėtų tikėtis. Jūros stichija nemoka juokauti.

Vidaus jūrose, nuo likusio vandenyno atitvertose siaurais ir sekliais vingiuotais sąsiauriais ar mažų salelių sankaupomis, potvyniai atkeliauja su vos pastebima amplitude. Tai matome Baltijos jūros pavyzdyje, kurią nuo potvynių patikimai uždaro sekli Danijos sąsiauriai. Teoriškai potvynių ir atoslūgių aukštis Baltijos jūroje siekia 10 centimetrų. Bet šie potvyniai yra nematomi akiai, juos slepia vandens lygio svyravimai dėl vėjo ar atmosferos slėgio pokyčių.

Žinoma, kad Sankt Peterburge potvyniai dažnai būna, kartais labai stiprūs. Prisiminkime, kaip vaizdingai ir teisingai poemoje „Bronzinis raitelis“ perteikė didysis rusų poetas A.S. Puškinas. Laimei, tokio masto potvyniai Sankt Peterburge neturi nieko bendra su potvyniais. Šiuos potvynius sukelia cikloniniai vėjai, kurie rytinėje Suomijos įlankos dalyje ir Nevoje vandens lygį gerokai pakelia 4–5 metrais.

Vandenyno potvyniai ir atoslūgiai daro dar mažesnį poveikį vidaus jūroms Juodojoje ir Azovo jūroje, taip pat Egėjo ir Viduržemio jūroje. Azovo jūroje, sujungtoje su Juodąja jūra siauru Kerčės sąsiauriu, potvynio amplitudė yra artima nuliui. Juodojoje jūroje vandens lygio svyravimai dėl potvynių ir atoslūgių nesiekia 10 centimetrų.

Ir atvirkščiai, įlankose ir siaurose įlankose, kurios turi laisvą ryšį su vandenynu, potvyniai pasiekia reikšmingą lygį. Laisvai patekusios į įlanką potvynių masės veržiasi į priekį ir, nerasdamos išeities tarp siaurėjančių krantų, kyla aukštyn ir užlieja žemę dideliu plotu.

Vandenyno potvynių metu pavojingas reiškinys vadinamas boro. Jūros vandens tėkmė, patekusi į upės vagą ir susitikusi su upės tėkme, suformuoja galingą putų šachtą, kylančią kaip siena ir greitai judančią prieš upės tėkmę. Pakeliui boras ardo krantus ir gali sunaikinti bei nuskandinti bet kurį laivą, jei jis atsidurtų upės kanale.

Didžiausia Pietų Amerikos upe Amazone 40-45 km/h greičiu iki pusantro tūkstančio kilometrų nuo žiočių praplaukia galinga 5-6 metrų aukščio potvynio banga.

Kartais potvynio bangos sustabdo upių tėkmę ir netgi pasuka jas priešinga kryptimi.

Rusijos teritorijoje upėse, įtekančiose į Baltosios jūros Mezeno įlanką, yra nedidelis boras.

Siekiant panaudoti potvynių ir atoslūgių energiją, kai kuriose šalyse, tarp jų ir Rusijoje, buvo pastatytos potvynio jėgainės. Pirmoji potvynių ir atoslūgių jėgainė, pastatyta Baltosios jūros Kislogubskajos įlankoje, buvo tik 800 kilovatų galia. Vėliau buvo suprojektuoti PES, kurių galia siekė dešimtis ir šimtus tūkstančių kilovatų. Tai reiškia, kad potvyniai pradeda veikti žmogui į naudą.

Ir galiausiai, bet pasauliniu mastu svarbu, apie potvynius. Potvynių sukeltos srovės susiduria su pasipriešinimu iš žemynų, salų ir jūros dugno. Kai kurie mokslininkai mano, kad dėl vandens masių trinties prieš šias kliūtis Žemės sukimasis aplink savo ašį sulėtėja. Iš pirmo žvilgsnio šis sulėtėjimas yra gana nereikšmingas. Skaičiavimai parodė, kad per visą mūsų eros laikotarpį, tai yra per 2000 metų, dienos Žemėje pailgėjo 0,035 sekundės. Bet kuo buvo pagrįstas skaičiavimas?

Pasirodo, yra įrodymų, nors ir netiesioginių, kad mūsų planetos sukimasis lėtėja. Anglų mokslininkas D. Wellsas, tyrinėdamas išnykusius devono laikotarpio koralus, atrado, kad paros augimo žiedų skaičius yra 400 kartų didesnis nei metinių. Astronomijoje pripažįstama planetų judėjimo stabilumo teorija, pagal kurią metų trukmė praktiškai nesikeičia.

Pasirodo, devono laikotarpiu, tai yra prieš 380 milijonų metų, metus sudarė 400 dienų. Taigi diena truko 21 valandą ir 42 minutes.

Jei D. Wellsas neklydo skaičiuodamas senovės koralų paros žiedus, o likę skaičiavimai yra teisingi, tai viskas eina iki taško, kad mažiau nei po 12–13 milijardų metų Žemės para taps lygiavertė mėnulio mėnuo. Tai kas tada? Tada mūsų Žemė nuolat bus atsukta viena puse į Mėnulį, kaip šiuo metu yra Mėnulio atžvilgiu Žemės atžvilgiu. Kylantys vandenys stabilizuosis vienoje Žemės pusėje, potvyniai nustos egzistuoti, o saulės potvyniai per silpni, kad juos būtų galima pajusti.

Savo skaitytojams suteikiame galimybę savarankiškai įvertinti šią gana egzotišką hipotezę.

© Vladimiras Kalanovas,
"Žinios yra galia"

Jūros ir vandenynai du kartus per dieną nutolsta nuo kranto (potvynis) ir priartėja prie jo du kartus per dieną (potvynis). Kai kuriuose vandens telkiniuose potvynių ir atoslūgių praktiškai nėra, o kituose atoslūgių ir atoslūgių skirtumas pakrantėje gali siekti 16 metrų. Dauguma potvynių ir atoslūgių būna pusiau paros (du kartus per dieną), tačiau kai kur – paros, tai yra, vandens lygis keičiasi tik kartą per dieną (vienas atoslūgis ir vienas atoslūgis).

Potvynių ir atoslūgių atoslūgiai labiausiai pastebimi pakrantės juostose, tačiau iš tikrųjų jie praeina per visą vandenynų ir kitų vandens telkinių storį. Sąsiauriuose ir kitose siaurose vietose atoslūgiai gali pasiekti labai didelį greitį – iki 15 km/val. Iš esmės atoslūgių reiškinį įtakoja Mėnulis, tačiau tam tikru mastu tame dalyvauja ir Saulė. Mėnulis yra daug arčiau Žemės nei Saulė, todėl jo įtaka planetoms yra stipresnė, nors natūralus palydovas yra daug mažesnis, o aplink žvaigždę sukasi abu dangaus kūnai.

Mėnulio įtaka potvyniams

Jei žemynai ir salos netrukdytų Mėnulio įtakai vandeniui, o visą Žemės paviršių dengtų vienodo gylio vandenynas, potvyniai ir atoslūgiai atrodytų taip. Dėl gravitacijos jėgos vandenyno atkarpa, esanti arčiausiai Mėnulio, kiltų link natūralaus palydovo dėl išcentrinės jėgos, priešinga rezervuaro dalis taip pat pakiltų, tai būtų potvynis. Vandens lygio kritimas vyktų tiese, kuri yra statmena Mėnulio įtakos juostai, toje dalyje būtų atoslūgis.

Saulė taip pat gali turėti tam tikrą įtaką pasaulio vandenynams. Mėnulio jaunaties ir pilnaties metu, kai Mėnulis ir Saulė yra tiesioje linijoje su Žeme, pridedama abiejų šviesuolių traukos jėga, taip sukeliant stipriausius atoslūgius ir atoslūgius. Jei šie dangaus kūnai yra statmeni vienas kitam Žemės atžvilgiu, tai dvi gravitacijos jėgos priešinsis viena kitai ir potvyniai bus silpniausi, bet vis tiek Mėnulio naudai.

Įvairių salų buvimas suteikia didelę vandens judėjimo įvairovę atoslūgių ir atoslūgių metu. Kai kuriuose telkiniuose svarbų vaidmenį atlieka upės vaga ir gamtinės kliūtys sausumos (salų) pavidalu, todėl vanduo įteka ir išteka netolygiai. Vandenys keičia savo padėtį ne tik pagal Mėnulio gravitaciją, bet ir priklausomai nuo reljefo. Tokiu atveju, pasikeitus vandens lygiui, jis tekės mažiausio pasipriešinimo keliu, bet pagal naktinės žvaigždės įtaką.

