Явление приливов и отливов на береговой линии издавна волновало умы ученых. Выдвигались различные предположения, но еще древние римляне заметили связь между масштабами данных явлений и лунными фазами. Рассмотрим механизм возникновения приливов и отливов, почему они происходят дважды в сутки.
Особенности взаимодействия Земли и Луны
Сила, вызывающая приливы и отливы – гравитация. На Землю действуют два тела, способных вызывать приливные волны – Луна и Солнце. Не смотря на то, что сила притяжения Солнца в двести раз превышает таковую у Луны, именно наша ближайшая соседка – основная причина большой и малой воды (как принято называть эти явления).
Проходя над поверхностью океана, Луна притягивает часть воды, создавая своеобразный «горб». Непосредственно посреди водной глади данное явление почти не прослеживается. Но на линии побережья вода отходит от берегов, вызывая отлив.
Продолжая вращение, Луна перемещается над сушей. Освобожденная вода возвращается под действием силы тяжести планеты, обрушиваясь на берег. С противоположной стороны, вода привлекается гравитацией луны на побережье, вызывая аналогичное явление.
Но все гораздо сложнее, чем принято считать. Дело в том, что наш спутник не просто вращается вокруг Земли, а ответно влияет на траекторию перемещения нашей планеты. Два этих небесных тела – сложная система двух взаимодействующих объектов, вращающихся вокруг единой условной точки.
Указанный центр масс расположен внутри земной поверхности на расстоянии 4,7 тыс. км от центра планеты.
Почему приливы и отливы случаются дважды в сутки?
В результате описанного выше явления, приливная волна проходит по водной поверхности планеты одновременно с двух противоположных сторон:
- с одной – под силой притяжения Луны;
- с другой (уступающей в интенсивности процесса) – центробежной силой, связанной с вращением Земли вокруг общего центра масс.
По этой причине приливов и следующих за ними отливов происходит два, на противоположных частях земного шара. Водная поверхность планеты, в связи с особенностями воздействия гравитации спутника, приобретает форму эллипса, длинной осью повернутого к Луне.
Частота наступления большой воды соответствует лунным циклам.
Приливные волны вызываются двумя основными факторами:
- суточным вращением планеты;
- форма Земли, близкая к шару, превращается в эллипсоид за счет деформации водной поверхности.
Если убрать одно из перечисленных условий, приливы и отливы исчезнут. Дополнительное влияние оказывают океанские течения, лунные фазы и другие, менее значительные факторы.
Что, кроме Луны, влияет на силу приливов и отливов
Кроме Луны приливы и отливы вызывает Солнце. Но высота волны от воздействия центрального тела Солнечной системы ничтожно мало и проявляется незначительно. Светило притягивает нашу планету с силой в двести раз превышающей гравитацию Луны. Но поскольку расстояния от Земли до этих небесных тел несопоставимы, на величину воздействия решающее значение оказывает неоднородность структуры гравитационного поля. С удалением от притягивающего объекта сила уменьшается по мере увеличения взаимной дистанции между объектами.
Но если Луна и Солнце располагаются на одной линии по отношению к Земле, приливы и отливы происходят с большей силой, чем когда два этих тела находятся под углом девяносто градусов к нашей планете, друг относительно друга. Научные термины таких приливных волн соответственно:
- квадратурные – наименьшие;
- сигизийные – при полной и новой Луне.
Наибольшие приливы на планете происходят в широтах, ближе других расположенных к нашей небесной соседке. Высота приливных волн в бухте Фанди на атлантическом побережье Канады достигает восемнадцати метров, в редкие дни снижаясь до пятнадцати. В России наибольшие приливы отмечаются на Дальнем Востоке – побережье Охотского моря.
Приливные явления характеризуются большими масштабами в океанах, по сравнению с замкнутыми водоемами небольших размеров. В Балтийском и Черном море приливы практически незаметны.
Кроме влияния на водную поверхность в океанах, данные природные явления вызывают сход воды из рек и в обратном направлении, создавая приливно-отливные течения.
Приливы и отливы – удивительное явление природы, объясняемое гравитационным притяжением земного спутника и частично – Солнца. Приливные волны отмечаются дважды в сутки за счет центробежной силы, в дополнение к притяжению Луны, вызывающей обратный горб на обратной стороне планеты.
