Paisuma un paisuma rašanās. Skolas enciklopēdija

Raksta saturs

Atkritumi un straumes, periodiskas ūdens līmeņa svārstības (kāpums un kritums) ūdens apgabalos uz Zemes, ko izraisa Mēness un Saules gravitācijas pievilcība, kas iedarbojas uz rotējošo Zemi. Visas lielās ūdens teritorijas, tostarp okeāni, jūras un ezeri, vienā vai otrā pakāpē ir pakļautas plūdmaiņām, lai gan ezeros tās ir mazas.

Atgriezenisks ūdenskritums

(virziena maiņa) ir vēl viena parādība, kas saistīta ar plūdmaiņām upēs. Tipisks piemērs ir ūdenskritums Sentdžona upē (Ņūbransvika, Kanāda). Šeit pa šauru aizu ūdens paisuma laikā iekļūst baseinā, kas atrodas virs zemā ūdens līmeņa, bet nedaudz zem augstā ūdens līmeņa tajā pašā aizā. Tādējādi rodas barjera, caur kuru plūst ūdens veido ūdenskritumu. Paisuma laikā ūdens plūst lejup pa sašaurinātu eju un, pārvarot zemūdens dzegas, veido parastu ūdenskritumu. Paisuma laikā stāvs vilnis, kas iekļūst aizā, kā ūdenskritums iekrīt virszemes baseinā. Atpakaļplūsma turpinās, līdz ūdens līmenis abās sliekšņa pusēs ir vienāds un paisums sāk pazemināties. Tad atkal tiek atjaunots ūdenskritums, kas vērsts lejtecē. Vidējā ūdens līmeņa atšķirība aizā ir apm. 2,7 m, tomēr pie lielākajiem paisumiem tiešā ūdenskrituma augstums var pārsniegt 4,8 m, bet reversā - 3,7 m.

Lielākās plūdmaiņu amplitūdas.

Pasaulē augstāko paisumu rada spēcīgas straumes Minas līcī Fundi līcī. Plūdmaiņu svārstības šeit raksturo normāls kurss ar pusdienu. Ūdens līmenis paisuma laikā sešu stundu laikā bieži paaugstinās par vairāk nekā 12 m, bet nākamo sešu stundu laikā pazeminās par tikpat daudz. Kad pavasara paisuma ietekme, Mēness stāvoklis perigejā un maksimālā Mēness deklinācija notiek tajā pašā dienā, paisuma līmenis var sasniegt 15 m. Šo ārkārtīgi lielo plūdmaiņu svārstību amplitūdu daļēji nosaka piltuves forma Fundy līča forma, kur dziļums samazinās un krasti tuvojas līča virsotnei.

Vējš un laikapstākļi.

Vējš būtiski ietekmē plūdmaiņu parādības. Jūras vējš spiež ūdeni uz piekrasti, paisuma augstums palielinās virs normas, bēguma laikā arī ūdens līmenis pārsniedz vidējo. Gluži pretēji, vējam pūšot no sauszemes, ūdens tiek aizdzīts no krasta, un jūras līmenis pazeminās.

Sakarā ar atmosfēras spiediena paaugstināšanos plašā ūdens apgabalā ūdens līmenis pazeminās, jo tiek pievienots atmosfēras svars. Kad atmosfēras spiediens palielinās par 25 mmHg. Art., ūdens līmenis pazeminās par aptuveni 33 cm Atmosfēras spiediena pazemināšanās izraisa atbilstošu ūdens līmeņa paaugstināšanos. Līdz ar to straujš atmosfēras spiediena kritums apvienojumā ar viesuļvētras spēka vējiem var izraisīt ievērojamu ūdens līmeņa paaugstināšanos. Lai gan šādi viļņi tiek saukti par plūdmaiņām, tie faktiski nav saistīti ar paisuma spēku ietekmi un tiem nav plūdmaiņu parādībām raksturīgās periodiskuma. Minēto viļņu veidošanos var saistīt vai nu ar viesuļvētras spēka vējiem, vai ar zemūdens zemestrīcēm (pēdējā gadījumā tās sauc par seismiskām jūras viļņi vai cunami).

Paisuma enerģijas izmantošana.