Įdubimai ir srautai
periodiniai vandens lygio svyravimai (kyla ir krinta) vandens plotuose Žemėje, kuriuos sukelia Mėnulio ir Saulės gravitacinė trauka, veikianti besisukančią Žemę. Visi dideli vandens plotai, įskaitant vandenynus, jūras ir ežerus, vienokiu ar kitokiu laipsniu yra veikiami potvynių ir atoslūgių, nors ežeruose jie yra nedideli. Aukščiausias vandens lygis, stebimas per dieną ar pusę paros atoslūgio metu, vadinamas aukštu vandeniu, žemiausias lygis atoslūgio metu – žemu vandeniu, o šių didžiausio lygio žymių pasiekimo momentas vadinamas atoslūgio stovėjimu (arba etapu). atitinkamai potvynis arba atoslūgis. Vidutinis jūros lygis yra sąlyginė reikšmė, virš kurios lygio žymės yra potvynių ir atoslūgių metu, o žemiau jos – atoslūgių metu. Tai yra didelės skubių stebėjimų serijos vidurkis rezultatas. Vidutinis potvynis (arba atoslūgis) yra vidutinė vertė, apskaičiuota iš daugybės duomenų apie aukštą arba žemą vandens lygį. Abu šie viduriniai lygiai yra pririšti prie vietinės pėdos strypo. Vertikalūs vandens lygio svyravimai potvynių ir atoslūgių metu yra susiję su horizontaliais vandens masių judėjimais kranto atžvilgiu. Šiuos procesus apsunkina vėjo bangavimas, upių nuotėkis ir kiti veiksniai. Horizontalūs vandens masių judėjimai pakrantės zonoje vadinami potvynių (arba potvynių) srovėmis, o vertikalūs vandens lygio svyravimai – atoslūgiais ir atoslūgiais. Visi reiškiniai, susiję su atoslūgiais ir atoslūgiais, pasižymi periodiškumu. Potvynių ir atoslūgių srovės periodiškai keičia kryptį, o vandenynų srovės, nuolat ir vienakrypčiai judančios, yra skatinamos bendros atmosferos cirkuliacijos ir apima didelius atviro vandenyno plotus (taip pat žr. VANDENYNAS). Perėjimo intervalais nuo potvynio iki atoslūgio ir atoslūgio ir atvirkščiai sunku nustatyti potvynio srovės tendenciją. Šiuo metu (kuris ne visada sutampa su potvyniu ar atoslūgiu) sakoma, kad vanduo „sąstingsta“. Atoslūgiai ir atoslūgiai keičiasi cikliškai, atsižvelgiant į kintančias astronomines, hidrologines ir meteorologines sąlygas.
Potvynių fazių seka nustatoma pagal du maksimumus ir du minimumus dienos cikle. Nors Saulė vaidina svarbų vaidmenį potvynio procesuose, lemiamas veiksnys jų vystymuisi yra Mėnulio gravitacinė trauka. Potvynių jėgų įtakos kiekvienai vandens dalelei, nepriklausomai nuo jos vietos žemės paviršiuje, laipsnis nustatomas pagal Niutono visuotinės gravitacijos dėsnį. Šis dėsnis teigia, kad dvi medžiagos dalelės traukia viena kitą jėga, tiesiogiai proporcinga abiejų dalelių masių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui. Suprantama, kad kuo didesnė kūnų masė, tuo didesnė jų tarpusavio traukos jėga (esant tokiam pačiam tankiui, mažesnis kūnas sukurs mažesnę trauką nei didesnis). Įstatymas taip pat reiškia, kad kuo didesnis atstumas tarp dviejų kūnų, tuo mažesnė trauka tarp jų. Kadangi ši jėga yra atvirkščiai proporcinga atstumo tarp dviejų kūnų kvadratui, atstumo koeficientas vaidina daug didesnį vaidmenį nustatant potvynio jėgos dydį nei kūnų masės. Žemės gravitacinė trauka, veikianti Mėnulį ir išlaikanti ją artimoje Žemės orbitoje, yra priešinga Mėnulio Žemės traukos jėgai, kuri linkusi nukreipti Žemę link Mėnulio ir „pakelia“ visus esančius objektus. Žemėje Mėnulio kryptimi. Taškas žemės paviršiuje, esantis tiesiai po Mėnuliu, yra tik 6 400 km nuo Žemės centro ir vidutiniškai 386 063 km nuo Mėnulio centro. Be to, Žemės masė yra maždaug 89 kartus didesnė už Mėnulio masę. Taigi, šiame žemės paviršiaus taške bet kurį objektą veikianti Žemės gravitacija yra maždaug 300 tūkstančių kartų didesnė už Mėnulio gravitaciją. Įprasta mintis, kad vanduo Žemėje tiesiai po Mėnuliu kyla Mėnulio kryptimi, todėl vanduo nuteka tolyn iš kitų Žemės paviršiaus vietų, tačiau kadangi Mėnulio gravitacija yra tokia maža, palyginti su Žemės, tai nebūtų. užtektų pakelti tiek daug vandens. Tačiau vandenynai, jūros ir dideli ežerai Žemėje, būdami dideli skysti kūnai, gali laisvai judėti veikiami šoninių poslinkių jėgų, o bet koks nedidelis polinkis judėti horizontaliai priverčia juos judėti. Visus vandenis, kurie nėra tiesiai po Mėnuliu, veikia Mėnulio gravitacinės jėgos komponentas, nukreiptas tangentiškai (tangentiškai) į žemės paviršių, taip pat jo komponentas, nukreiptas į išorę, ir yra veikiamas horizontalaus poslinkio kietojo kūno atžvilgiu. žemės pluta. Dėl to vanduo iš gretimų žemės paviršiaus sričių teka į vietą, esančią po Mėnuliu. Dėl vandens susikaupimo taške po Mėnuliu susidaro potvynis. Pačios potvynio bangos atvirame vandenyne aukštis siekia vos 30-60 cm, tačiau artėjant prie žemynų ar salų krantų ji gerokai padidėja. Dėl vandens judėjimo iš gretimų sričių link taško po Mėnuliu, atitinkami vandens atoslūgiai atsiranda dviejuose kituose taškuose, nutoltuose nuo jo atstumu, lygiu ketvirtadaliui Žemės apskritimo. Įdomu pastebėti, kad jūros lygio mažėjimą šiuose dviejuose taškuose lydi jūros lygio kilimas ne tik toje Žemės pusėje, kuri atsukta į Mėnulį, bet ir priešingoje pusėje. Šį faktą paaiškina ir Niutono dėsnis. Du ar daugiau objektų, esantys skirtingais atstumais nuo to paties gravitacijos šaltinio ir todėl veikiami skirtingo dydžio gravitacijos pagreitėjimo, juda vienas kito atžvilgiu, nes arčiausiai svorio centro esantis objektas jį labiausiai traukia. Vanduo submėnulio taške jaučia stipresnį trauką Mėnulio link nei Žemė po juo, tačiau Žemė savo ruožtu stipriau traukia Mėnulį nei vanduo priešingoje planetos pusėje. Taigi kyla potvynio banga, kuri toje Žemės pusėje, kuri atsukta į Mėnulį, vadinama tiesiogine, o priešinga – atvirkštine. Pirmasis iš jų yra tik 5% didesnis nei antrasis. Dėl Mėnulio sukimosi savo orbitoje aplink Žemę tarp dviejų iš eilės atoslūgių arba dviejų atoslūgių tam tikroje vietoje praeina maždaug 12 valandų ir 25 minučių. Intervalas tarp nuoseklių atoslūgių ir atoslūgių kulminacijų yra apytikslis. 6 valandos 12 minučių 24 valandų 50 minučių laikotarpis tarp dviejų nuoseklių potvynių ir atoslūgių vadinamas potvynio (arba mėnulio) diena.
Potvynių jėgų kilmės paaiškinimas. Potvynių procesai yra labai sudėtingi, todėl norint juos suprasti, reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių. Bet kokiu atveju pagrindinius bruožus lems: 1) potvynių ir atoslūgių vystymosi stadija, palyginti su Mėnulio praėjimu; 2) potvynio amplitudė ir 3) potvynio svyravimų tipas arba vandens lygio kreivės forma. Dėl daugybės potvynių ir atoslūgių jėgų krypties ir dydžio skirtumų tam tikrame uoste atsiranda skirtumų tarp rytinių ir vakarinių potvynių, taip pat tarp tų pačių potvynių skirtinguose uostuose. Šie skirtumai vadinami potvynių nelygybėmis.
Pusiau paros efektas. Paprastai per parą dėl pagrindinės potvynio jėgos – Žemės sukimosi aplink savo ašį – susidaro du pilni potvynių ciklai. Žiūrint iš ekliptikos Šiaurės ašigalio, akivaizdu, kad Mėnulis sukasi aplink Žemę ta pačia kryptimi, kuria Žemė sukasi aplink savo ašį – prieš laikrodžio rodyklę. Su kiekvienu paskesniu apsisukimu tam tikras taškas žemės paviršiuje vėl užima vietą tiesiai po Mėnuliu šiek tiek vėliau nei per ankstesnę revoliuciją. Dėl šios priežasties potvynių ir atoslūgių atoslūgiai kiekvieną dieną vėluoja maždaug 50 minučių. Ši vertė vadinama mėnulio vėlavimu.
Pusės mėnesio nelygybė.Šiam pagrindiniam svyravimo tipui būdingas maždaug 143/4 dienų periodiškumas, susijęs su Mėnulio sukimu aplink Žemę ir jo perėjimu per nuoseklias fazes, ypač sizigijas (jaunatį ir pilnatį), t.y. akimirkos, kai Saulė, Žemė ir Mėnulis yra vienoje tiesėje. Iki šiol palietėme tik Mėnulio potvynio įtaką. Saulės gravitacinis laukas taip pat veikia potvynius, tačiau, nors Saulės masė yra daug didesnė už Mėnulio masę, atstumas nuo Žemės iki Saulės yra toks didesnis nei atstumas iki Mėnulio, kad potvynio jėga Saulės yra mažiau nei pusė Mėnulio. Tačiau kai Saulė ir Mėnulis yra toje pačioje tiesėje, toje pačioje Žemės pusėje arba priešingose ​​pusėse (per jaunatį ar pilnatį), jų gravitacinės jėgos sumuojasi, veikiančios išilgai tos pačios ašies ir saulės potvynis sutampa su mėnulio potvyniu. Taip pat Saulės trauka padidina Mėnulio įtakos sukeltą atoslūgį. Dėl to potvyniai tampa aukštesni, o potvyniai – mažesni nei tuo atveju, jei juos sukeltų vien Mėnulio gravitacija. Tokie potvyniai vadinami pavasario potvyniais. Kai Saulės ir Mėnulio gravitacinių jėgų vektoriai yra vienas kitą statmeni (kvadratūrų metu, t. y. kai Mėnulis yra pirmame arba paskutiniame ketvirtyje), jų potvynio jėgos yra priešingos, nes Saulės traukos sukeltas potvynis yra uždėtas ant paviršiaus. Mėnulio sukeltas atoslūgis. Tokiomis sąlygomis potvyniai nėra tokie aukšti ir potvyniai nėra tokie žemi, lyg būtų nulemti tik Mėnulio gravitacinės jėgos. Tokie tarpiniai atoslūgiai ir atoslūgiai vadinami kvadratūra. Aukštos ir žemos vandens žymių diapazonas šiuo atveju sumažėja maždaug tris kartus, palyginti su pavasario potvyniu. Atlanto vandenyne tiek pavasariniai, tiek kvadratiniai potvyniai paprastai vėluoja para, palyginti su atitinkama Mėnulio faze. Ramiajame vandenyne toks vėlavimas yra tik 5 valandos Niujorko ir San Francisko uostuose bei Meksikos įlankoje pavasario potvyniai yra 40% didesni nei kvadratiniai.
Mėnulio paralaktinė nelygybė. Potvynių aukščio svyravimų laikotarpis, atsirandantis dėl mėnulio paralakso, yra 271/2 dienos. Šios nelygybės priežastis yra Mėnulio atstumo nuo Žemės pokytis pastarajai sukantis. Dėl elipsės Mėnulio orbitos formos Mėnulio potvynio jėga perigėjuje yra 40% didesnė nei apogėjuje. Šis skaičiavimas galioja Niujorko uostui, kur Mėnulio poveikis apogėjuje arba perigėjuje paprastai vėluoja maždaug 11/2 dienų, palyginti su atitinkama Mėnulio faze. San Francisko uoste potvynių aukščių skirtumas dėl Mėnulio buvimo perigėjuje arba apogėjuje yra tik 32%, o jie seka atitinkamas Mėnulio fazes su dviejų dienų vėlavimu.
Kasdienė nelygybė.Šios nelygybės laikotarpis yra 24 valandos 50 minučių. Jo atsiradimo priežastys yra Žemės sukimasis aplink savo ašį ir Mėnulio deklinacijos pasikeitimas. Kai Mėnulis yra netoli dangaus pusiaujo, du potvyniai tam tikrą dieną (taip pat ir du atoslūgiai) šiek tiek skiriasi, o ryto ir vakaro didžiausių ir žemų vandenų aukščiai yra labai arti. Tačiau didėjant Mėnulio šiaurės ar pietų deklinacijai, to paties tipo rytiniai ir vakariniai potvyniai skiriasi aukščiu, o kai Mėnulis pasiekia didžiausią šiaurinę ar pietinę deklinaciją, šis skirtumas yra didžiausias. Taip pat žinomi atogrąžų potvyniai, vadinami todėl, kad Mėnulis yra beveik aukščiau šiaurinių ar pietinių tropikų. Dienos nelygybė neturi didelės įtakos dviejų iš eilės atoslūgių aukščiams Atlanto vandenyne ir net jos įtaka potvynių aukščiams yra nedidelė, palyginti su bendra svyravimų amplitude. Tačiau Ramiajame vandenyne atoslūgių lygių paros kintamumas yra tris kartus didesnis nei atoslūgių lygių.
Pusmečio nelygybė. Jo priežastis – Žemės sukimasis aplink Saulę ir atitinkamas Saulės deklinacijos pokytis. Du kartus per metus po kelias dienas per lygiadienius Saulė yra šalia dangaus pusiaujo, t.y. jo nuokrypis artimas 0°. Mėnulis taip pat yra šalia dangaus pusiaujo maždaug 24 valandas kas pusę mėnesio. Taigi lygiadienių metu būna laikotarpių, kai tiek Saulės, tiek Mėnulio pokrypiai yra maždaug 0°. Bendras potvynius generuojantis šių dviejų kūnų traukos poveikis tokiais momentais labiausiai pasireiškia vietovėse, esančiose netoli žemės pusiaujo. Jei tuo pat metu Mėnulis yra jaunaties ar pilnaties fazėje, vadinamoji. lygiadienio pavasario potvyniai.
Saulės paralakso nelygybė.Šios nelygybės pasireiškimo laikotarpis yra vieneri metai. Jo priežastis – atstumo nuo Žemės iki Saulės pokytis Žemės orbitos judėjimo metu. Kartą per kiekvieną apsisukimą aplink Žemę Mėnulis yra trumpiausiu atstumu nuo jo perigėjuje. Kartą per metus, apie sausio 2 d., Žemė, judėdama savo orbita, taip pat pasiekia artimiausio Saulės priartėjimo tašką (perihelį). Kai šie du artimiausio artėjimo momentai sutampa ir sukelia didžiausią grynąją potvynio jėgą, galima tikėtis didesnių potvynių ir mažesnių potvynių lygių. Panašiai, jei afelio praėjimas sutampa su apogėjumi, atsiranda žemesni potvyniai ir atoslūgiai.
Stebėjimo metodai ir potvynių aukščio prognozė. Potvynių lygis matuojamas naudojant įvairių tipų prietaisus. Pėdų strypas – tai įprasta meškerė, ant kurios atspausdinta skalė centimetrais, vertikaliai pritvirtinta prie prieplaukos arba prie atramos, panardintos į vandenį taip, kad nulio žyma būtų žemiau žemiausio atoslūgio lygio. Lygių pokyčiai nuskaitomi tiesiai iš šios skalės.
Plūdinis strypas. Tokie pėdų strypai naudojami ten, kur dėl nuolatinių bangų ar nedidelio bangavimo sunku nustatyti lygį pagal fiksuotą skalę. Vertikaliai ant jūros dugno sumontuoto izoliacinio šulinio (tuščiavidurės kameros arba vamzdžio) viduje įtaisyta plūdė, kuri jungiama prie fiksuotose skalės sumontuotos rodyklės arba registratoriaus rašiklio. Vanduo į šulinį patenka per nedidelę skylę, esančią gerokai žemiau minimalaus jūros lygio. Jo potvynio pokyčiai per plūdę perduodami į matavimo priemones.
Hidrostatinis jūros lygio registratorius. Tam tikrame gylyje dedamas guminių maišelių blokas. Keičiantis atoslūgio (vandens sluoksnio) aukščiui, keičiasi ir hidrostatinis slėgis, kuris fiksuojamas matavimo prietaisais. Automatiniai registravimo prietaisai (potvynių matuokliai) taip pat gali būti naudojami nuolatiniam potvynio svyravimų įrašui bet kuriame taške gauti.