Ir izstrādātas četras metodes plūdmaiņu enerģijas izmantošanai, bet vispraktiskākā ir izveidot plūdmaiņu baseinu sistēmu. Tajā pašā laikā slūžu sistēmā tiek izmantotas ūdens līmeņa svārstības, kas saistītas ar plūdmaiņu parādībām, lai pastāvīgi tiktu uzturēta līmeņa starpība, kas ļauj iegūt enerģiju. Paisuma spēkstaciju jauda ir tieši atkarīga no slazdu baseinu platības un potenciālā līmeņa starpības. Pēdējais faktors savukārt ir plūdmaiņu svārstību amplitūdas funkcija. Sasniedzamā līmeņa atšķirība neapšaubāmi ir vissvarīgākā elektroenerģijas ražošanā, lai gan konstrukciju izmaksas ir atkarīgas no baseinu platības. Pašlaik lielas plūdmaiņu spēkstacijas darbojas Krievijā Kolas pussalā un Primorē, Francijā Ransas upes grīvā, Ķīnā netālu no Šanhajas, kā arī citos pasaules reģionos.

Tabula: informācija par paisumiem dažās pasaules ostās

INFORMĀCIJA PAR PLŪŠUMU DAŽĀS PASAULES OSTĀS
Osta	Intervāls starp plūdmaiņām		Vidējais paisuma augstums, m	Pavasara paisuma augstums, m
	h	min
m Morris-Jessep, Grenlande, Dānija	10	49	0,12	0,18
Reikjavīka, Islande	4	50	2,77	3,66
r. Koksoak, Hadsona šaurums, Kanāda	8	56	7,65	10,19
St. John's, Ņūfaundlenda, Kanāda	7	12	0,76	1,04
Barntko, Fundy līcis, Kanāda	0	09	12,02	13,51
Portlenda, ASV Meina, ASV	11	10	2,71	3,11
Bostona, ASV Masačūsetsa, ASV	11	16	2,90	3,35
Ņujorka, NY Ņujorka, ASV	8	15	1,34	1,62
Baltimora, pc. Merilenda, ASV	6	29	0,33	0,40
Maiami pludmale Florida, ASV	7	37	0,76	0,91
Galvestona, pc. Teksasa, ASV	5	07	0,30	0,43*
O. Maraka, Brazīlija	6	00	6,98	9,15
Riodežaneiro, Brazīlija	2	23	0,76	1,07
Callao, Peru	5	36	0,55	0,73
Balboa, Panama	3	05	3,84	5,00
Sanfrancisko Kalifornija, ASV	11	40	1,19	1,74*
Sietla, Vašingtona, ASV	4	29	2,32	3,45*
Nanaimo, Britu Kolumbija, Kanāda	5	00	...	3,42*
Sitka, Aļaska, ASV	0	07	2,35	3,02*
Sunrise, Kuka Inlet, ASV Aļaska, ASV	6	15	9,24	10,16
Honolulu, dators Havaju salas, ASV	3	41	0,37	0,58*
Papeete, apmēram. Taiti, Franču Polinēzija	...	...	0,24	0,33
Darvins, Austrālija	5	00	4,39	6,19
Melburna, Austrālija	2	10	0,52	0,58
Rangūna, Mjanma	4	26	3,90	4,97
Zanzibāra, Tanzānija	3	28	2,47	3,63
Keiptauna, Dienvidāfrika	2	55	0,98	1,31
Gibraltārs, Vlads. Apvienotā Karaliste	1	27	0,70	0,94
Granvila, Francija	5	45	8,69	12,26
Leath, Lielbritānija	2	08	3,72	4,91
Londona, Lielbritānija	1	18	5,67	6,56
Dovera, Lielbritānija	11	06	4,42	5,67
Eivonmuta, Lielbritānija	6	39	9,48	12,32
Remzijs, Fr. Meina, Lielbritānija	10	55	5,25	7,17
Oslo, Norvēģija	5	26	0,30	0,33
Hamburga, Vācija	4	40	2,23	2,38
* Ikdienas paisuma amplitūda.