Potvynių lentelės. Rengiant potvynių lenteles naudojami du pagrindiniai metodai: harmoninis ir neharmoninis. Neharmoninis metodas yra visiškai pagrįstas stebėjimo rezultatais. Be to, įtraukiamos uosto akvatorijos charakteristikos ir kai kurie pagrindiniai astronominiai duomenys (Mėnulio valandos kampas, jo praėjimo per dangaus dienovidinį laikas, fazės, deklinacija ir paralaksas). Pakoregavus išvardintus veiksnius, bet kurio uosto potvynio pradžios momento ir lygio apskaičiavimas yra grynai matematinė procedūra. Harmonikos metodas iš dalies yra analitinis ir iš dalies pagrįstas potvynių aukščio stebėjimais, atliktais bent vieną mėnulio mėnesį. Norint patvirtinti tokio tipo prognozes kiekvienam uostui, reikia ilgų stebėjimų serijų, nes iškraipymų atsiranda dėl fizinių reiškinių, tokių kaip inercija ir trintis, taip pat dėl ​​sudėtingos akvatorijos krantų konfigūracijos ir dugno topografijos ypatybių. . Kadangi potvynių procesai pasižymi periodiškumu, jiems taikoma harmoninių virpesių analizė. Stebėtas potvynis laikomas paprastų potvynio bangų, kurių kiekvieną sukelia viena iš potvynio jėgų arba vieno iš veiksnių, rezultatas. Visiškam sprendimui naudojami 37 tokie paprasti komponentai, nors kai kuriais atvejais papildomi komponentai, viršijantys 20 pagrindinių, yra nereikšmingi. Vienu metu 37 konstantų pakeitimas į lygtį ir jos tikrasis sprendimas atliekamas kompiuteriu.
Upių potvyniai ir srovės. Potvynių ir upių srovių sąveika aiškiai matoma ten, kur didelės upės įteka į vandenyną. Potvynių ir atoslūgių aukštis įlankose, estuarijose ir estuarijose gali labai padidėti dėl padidėjusių srautų kraštiniuose upeliuose, ypač potvynių metu. Tuo pačiu metu vandenyno potvyniai potvynių ir atoslūgių srovių pavidalu prasiskverbia toli į upes. Pavyzdžiui, Hudsono upėje potvynio banga siekia 210 km atstumą nuo žiočių. Potvynių ir atoslūgių srovės dažniausiai keliauja aukštyn iki nepraeinamų krioklių ar slenksčių. Potvynių metu upės srovės yra greitesnės nei atoslūgių metu. Maksimalus potvynio srovių greitis siekia 22 km/val.
Bor. Kai vandens, pajudėjusio potvynio įtakoje, judėjimas ribojamas siauru kanalu, susidaro gana stačia banga, kuri vienu frontu juda prieš srovę. Šis reiškinys vadinamas potvynio banga arba nuobodu. Tokios bangos stebimos upėse, esančiose daug aukščiau už jų žiotis, kur trinties ir upės srovės derinys labiausiai trukdo potvyniui plisti. Boro susidarymo fenomenas Fundy įlankoje Kanadoje yra žinomas. Netoli Monktono (Naujasis Bransvikas) Pticodiac upė įteka į Fundy įlanką, sudarydama ribinį upelį. Esant žemam vandeniui, jo plotis yra 150 m ir jis kerta džiovinimo juostą. Atoslūgio metu 750 m ilgio ir 60-90 cm aukščio vandens siena šnypščiančiu ir verdančiu sūkuriu veržiasi upe. Didžiausias žinomas 4,5 m aukščio pušynas susiformavo prie Fuchunjiang upės, įtekančios į Handžou įlanką. Taip pat žiūrėkite BOR. Atbulinės eigos krioklys (krypties keitimas) yra dar vienas reiškinys, susijęs su potvyniais upėse. Tipiškas pavyzdys yra krioklys prie Sent Džono upės (New Branswick, Kanada). Čia per siaurą tarpeklį vanduo potvynių ir atoslūgių metu prasiskverbia į baseiną, esantį virš žemo vandens lygio, bet šiek tiek žemiau aukšto vandens lygio tame pačiame tarpeklyje. Taigi atsiranda kliūtis, tekanti per kurią vanduo sudaro krioklį. Per atoslūgį vanduo teka pasroviui susiaurėjusiu praėjimu ir, įveikęs povandeninę atbrailą, suformuoja įprastą krioklį. Atoslūgio metu stačios bangos, prasiskverbiančios į tarpeklį, kaip krioklys patenka į viršutinį baseiną. Atgalinis srautas tęsiasi tol, kol vandens lygis abiejose slenksčio pusėse tampa lygus ir potvynis pradeda slūgti. Tada vėl atkuriamas krioklys, nukreiptas pasroviui. Vidutinis vandens lygio skirtumas tarpeklyje yra apie. 2,7 m, tačiau esant aukščiausiems potvyniams, tiesioginio krioklio aukštis gali viršyti 4,8 m, o atvirkštinio - 3,7 m.
Didžiausios potvynio amplitudės. Didžiausią potvynį pasaulyje sukelia stiprios srovės Minas įlankoje, Fundy įlankoje. Potvynių svyravimai čia pasižymi normalia eiga su pusiau paros periodu. Vandens lygis potvynio metu per šešias valandas dažnai pakyla daugiau nei 12 m, o per kitas šešias valandas nukrenta tiek pat. Kai tą pačią dieną atsiranda pavasario potvynių poveikis, Mėnulio padėtis perigėjuje ir didžiausias Mėnulio deklinacija, potvynių lygis gali siekti 15 m. Ši išskirtinai didelė potvynių svyravimų amplitudė iš dalies atsiranda dėl piltuvo formos Fundy įlankos forma, kur gylis mažėja, o krantai artėja link įlankos viršūnės.
Vėjas ir oras. Vėjas turi didelę įtaką potvynių ir atoslūgių reiškiniams. Vėjas nuo jūros stumia vandenį link pakrantės, atoslūgių aukštis išauga virš normos, o atoslūgio metu vandens lygis taip pat viršija vidutinį. Priešingai, kai vėjas pučia iš sausumos, vanduo nustumiamas nuo kranto, o jūros lygis krenta. Dėl padidėjusio atmosferos slėgio dideliame vandens plote vandens lygis mažėja, nes pridedamas atmosferos svoris. Kai atmosferos slėgis padidėja 25 mmHg. Art., vandens lygis nukrenta maždaug 33 cm. Sumažėjus atmosferos slėgiui, atitinkamai pakyla vandens lygis. Todėl staigus atmosferos slėgio kritimas kartu su uraganiniais vėjais gali sukelti pastebimą vandens lygio kilimą. Tokios bangos, nors ir vadinamos potvyniais, iš tikrųjų nėra susijusios su potvynio jėgų įtaka ir neturi potvynių reiškiniams būdingo periodiškumo. Šių bangų susidarymas gali būti siejamas arba su uraganiniais vėjais, arba su povandeniniais žemės drebėjimais (pastaruoju atveju jos vadinamos seisminėmis jūros bangomis arba cunamis).
Naudojant potvynio energiją. Potvynių ir atoslūgių energijai panaudoti buvo sukurti keturi metodai, tačiau praktiškiausias yra sukurti potvynių baseino sistemą. Tuo pačiu metu šliuzų sistemoje naudojami vandens lygio svyravimai, susiję su potvynio reiškiniais, kad būtų nuolat palaikomas lygių skirtumas, leidžiantis generuoti energiją. Potvynių ir atoslūgių jėgainių galia tiesiogiai priklauso nuo spąstų baseinų ploto ir potencialo lygio skirtumo. Pastarasis veiksnys, savo ruožtu, yra potvynio svyravimų amplitudės funkcija. Pasiekiamas lygių skirtumas yra pats svarbiausias energijos gamybai, nors konstrukcijų kaina priklauso nuo baseinų ploto. Šiuo metu didelės potvynių ir atoslūgių jėgainės veikia Rusijoje Kolos pusiasalyje ir Primorėje, Prancūzijoje Ranso upės žiotyse, Kinijoje prie Šanchajaus, taip pat kitose pasaulio vietose.
LITERATŪRA
Šuleikinas V.V. Jūros fizika. M., 1968 Harvey J. Atmosfera ir vandenynas. M., 1982 Drake Ch., Imbrie J., Knaus J., Turekian K. Vandenynas savaime ir mums. M., 1982 m

Collier enciklopedija. – Atvira visuomenė. 2000 .

Pažiūrėkite, kas yra „Ebbs and Flows“ kituose žodynuose:

- (potvynis ir atoslūgis, atoslūgis ir potvynis) periodiniai vandens lygio pokyčiai jūroje, atsirandantys dėl Mėnulio ir Saulės traukos jėgų ir išcentrinių jėgų, atsirandančių dėl Žemės Mėnulio cirkuliacijos, poveikio vandens dalelėms, Žemės Saulės sistemos aplink jų bendrą ... ... Jūrų žodynas

atoslūgis- - Telekomunikacijų temos, pagrindinės sąvokos EN potvyniai ir srovės ... Techninis vertėjo vadovas

Tęskime pokalbį apie dangaus kūnus veikiančias jėgas ir to sukeliamus padarinius. Šiandien kalbėsiu apie potvynius ir negravitacinius trikdžius.

Ką tai reiškia – „negravitaciniai trikdžiai“? Perturbacijos paprastai vadinamos mažomis didelės pagrindinės jėgos pataisomis. Tai yra, mes kalbėsime apie kai kurias jėgas, kurių įtaka objektui yra daug mažesnė nei gravitacinių

Kokios kitos jėgos egzistuoja gamtoje, be gravitacijos? Palikime nuošalyje stiprią ir silpną branduolinę sąveiką, jos yra vietinio pobūdžio (veikia itin nedideliais atstumais). Tačiau elektromagnetizmas, kaip žinome, yra daug stipresnis už gravitaciją ir tęsiasi taip pat – be galo. Bet kadangi priešingų ženklų elektros krūviai paprastai yra subalansuoti, o gravitacinis „krūvis“ (kurio vaidmenį atlieka masė) visada yra to paties ženklo, tada esant pakankamai didelėms masėms, žinoma, gravitacija iškyla į priekį. Taigi realybėje kalbėsime apie dangaus kūnų judėjimo sutrikimus veikiant elektromagnetiniam laukui. Daugiau variantų nėra, nors dar yra tamsioji energija, bet apie tai pakalbėsime vėliau, kai kalbėsime apie kosmologiją.

Kaip paaiškinau, paprastas Niutono gravitacijos dėsnis F = G∙M∙m/R² yra labai patogu naudoti astronomijoje, nes dauguma kūnų yra beveik sferinės formos ir yra pakankamai nutolę vienas nuo kito, todėl skaičiuojant juos galima pakeisti taškais - taškiniais objektais, kuriuose yra visa jų masė. Tačiau baigtinio dydžio kūnas, palyginamas su atstumu tarp gretimų kūnų, vis tiek patiria skirtingą jėgos poveikį skirtingose ​​jo dalyse, nes šios dalys yra skirtingai nei gravitacijos šaltiniai, ir į tai reikia atsižvelgti.

Patrauklumas gniuždo ir drasko

Norėdami pajusti potvynio efektą, atlikime fizikų populiarų minties eksperimentą: įsivaizduokite save laisvai krintančioje lifte. Nupjauname kabiną laikančią virvę ir pradedame kristi. Prieš krisdami galime stebėti, kas vyksta aplinkui. Pakabiname laisvas mišias ir stebime, kaip jos elgiasi. Iš pradžių jie krenta sinchroniškai, o mes sakome, kad tai yra nesvarumas, nes visi objektai šioje kabinoje ir ji pati jaučia maždaug vienodą laisvojo kritimo pagreitį.

Tačiau laikui bėgant mūsų materialūs taškai pradės keisti savo konfigūraciją. Kodėl? Kadangi apatinė pradžioje buvo šiek tiek arčiau svorio centro nei viršutinė, todėl apatinė, traukiama stipriau, pradeda aplenkti viršutinę. O šoniniai taškai visada lieka tame pačiame atstumu nuo svorio centro, bet artėdami prie jo pradeda artėti vienas prie kito, nes vienodo dydžio pagreičiai nėra lygiagretūs. Dėl to deformuojasi nesusijusių objektų sistema. Tai vadinama potvynio efektu.

Stebėtojo, išsklaidančio aplink save grūdus ir stebinčio, kaip pavieniai grūdai juda, o visa sistema krenta ant masyvaus objekto, požiūriu, galima įvesti tokią sąvoką kaip potvynio jėgų laukas. Apibrėžkime šias jėgas kiekviename taške kaip vektorinį skirtumą tarp gravitacinio pagreičio šiame taške ir stebėtojo arba masės centro pagreičio, ir jei santykiniam atstumui imsime tik pirmąjį Teiloro eilės plėtimosi narį, gausime simetrišką vaizdą: artimiausi grūdai bus prieš stebėtoją, tolimieji atsiliks nuo jo, t.y. sistema drieksis išilgai ašies, nukreiptos į gravituojantį objektą, o jam statmenomis kryptimis dalelės bus spaudžiamos stebėtojo link.

Kaip manote, kas nutiks, kai planeta bus įtraukta į juodąją skylę? Tie, kurie neklausė paskaitų apie astronomiją, dažniausiai mano, kad juodoji skylė atplėš materiją tik nuo paviršiaus, atsukto į save. Jie nežino, kad beveik vienodai stiprus poveikis pasireiškia kitoje laisvai krintančio kūno pusėje. Tie. plyšta į dvi diametraliai priešingas puses, visai ne į vieną.

Kosmoso pavojai

Norėdami parodyti, kaip svarbu atsižvelgti į potvynių poveikį, paimkime Tarptautinę kosminę stotį. Jis, kaip ir visi Žemės palydovai, laisvai krenta gravitaciniame lauke (jei neįjungti varikliai). O potvynio jėgų laukas aplink jį yra gana apčiuopiamas dalykas, todėl astronautas, dirbdamas stoties išorėje, turi prisirišti prie jos ir, kaip taisyklė, dviem trosais – tik tuo atveju, niekada negali žinoti kas gali nutikti. Ir jei jis atsidurs nepririštas tokiomis sąlygomis, kai potvynio jėgos atitraukia jį nuo stoties centro, jis gali lengvai prarasti ryšį su ja. Taip dažnai nutinka naudojant įrankius, nes negalite jų visų susieti. Jei kas nors iškrenta iš astronauto rankų, šis objektas nueina į tolį ir tampa nepriklausomu Žemės palydovu.

Į TKS darbo planą įtraukti asmeninio lėktuvo bagažo bandymai kosminėje erdvėje. O kai sugenda jo variklis, potvynio jėgos nuneša astronautą ir mes jį prarandame. Dingusiųjų vardai įslaptinti.

Tai, žinoma, pokštas: laimei, tokio incidento dar nebuvo. Bet taip gali atsitikti! Ir gal kada nors tai įvyks.

Planeta-vandenynas

Grįžkime į Žemę. Tai mums įdomiausias objektas, jį veikiančios potvynio jėgos jaučiamos gana pastebimai. Iš kurių dangaus kūnų jie veikia? Pagrindinis yra Mėnulis, nes jis yra arti. Kitas didžiausias poveikis yra Saulė, nes ji yra didžiulė. Kitos planetos taip pat turi tam tikrą įtaką Žemei, tačiau ji vos pastebima.

Norint analizuoti išorinį gravitacinį poveikį Žemei, ji paprastai vaizduojama kaip kietas rutulys, padengtas skystu apvalkalu. Tai geras modelis, nes mūsų planeta iš tikrųjų turi mobilų apvalkalą vandenyno ir atmosferos pavidalu, o visa kita yra gana tvirta. Nors Žemės pluta ir vidiniai sluoksniai yra riboto standumo ir yra šiek tiek jautrūs potvynių įtakai, skaičiuojant poveikį vandenynui į jų elastinę deformaciją galima nepaisyti.

Jei Žemės masės centre nubrėžtume potvynių ir atoslūgių jėgų vektorius, gautume tokį vaizdą: potvynių jėgų laukas traukia vandenyną išilgai Žemės-Mėnulio ašies, o jam statmenoje plokštumoje prispaudžia prie Žemės centro. . Taigi planeta (bent jau judantis jos apvalkalas) yra linkusi įgauti elipsoido formą. Tokiu atveju priešingose ​​Žemės rutulio pusėse atsiranda du iškilimai (jie vadinami potvynių kauburėliais): vienas atsuktas į Mėnulį, kitas nuo Mėnulio, o juostoje tarp jų atsiranda atitinkamas „išpūtimas“ (tiksliau , ten esančio vandenyno paviršius turi mažiau kreivumo).