Literatūra:

Šuleikins V.V. Jūras fizika. M., 1968. gads
Hārvijs Dž. Atmosfēra un okeāns. M., 1982. gads
Drake C., Imbrie J., Knaus J., Turekian K. Okeāns ir priekš sevis un priekš mums. M., 1982. gads



Pirms diviem gadiem es biju atvaļinājumā Indijas okeāna piekrastē, brīnišķīgajā Ceilonas salā. Mana mazā viesnīca atradās tikai 50 metrus no okeāna. Katru dienu es savām acīm novēroju visu okeāna spēcīgo kustību un nemierīgo dzīvi. Kādā agrā rītā stāvēju krastā, skatījos uz viļņiem un domāju par to, kas dod spēku tik spēcīgai okeāna vibrācijai, tās ikdienas bēgumiem un bēgumiem.

Kas dod spēku bēgumam un bēgumam

Gravitācija vienādi ietekmē visu objektu kustību. Bet, ja gravitācija izraisa plūdmaiņas okeānos un ūdens izraisa ūdeni Āfrikā, tad kāpēc ezeros nav plūdmaiņu? Hmm, ja mēs pieņemam, ka viss, ko mēs zinām, ir nepareizi. Daudzi gudri cilvēki no zinātniskā pasaule viņi to izskaidro šādi. Zemes gravitācija punktā A ir vājāka nekā punktā B. Zemes gravitācijas tīrā ietekme izstiepj okeānu. Pēc tam tas uzbriest pretējās pusēs.

Jā, patiesi fakti ir patiesi, un punktos A un B ir atšķirības Mēness gravitācijā.

Pārpratums slēpjas izspiedumu skaidrojumā. Varbūt tie neparādās pievilcības atšķirību dēļ. Bet iemesli nav tik acīmredzami, un viņi tiek sajaukti. Tas vairāk attiecas uz kumulatīvo spiedienu dažādās ūdens staba vietās. Un Mēness pārvērš Zemi par hidraulisko sūkni planētas mērogā, un ūdens uzbriest, spiežot sevi uz centru. Tāpēc pietiek pat ar mazāko triecienu, lai sāktos viļņu kustība.

Nedaudz vairāk par plūdmaiņām

Bet es gribētu saprast, kāpēc viņi neatrodas citā ūdens uzkrājumā:

• cilvēka organismā (tas sastāv no 80% ūdens);
• piepildītā vannā;
• ezeros;
• kafijas tasītēs utt.

Visticamāk tāpēc, ka spiediens ir zemāks nekā okeānā un slikta hidraulika. Atšķirībā no okeāna, tie visi ir nelieli ūdens uzkrājumi. Ezera, kausa un pārējā platība nav pietiekama, lai minimālais spiediens uz to mainītu ūdens līmeni, radot viļņus.

Lieli ezeri var radīt spiedienu uz mini plūdmaiņām. Bet, tā kā vējš un šļakatas rada lielus viļņus, mēs tos vienkārši nepamanām. Plūdmaiņas veidojas visur, tās ir tikai ļoti mikroskopiskas.

Ebbes un plūsmas sauc par periodisku ūdens līmeņa paaugstināšanos un pazemināšanos okeānos un jūrās.

Divas reizes dienā ar aptuveni 12 stundu un 25 minūšu intervālu ūdens pie okeāna vai atklātās jūras krastiem paceļas un, ja nav šķēršļu, dažkārt applūst lielas telpas - tāds ir paisums. Tad ūdens nokrīt un atkāpjas, atsedzot dibenu – tas ir bēgums. Kāpēc tas notiek? Pat senie cilvēki par to domāja un pamanīja, ka šīs parādības ir saistītas ar Mēnesi. I.Ņūtons pirmais norādīja uz galveno plūdmaiņu bēguma un bēguma cēloni - tā ir Zemes pievilkšanās no Mēness, pareizāk sakot, atšķirība starp Mēness pievilcību visai Zemei kopumā. un tā ūdens apvalks.