Įdomesnis dalykas nutinka tarpelyje – ten, kur potvynio jėgos vektorius bando perkelti skysčio apvalkalą išilgai žemės paviršiaus. Ir tai yra natūralu: jei norite pakelti jūrą vienoje vietoje, o nuleisti – kitur, tuomet vandenį reikia perkelti iš ten į čia. O tarp jų potvynio jėgos nukreipia vandenį į „pomėnulio tašką“ ir „prieš mėnulio tašką“.

Potvynių poveikį įvertinti labai paprasta. Žemės gravitacija bando vandenyną paversti sferiniu, o mėnulio ir saulės įtakos potvynių dalis bando ištempti jį išilgai savo ašies. Jei paliktume Žemę ramybėje ir leistume jai laisvai kristi į Mėnulį, iškilimo aukštis siektų apie pusę metro, t.y. Vandenynas pakyla tik 50 cm aukščiau savo vidutinio lygio. Jei plaukiate laivu atviroje jūroje ar vandenyne, pusės metro nesimato. Tai vadinama statiniu potvyniu.

Tačiau norint, kad pomėnulio taške susidarytų pusės metro iškilimas, čia reikia distiliuoti didelį kiekį vandens. Bet Žemės paviršius nelieka nejudrus, jis greitai sukasi Mėnulio ir Saulės krypties atžvilgiu, padarydamas pilną apsisukimą per dieną (o Mėnulis orbitoje juda lėtai – vienas apsisukimas aplink Žemę per beveik mėnesį ). Todėl potvynių kauburėlis nuolat eina palei vandenyno paviršių, todėl kietasis Žemės paviršius 2 kartus per dieną yra po potvynių kupra ir 2 kartus po potvynių ir atoslūgių vandenyno lygio kritimu. Apskaičiuokime: 40 tūkstančių kilometrų (žemės pusiaujo ilgis) per dieną, tai yra 463 metrai per sekundę. Tai reiškia, kad ši pusmetrio banga, kaip mini cunamis, viršgarsiniu greičiu smogia į rytines žemynų pakrantes pusiaujo regione. Mūsų platumose greitis siekia 250-300 m/s – irgi nemažai: nors banga nėra labai didelė, dėl inercijos gali sukurti puikų efektą.

Antras objektas pagal įtaką Žemei yra Saulė. Jis yra 400 kartų toliau nuo mūsų nei Mėnulis, bet 27 milijonus kartų masyvesnis. Todėl Mėnulio ir Saulės poveikis yra panašus, nors Mėnulis vis tiek veikia šiek tiek stipriau: Saulės gravitacinis potvynių ir potvynių poveikis yra maždaug perpus silpnesnis nei Mėnulio. Kartais jų įtaka derinama: tai atsitinka jaunaties mėnulyje, kai Mėnulis praeina Saulės fone, ir pilnaties metu, kai Mėnulis yra priešingoje Saulės pusėje. Šiomis dienomis – kai išsirikiuoja Žemė, Mėnulis ir Saulė, ir tai vyksta kas dvi savaites – bendras potvynių ir atoslūgių poveikis yra pusantro karto didesnis nei vien Mėnulio. O po savaitės Mėnulis praeina ketvirtadalį savo orbitos ir atsiduria kvadratūroje su Saule (status kampas tarp jų krypčių), tada jų įtaka susilpnina vienas kitą. Vidutiniškai atviroje jūroje potvynių aukštis svyruoja nuo ketvirčio metro iki 75 centimetrų.

Jūreiviai jau seniai žinojo potvynius. Ką daro kapitonas, kai laivas užplaukia ant seklumos? Jei skaitėte jūrų nuotykių romanus, tai žinote, kad jis iš karto žiūri, kokioje fazėje yra Mėnulis, ir laukia kitos pilnaties ar jaunaties. Tada didžiausias potvynis gali pakelti laivą ir iš naujo jį nuplukdyti.

Pakrantės problemos ir ypatybės

Potvyniai ypač svarbūs uosto darbuotojams ir jūreiviams, kurie ruošiasi įplaukti į uostą arba iš jo išplaukti. Paprastai sekliojo vandens problema iškyla netoli kranto, o kad jis netrukdytų laivams judėti, į įlanką įplaukti kasami povandeniniai kanalai – dirbtiniai farvateriai. Į jų gylį reikėtų atsižvelgti į didžiausio atoslūgio aukštį.

Jei pažvelgsime į potvynių ir atoslūgių aukštį tam tikru momentu ir žemėlapyje nubrėžtume vienodo aukščio vandens linijas, gautume koncentrinius apskritimus su centrais dviejuose taškuose (pomėnulio ir priešmėnulio), kuriuose potvynis yra didžiausias. . Jei Mėnulio orbitos plokštuma sutaptų su Žemės pusiaujo plokštuma, tai šie taškai visada judėtų išilgai pusiaujo ir padarytų visą apsisukimą per dieną (tiksliau, per 24ʰ 50ᵐ 28ˢ). Tačiau Mėnulis juda ne šioje plokštumoje, o šalia ekliptikos plokštumos, kurios atžvilgiu pusiaujas pasviręs 23,5 laipsnio. Todėl pomėninis taškas taip pat „eina“ palei platumą. Taigi, tame pačiame uoste (t. y. toje pačioje platumoje) kas 12,5 valandos pasikartojančio didžiausio potvynio aukštis per dieną kinta priklausomai nuo Mėnulio orientacijos Žemės pusiaujo atžvilgiu.

Ši „smulkmena“ yra svarbi potvynių teorijai. Pažiūrėkime dar kartą: Žemė sukasi aplink savo ašį, o Mėnulio orbitos plokštuma yra pasvirusi jos link. Todėl kiekvienas jūrų uostas dieną „bėga“ aplink Žemės ašigalį, vieną kartą patenka į didžiausio potvynio regioną, o po 12,5 valandos - vėl į potvynio regioną, bet ne taip aukštai. Tie. du potvyniai per dieną nėra lygiaverčiai aukščiu. Vienas visada didesnis už kitą, nes Mėnulio orbitos plokštuma yra ne žemės pusiaujo plokštumoje.

Pakrantės gyventojams potvynių ir atoslūgių poveikis yra gyvybiškai svarbus. Pavyzdžiui, Prancūzijoje yra vienas, kurį su žemynu jungia asfaltuotas kelias, nutiestas sąsiaurio apačioje. Saloje gyvena daug žmonių, tačiau jie negali važiuoti šiuo keliu, kol jūros lygis aukštas. Šiuo keliu galima važiuoti tik du kartus per dieną. Žmonės važiuoja ir laukia atoslūgio, kai nukris vandens lygis ir kelias taps prieinamas. Žmonės keliauja į ir iš darbo pakrantėje naudodami specialią potvynių lentelę, kuri skelbiama kiekvienai pakrantės gyvenvietei. Jei į šį reiškinį neatsižvelgiama, pakeliui pėsčiąjį gali užpilti vanduo. Turistai ten tiesiog atvažiuoja ir vaikšto pažiūrėti į jūros dugną, kai nėra vandens. O vietiniai gyventojai kažką iš dugno renka, kartais net maistui, t.y. iš esmės šis poveikis maitina žmones.

Gyvybė iš vandenyno atsirado dėl potvynių ir atoslūgių. Dėl atoslūgio kai kurie pakrančių gyvūnai atsidūrė ant smėlio ir buvo priversti išmokti kvėpuoti deguonimi tiesiai iš atmosferos. Jei Mėnulio nebūtų buvę, tai gyvybė iš vandenyno gal ir nebūtų taip aktyviai išlindusi, nes ten gera visais atžvilgiais – termostatinė aplinka, nesvarumas. Bet jei staiga atsidūrei krante, reikėjo kažkaip išgyventi.

Pakrantė, ypač jei ji plokščia, atoslūgio metu yra labai atvira. Ir kurį laiką žmonės praranda galimybę naudotis savo vandens transporto priemone, bejėgiškai gulintys kaip banginiai ant kranto. Bet čia yra kažkas naudingo, nes atoslūgio periodą galima panaudoti laivams remontuoti, ypač kai kuriose įlankose: laivai išplaukė, tada vanduo pasišalino ir šiuo metu juos galima taisyti.

Pavyzdžiui, rytinėje Kanados pakrantėje yra Fundy įlanka, kurioje, kaip teigiama, yra didžiausi potvyniai pasaulyje: vandens lygio kritimas gali siekti 16 metrų, o tai yra laikoma jūros potvynių Žemėje rekordu. Prie šios nuosavybės jūreiviai prisitaikė: per potvynį laivą išveda į krantą, sutvirtina, o vandeniui nubėgus laivas pakimba, dugną galima užglaistyti.