Paisuma un bēguma skaidrojums pēc Ņūtona teorijas

Zemes pievilkšanās ar Mēnesi sastāv no atsevišķu Zemes daļiņu pievilkšanas ar Mēnesi. Daļiņas, kas šobrīd atrodas tuvāk Mēnesim, tas piesaista spēcīgāk, un daļiņas, kas atrodas tālāk, piesaista mazāk. Ja Zeme būtu absolūti cieta, tad šai gravitācijas spēka atšķirībai nebūtu nekādas nozīmes. Bet Zeme nav absolūti ciets ķermenis, tāpēc daļiņu pievilcības spēku atšķirība, kas atrodas netālu no Zemes virsmas un tās centra tuvumā (šo atšķirību sauc par paisuma spēku), izspiež daļiņas viena pret otru, un Zeme, galvenokārt tās ūdens apvalks, tiek deformēta. .

Tā rezultātā pusē, kas vērsta pret Mēnesi, un uz tā pretējā pusēūdens paceļas, veidojot paisuma grēdas, un tajās uzkrājas liekais ūdens. Pateicoties tam, ūdens līmenis citos pretējos Zemes punktos šajā laikā pazeminās - šeit notiek bēgums.

Ja Zeme negrieztos un Mēness paliktu nekustīgs, tad Zeme kopā ar savu ūdeņaino apvalku vienmēr saglabātu to pašu iegarenu formu. Bet Zeme griežas, un Mēness ap Zemi pārvietojas apmēram 24 stundās 50 minūtēs. Tajā pašā periodā plūdmaiņu virsotnes seko Mēnesim un virzās pa okeānu un jūru virsmu no austrumiem uz rietumiem. Tā kā ir divas šādas projekcijas, paisuma vilnis iet pāri katram okeāna punktam divas reizes dienā ar aptuveni 12 stundu un 25 minūšu intervālu.

Kāpēc paisuma viļņa augstums ir atšķirīgs?

Atklātā okeānā, paisuma vilnim pārejot, ūdens nedaudz paceļas: apmēram 1 m vai mazāk, kas jūrniekiem paliek praktiski nemanāms. Bet piekrastē pat tāds ūdens līmeņa kāpums ir manāms. Līčos un šauros līčos paisuma un bēguma laikā ūdens līmenis paaugstinās daudz augstāk, jo krasts neļauj kustēties paisuma vilnim un ūdens te uzkrājas visu laiku no bēguma līdz bēgumam.

Augstākais paisums (apmēram 18 m) ir novērots vienā no līčiem piekrastē Kanādā. Krievijā augstākie paisumi (13 m) ir Gižiginskas un Penžinskas līcī Okhotskas jūrā. Iekšējās jūrās (piemēram, Baltijā vai Melnajā jūrā) paisuma un bēguma bēgumi ir gandrīz nemanāmi, jo ūdens masām, kas pārvietojas līdzi okeāna paisuma vilnim, nav laika tādās jūrās iekļūt. Bet tomēr katrā jūrā vai pat ezerā rodas neatkarīgi paisuma viļņi ar nelielu ūdens masu. Piemēram, plūdmaiņu augstums Melnajā jūrā sasniedz tikai 10 cm.

Tajā pašā apgabalā paisuma augstums var būt atšķirīgs, jo attālums no Mēness līdz Zemei un maksimālais Mēness augstums virs horizonta laika gaitā mainās, un tas noved pie plūdmaiņu spēku lieluma izmaiņām.

Plūdmaiņas un saule

Saule ietekmē arī plūdmaiņas. Bet Saules plūdmaiņu spēki ir 2,2 reizes mazāki nekā Mēness plūdmaiņu spēki.

Jaunā mēness un pilnmēness laikā Saules un Mēness paisuma spēki darbojas vienā virzienā – tad tiek iegūti augstākie paisumi un bēgumi. Bet Mēness pirmajā un trešajā ceturksnī Saules un Mēness paisuma spēki darbojas pretrunā, tāpēc plūdmaiņas ir mazākas.

Plūdmaiņas Zemes gaisa apvalkā un tās cietajā ķermenī

Paisuma parādības notiek ne tikai ūdenī, bet arī ūdenī gaisa aploksne Zeme. Tos sauc par atmosfēras plūdmaiņām. Plūdmaiņas notiek arī Zemes cietajā ķermenī, jo Zeme nav absolūti cieta. Zemes virsmas vertikālās svārstības plūdmaiņu dēļ sasniedz vairākus desmitus centimetru.