Žmonės jau seniai pradėjo stebėti ir reguliariai fiksuoti potvynių momentus ir ypatybes, kad išmoktų nuspėti šį reiškinį. Netrukus išrado potvynių matuoklis- prietaisas, kuriame plūdė juda aukštyn ir žemyn priklausomai nuo jūros lygio, o rodmenys automatiškai nubraižomi ant popieriaus grafiko pavidalu. Beje, nuo pirmųjų stebėjimų iki šių dienų matavimo priemonės beveik nepasikeitė.

Remdamiesi daugybe hidrografų įrašų, matematikai bando sukurti atoslūgių teoriją. Jei turite ilgalaikį periodinio proceso įrašą, galite jį suskaidyti į elementarias harmonikas - skirtingų amplitudių sinusoidus su keliais periodais. Ir tada, nustatę harmonikų parametrus, išplėskite bendrą kreivę į ateitį ir pagal tai sukurkite potvynių lenteles. Dabar tokios lentelės skelbiamos kiekvienam Žemės uostui, o bet kuris kapitonas, ruošiantis įplaukti į uostą, paima jam lentelę ir žiūri, kada jo laivui užteks vandens lygio.

Garsiausia istorija, susijusi su nuspėjamaisiais skaičiavimais, įvyko Antrojo pasaulinio karo metais: 1944 metais mūsų sąjungininkai – britai ir amerikiečiai – ketino atidaryti antrąjį frontą prieš nacistinę Vokietiją, tam reikėjo nusileisti Prancūzijos pakrantėje. Šiaurinė Prancūzijos pakrantė šiuo atžvilgiu labai nemaloni: pakrantė stačios, 25-30 metrų aukščio, o vandenyno dugnas gana seklus, todėl laivai prie kranto gali priplaukti tik didžiausio potvynio metu. Jei jie užbėgtų ant seklumos, būtų tiesiog apšaudomi iš patrankų. Siekiant to išvengti, buvo sukurtas specialus mechaninis (elektroninių dar nebuvo) kompiuteris. Ji atliko Furjė jūros lygio laiko eilučių analizę, naudodama savo greičiu besisukančius būgnus, per kuriuos praėjo metalinis kabelis, kuris susumavo visas Furjė serijos sąlygas, o prie kabelio prijungta plunksna nubraižė potvynio aukščio ir laiko grafiką. . Tai buvo itin slaptas darbas, labai patobulinęs potvynių teoriją, nes buvo galima pakankamai tiksliai numatyti didžiausio potvynio momentą, kurio dėka sunkieji kariniai transporto laivai plaukė per Lamanšo sąsiaurį ir išlaipino kariuomenę į krantą. Taip matematikai ir geofizikai išgelbėjo daugelio žmonių gyvybes.

Kai kurie matematikai bando apibendrinti duomenis planetų masteliu, bando sukurti vieningą potvynių teoriją, tačiau palyginti įvairiose vietose padarytus įrašus sunku, nes Žemė tokia netaisyklinga. Tik nuliniu apytiksliu būdu vienas vandenynas apima visą planetos paviršių, tačiau iš tikrųjų yra žemynai ir keli silpnai sujungti vandenynai, o kiekvienas vandenynas turi savo natūralių svyravimų dažnį.

Ankstesnės diskusijos apie jūros lygio svyravimus veikiant Mėnuliui ir Saulei buvo susijusios su atviromis vandenyno erdvėmis, kur potvynių ir atoslūgių pagreitis įvairiose pakrantėse labai skiriasi. O vietiniuose vandens telkiniuose – pavyzdžiui, ežeruose – potvynis gali sukurti pastebimą poveikį?

Atrodytų, taip neturėtų būti, nes visuose ežero taškuose potvynio pagreitis yra maždaug vienodas, skirtumas nedidelis. Pavyzdžiui, Europos centre yra Ženevos ežeras, jo ilgis yra tik apie 70 km ir niekaip nesusijęs su vandenynais, tačiau žmonės jau seniai pastebėjo, kad jame kasdien vyksta dideli vandens svyravimai. Kodėl jie atsiranda?

Taip, potvynio jėga yra labai maža. Tačiau svarbiausia, kad jis būtų reguliarus, t.y. veikia periodiškai. Visi fizikai žino efektą, kuris, periodiškai veikiant jėgą, kartais sukelia padidėjusią svyravimų amplitudę. Pavyzdžiui, iš valgyklos pasiimi dubenį sriubos ir... Tai reiškia, kad jūsų žingsnių dažnis rezonuoja su natūraliomis plokštelėje esančio skysčio vibracijomis. Pastebėję tai, smarkiai keičiame ėjimo tempą - ir sriuba „nusiramina“. Kiekvienas vandens telkinys turi savo pagrindinį rezonansinį dažnį. Ir kuo didesnis rezervuaro dydis, tuo mažesnis jame esančio skysčio natūralių virpesių dažnis. Taigi paties Ženevos ežero rezonansinis dažnis pasirodė esąs potvynių dažnio kartotinis, o nedidelė potvynių įtaka „paleidžia“ Ženevos ežerą taip, kad lygis jo pakrantėse pasikeičia gana pastebimai. Šios ilgalaikės stovinčios bangos, atsirandančios uždaruose vandens telkiniuose, vadinamos seiches.

Potvynių energija

Šiais laikais vieną iš alternatyvių energijos šaltinių bandoma susieti su potvynio efektu. Kaip sakiau, pagrindinis potvynių ir atoslūgių poveikis yra ne tai, kad vanduo kyla ir krinta. Pagrindinis poveikis yra potvynio srovė, kuri per dieną perkelia vandenį aplink visą planetą.

Sekliose vietose šis poveikis yra labai svarbus. Naujosios Zelandijos teritorijoje kapitonai net nerizikuoja vesti laivų per kai kuriuos sąsiaurius. Burlaiviai niekada negalėjo ten prasiskverbti, o šiuolaikiniai laivai sunkiai ten praplaukia, nes dugnas yra seklus, o potvynių srovės – milžiniško greičio.

Tačiau kadangi vanduo teka, šią kinetinę energiją galima panaudoti. Ir jau pastatytos elektrinės, kuriose dėl potvynio srovių pirmyn ir atgal sukasi turbinos. Jie yra gana funkcionalūs. Pirmoji potvynių jėgainė (TPP) buvo pagaminta Prancūzijoje, ji iki šiol yra didžiausia pasaulyje, jos galia siekia 240 MW. Palyginti su hidroelektrine, žinoma, ji nėra tokia puiki, bet aptarnauja artimiausias kaimo vietoves.

Kuo arčiau ašigalio, tuo potvynio bangos greitis mažesnis, todėl Rusijoje nėra pakrančių, kuriose būtų labai galingi potvyniai. Apskritai, mes turime mažai išėjimo į jūrą, o Arkties vandenyno pakrantėje nėra ypač pelninga naudoti potvynių ir atoslūgių energiją dar ir dėl to, kad potvynis vandenį varo iš rytų į vakarus. Tačiau vis dar yra vietų, tinkamų PES, pavyzdžiui, Kislaya įlanka.

Faktas yra tas, kad įlankose potvynis visada sukuria didesnį efektą: banga pakyla aukštyn, veržiasi į įlanką ir ji siaurėja, siaurėja – ir amplitudė didėja. Panašus procesas vyksta tarsi sutrūkinėjus botagui: iš pradžių ilgoji banga lėtai slenka rykšte, bet vėliau judesyje dalyvaujančios rykštės dalies masė mažėja, todėl greitis didėja (impulsas mv yra išsaugotas!) ir pasiekia viršgarsinį siaurą galą, dėl kurio išgirstame spragtelėjimą.

Sukurdami eksperimentinį mažos galios Kislogubskaya TPP, energetikos inžinieriai bandė suprasti, kaip efektyviai galima panaudoti atoslūgius aplinkinių platumų elektrai gaminti. Tai neturi didelės ekonominės prasmės. Tačiau dabar yra labai galingos Rusijos TPP (Mezenskaya) projektas - 8 gigavatams. Norint pasiekti šią milžinišką galią, būtina užtverti didelę įlanką, atskirianti Baltąją jūrą nuo Barenco jūros užtvanka. Tiesa, labai abejotina, ar tai bus daroma tol, kol turėsime naftos ir dujų.

Potvynių praeitis ir ateitis

Beje, iš kur atsiranda potvynių energija? Turbina sukasi, generuojama elektra, o koks objektas praranda energiją?

Kadangi potvynių ir atoslūgių energijos šaltinis yra Žemės sukimasis, jei semiame iš jo, tai reiškia, kad sukimasis turi sulėtėti. Atrodytų, Žemė turi vidinių energijos šaltinių (šiluma iš gelmių ateina dėl geocheminių procesų ir radioaktyvių elementų irimo), ir yra kuo kompensuoti kinetinės energijos praradimą. Tai tiesa, tačiau energijos srautas, sklindantis vidutiniškai beveik tolygiai į visas puses, vargu ar gali reikšmingai paveikti kampinį impulsą ir pakeisti sukimąsi.