Praktiska plūdmaiņu izmantošana

Paisuma spēkstacija ir īpaša veida hidroelektrostacija, kas izmanto plūdmaiņu enerģiju un faktiski kinētiskā enerģija Zemes rotācija. Paisuma spēkstacijas būvē jūru krastos, kur gravitācijas spēki Mēness un saule maina ūdens līmeni divas reizes dienā. Ūdens līmeņa svārstības krasta tuvumā var sasniegt 18 metrus.

1967. gadā Francijā Ransas upes grīvā tika uzbūvēta paisuma un paisuma spēkstacija.

Krievijā kopš 1968. gada Barenca jūras piekrastē Kislaya līcī darbojas eksperimentālā TPP.

PES ir ārvalstīs – Francijā, Lielbritānijā, Kanādā, Ķīnā, Indijā, ASV un citās valstīs.

2012. gada 15. oktobris

Britu fotogrāfs Maikls Mārtens izveidoja virkni oriģinālu fotogrāfiju, kurās iemūžināta Lielbritānijas piekraste no tiem pašiem leņķiem, bet dažādos laikos. Viens šāviens paisuma laikā un viens bēguma laikā.

Tas izrādījās diezgan neparasts, bet pozitīvas atsauksmes par projektu, burtiski piespieda autoru sākt izdot grāmatu. Grāmata ar nosaukumu "Sea Change" tika izdota šī gada augustā un tika izdota divās valodās. Maiklam Mārtenam bija nepieciešami aptuveni astoņi gadi, lai izveidotu savu iespaidīgo fotogrāfiju sēriju. Laiks starp augstu un zemu ūdens līmeni vidēji ir nedaudz vairāk par sešām stundām. Tāpēc Maiklam katrā vietā jāpakavējas ilgāk nekā tikai dažu slēdža klikšķu laiks. Ideju izveidot šādu darbu sēriju autors bija lolojis jau ilgu laiku. Viņš meklēja, kā realizēt izmaiņas dabā filmā, bez cilvēka ietekmes. Un es to atradu nejauši, vienā no piekrastes Skotijas ciematiem, kur pavadīju visu dienu un ķēru paisuma un bēguma laiku.

Periodiskas ūdens līmeņa svārstības (kāpumus un kritumus) ūdens apgabalos uz Zemes sauc par paisumiem.

Augstāko ūdens līmeni, kas novērots diennaktī vai pusi dienas plūdmaiņas laikā, sauc par augstu ūdens līmeni, zemāko līmeni bēguma laikā sauc par zemūdens līmeni, un brīdi, kad tiek sasniegtas šīs maksimālās līmeņa atzīmes, sauc par stāvēšanas (vai stadijas). attiecīgi paisums vai bēgums. Vidējais jūras līmenis ir nosacīta vērtība, virs kuras līmeņa atzīmes atrodas paisuma un bēguma laikā un zem kuras paisuma un bēguma laikā. Tas ir lielas steidzamu novērojumu sērijas vidējais rezultāts.

Vertikālās ūdens līmeņa svārstības paisuma un bēguma laikā ir saistītas ar horizontālām kustībām ūdens masas attiecībā pret krastu. Šos procesus sarežģī vēja pieplūdums, upju notece un citi faktori. Ūdens masu horizontālās kustības piekrastes zonā sauc par paisuma (vai paisuma) straumēm, savukārt vertikālās ūdens līmeņa svārstības sauc par bēgumiem un bēgumiem. Visas parādības, kas saistītas ar bēgumiem un bēgumiem, raksturo periodiskums. Plūdmaiņas straumes periodiski maina virzienu pretējā virzienā, atšķirībā no okeāna straumes, kas pārvietojas nepārtraukti un vienvirziena, izraisa vispārējā atmosfēras cirkulācija un aptver lielas atklātā okeāna teritorijas.

Paisums un bēgums cikliski mainās atbilstoši mainīgajiem astronomiskajiem, hidroloģiskajiem un meteoroloģiskajiem apstākļiem. Plūdmaiņu fāžu secību nosaka divi maksimumi un divi minimumi dienas ciklā.