Jei Žemė nesisuktų, potvynių kauburėliai būtų nukreipti tiksliai Mėnulio kryptimi ir priešinga kryptimi. Tačiau besisukdamas Žemės kūnas neša juos į priekį savo sukimosi kryptimi - ir atsiranda nuolatinis potvynių smailės ir pomėnulio taško skirtumas 3–4 laipsniais. Prie ko tai veda? Arčiau Mėnulio esanti kupra prie jo traukia stipriau. Ši gravitacinė jėga linkusi sulėtinti Žemės sukimąsi. O priešinga kupra yra toliau nuo Mėnulio, ji bando pagreitinti sukimąsi, bet traukiama silpniau, todėl atsirandantis jėgos momentas stabdo Žemės sukimąsi.

Taigi, mūsų planeta nuolat mažina savo sukimosi greitį (nors ir ne visai reguliariai, šuoliais, o tai lemia masės pernešimo vandenynuose ir atmosferoje ypatumai). Kokią įtaką Žemės potvyniai daro Mėnuliui? Artimiausias potvynio iškilimas traukia Mėnulį kartu su savimi, o tolimas, priešingai, jį lėtina. Pirmoji jėga yra didesnė, todėl Mėnulis įsibėgėja. Dabar prisiminkite iš ankstesnės paskaitos, kas atsitinka su palydovu, kuris jėga traukiamas į priekį judant? Didėjant jo energijai, ji tolsta nuo planetos, o kampinis greitis mažėja, nes didėja orbitos spindulys. Beje, Mėnulio apsisukimo aplink Žemę periodo padidėjimas buvo pastebėtas dar Niutono laikais.

Kalbant skaičiais, Mėnulis per metus nuo mūsų nutolsta apie 3,5 cm, o Žemės paros trukmė kas šimtą metų pailgėja šimtąją sekundės dalį. Atrodo, nesąmonė, bet atminkite, kad Žemė egzistavo milijardus metų. Nesunku suskaičiuoti, kad dinozaurų laikais per dieną buvo apie 18 valandų (žinoma, dabartinės valandos).

Mėnuliui tolstant potvynio jėgos mažėja. Tačiau jis visada toldavo, o jei pažvelgsime į praeitį, pamatysime, kad anksčiau Mėnulis buvo arčiau Žemės, o tai reiškia, kad potvyniai buvo didesni. Galite įvertinti, pavyzdžiui, kad Archeano eroje, prieš 3 milijardus metų, potvyniai buvo kilometro aukščio.

Potvynių reiškiniai kitose planetose

Žinoma, tie patys reiškiniai vyksta ir kitų planetų sistemose su palydovais. Pavyzdžiui, Jupiteris yra labai masyvi planeta su daugybe palydovų. Keturiems didžiausiems jo palydovams (jie vadinami Galilėjos palydovais, nes juos atrado Galilėjus) gana didelę įtaką daro Jupiteris. Artimiausias iš jų, Io, yra visiškai padengtas ugnikalniais, tarp kurių yra daugiau nei penkiasdešimt aktyvių, ir jie išmeta „papildomą“ medžiagą 250–300 km aukštyn. Šis atradimas buvo gana netikėtas: Žemėje nėra tokių galingų ugnikalnių, o štai mažas Mėnulio dydžio kūnas, kuris jau seniai turėjo atvėsti, tačiau užtat trykšta karščiu į visas puses. Kur yra šios energijos šaltinis?

Io ugnikalnio aktyvumas buvo staigmena ne visiems: prieš šešis mėnesius iki pirmojo zondo priartėjimo prie Jupiterio, du amerikiečių geofizikai paskelbė darbą, kuriame apskaičiavo Jupiterio potvynio įtaką šiam mėnuliui. Jis pasirodė toks didelis, kad galėjo deformuoti palydovo korpusą. O deformacijos metu visada išsiskiria šiluma. Kai paimame šalto plastilino gabalėlį ir pradedame jį minkyti rankose, po kelių paspaudimų jis tampa minkštas ir lankstus. Taip atsitinka ne todėl, kad ranka ją įkaitino savo šiluma (tas pats atsitiks ir suplojus šaltoje ydoje), o dėl to, kad dėl deformacijos į ją įdėta mechaninė energija, kuri pavirto šilumine energija.

Bet kodėl žemėje palydovo forma keičiasi veikiant potvyniams iš Jupiterio? Atrodytų, kad judėdamas apskrita orbita ir sukdamasis sinchroniškai, kaip ir mūsų Mėnulis, kažkada tapo elipsoidu – ir nėra jokios priežasties vėlesniems formos iškraipymams? Tačiau šalia Io yra ir kitų palydovų; dėl visų jų jo (Io) orbita šiek tiek pasislenka pirmyn ir atgal: arba artėja prie Jupiterio, arba tolsta. Tai reiškia, kad potvynio įtaka arba susilpnėja, arba sustiprėja, o kūno forma nuolat keičiasi. Beje, apie potvynius kietajame Žemės kūne dar nekalbėjau: žinoma, jų taip pat yra, jie nėra tokie aukšti, decimetro dydžio. Jei sėdėsite savo vietoje šešias valandas, potvynių ir atoslūgių dėka „nueisite“ apie dvidešimt centimetrų Žemės centro atžvilgiu. Žinoma, ši vibracija žmonėms nepastebima, tačiau geofiziniai instrumentai ją registruoja.

Skirtingai nuo kietos žemės, Io paviršius kiekvieno orbitos periodo metu svyruoja daugelio kilometrų amplitudė. Didelis deformacijos energijos kiekis išsklaido šilumos pavidalu ir šildo požeminį paviršių. Beje, meteoritų kraterių ant jo nesimato, nes ugnikalniai nuolat bombarduoja visą paviršių šviežia medžiaga. Kai tik susidaro smūginis krateris, po šimto metų jis pasidengia kaimyninių ugnikalnių išsiveržimų produktais. Jie veikia nuolat ir labai galingai, o prie to pridedami plyšiai planetos plutoje, per kuriuos iš gelmių teka įvairių mineralų, daugiausia sieros, lydalas. Esant aukštai temperatūrai, jis tamsėja, todėl srautas iš kraterio atrodo juodas. O lengvas ugnikalnio kraštas yra atvėsusi medžiaga, kuri krinta aplink ugnikalnį. Mūsų planetoje iš ugnikalnio išmestą materiją paprastai pristabdo oras ir ji nukrenta arti ventiliacijos angos, sudarydama kūgį, tačiau Io nėra atmosferos, o ji balistine trajektorija skrenda toli į visas puses. Galbūt tai yra galingiausio saulės sistemos potvynio efekto pavyzdys.

Antrasis Jupiterio palydovas Europa atrodo kaip mūsų Antarktida, jis padengtas ištisine ledo pluta, vietomis įtrūkęs, nes ir ją kažkas nuolat deformuoja. Kadangi šis palydovas yra toliau nuo Jupiterio, potvynio efektas čia nėra toks stiprus, bet vis tiek gana pastebimas. Po šia ledine pluta slypi skystas vandenynas: nuotraukose matyti iš kai kurių atsivėrusių plyšių trykštantys fontanai. Potvynių jėgų įtakoje vandenynas siautėja, o jo paviršiuje plūduriuoja ir susiduria ledo laukai, panašiai kaip Arkties vandenyne ir prie Antarktidos krantų. Išmatuotas Europos vandenyno skysčio elektrinis laidumas rodo, kad tai sūrus vanduo. Kodėl ten neturėtų būti gyvybės? Būtų pagunda nuleisti įrenginį į vieną iš plyšių ir pamatyti, kas ten gyvena.

Tiesą sakant, ne visos planetos baigiasi. Pavyzdžiui, Enceladas, Saturno mėnulis, taip pat turi ledinę plutą ir po juo vandenyną. Tačiau skaičiavimai rodo, kad potvynių ir atoslūgių energijos nepakanka, kad poledyninis vandenynas būtų skystas. Žinoma, be potvynių, bet kuris dangaus kūnas turi ir kitų energijos šaltinių – pavyzdžiui, yrančių radioaktyvių elementų (urano, torio, kalio), tačiau mažose planetose jie vargu ar gali atlikti reikšmingą vaidmenį. Tai reiškia, kad mes dar kažko nesuprantame.

Potvynių efektas yra nepaprastai svarbus žvaigždėms. Kodėl – daugiau apie tai kitoje paskaitoje.