Lai gan Saulei ir nozīmīga loma plūdmaiņu procesos, izšķirošais faktors to attīstībā ir Mēness gravitācijas spēks. Paisuma spēku ietekmes pakāpi uz katru ūdens daļiņu neatkarīgi no tās atrašanās vietas uz zemes virsmas nosaka likums. universālā gravitācijaŅūtons.

Šis likums nosaka, ka divas materiāla daļiņas pievelk viena otru ar spēku, kas ir tieši proporcionāls abu daļiņu masu reizinājumam un apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp tām. Saprotams, ka jo lielāka ir ķermeņu masa, jo lielāks savstarpējās pievilkšanās spēks rodas starp tiem (ar tādu pašu blīvumu mazāks ķermenis radīs mazāku pievilcību nekā lielāks).

Likums arī nozīmē, ka jo lielāks attālums starp diviem ķermeņiem, jo ​​mazāka pievilcība ir starp tiem. Tā kā šis spēks ir apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp diviem ķermeņiem, attāluma faktoram ir daudz lielāka loma plūdmaiņu spēka lieluma noteikšanā nekā ķermeņu masām.

Zemes gravitācijas pievilcība, iedarbojoties uz Mēnesi un noturot to tuvu Zemei orbītā, ir pretēja Mēness pievilkšanās spēkam, kas tiecas virzīt Zemi uz Mēnesi un “paceļ” visus tajā esošos objektus. uz Zemes Mēness virzienā.

Punkts uz zemes virsmas, kas atrodas tieši zem Mēness, atrodas tikai 6400 km attālumā no Zemes centra un vidēji 386 063 km attālumā no Mēness centra. Turklāt Zemes masa ir 81,3 reizes lielāka par Mēness masu. Tādējādi šajā zemes virsmas punktā Zemes gravitācija, kas iedarbojas uz jebkuru objektu, ir aptuveni 300 tūkstošus reižu lielāka nekā Mēness gravitācija.

Ir izplatīts priekšstats, ka ūdens uz Zemes tieši zem Mēness paceļas Mēness virzienā, izraisot ūdens aizplūšanu no citām Zemes virsmas vietām, taču, tā kā Mēness gravitācija ir tik maza, salīdzinot ar Zemi, tas nebūtu iespējams. ir pietiekami, lai paceltu tik daudz ūdens.
Tomēr okeāni, jūras un lielie ezeri uz Zemes, būdami lieli šķidri ķermeņi, var brīvi pārvietoties sānu spēku ietekmē, un jebkura neliela tendence pārvietoties horizontāli liek tos kustēties. Visi ūdeņi, kas neatrodas tieši zem Mēness, ir pakļauti Mēness gravitācijas spēka komponenta darbībai, kas vērsta tangenciāli (tangenciāli) uz zemes virsmu, kā arī tā komponentei, kas vērsta uz āru, un ir pakļauta horizontālai nobīdei attiecībā pret cieto vielu. zemes garoza.

Rezultātā ūdens no blakus esošajiem zemes virsmas apgabaliem plūst uz vietu, kas atrodas zem Mēness. Rezultātā ūdens uzkrāšanās punktā zem Mēness veido paisumu. Pats paisuma vilnis atklātā okeānā ir tikai 30-60 cm augsts, taču tas ievērojami palielinās, tuvojoties kontinentu vai salu krastiem.
Sakarā ar ūdens kustību no blakus esošajiem apgabaliem uz punktu zem Mēness, attiecīgie ūdens bēgumi notiek divos citos punktos, kas atrodas no tā attāluma, kas vienāds ar ceturtdaļu no Zemes apkārtmēra. Interesanti atzīmēt, ka jūras līmeņa pazemināšanos šajos divos punktos pavada jūras līmeņa paaugstināšanās ne tikai tajā Zemes pusē, kas vērsta pret Mēnesi, bet arī pretējā pusē.

Šo faktu izskaidro arī Ņūtona likums. Divi vai vairāki objekti, kas atrodas dažādos attālumos no viena un tā paša gravitācijas avota un tāpēc ir pakļauti dažāda lieluma gravitācijas paātrinājumam, pārvietojas viens pret otru, jo smaguma centram tuvākais objekts ir visspēcīgāk piesaistīts tam.

Ūdens apakšmēness punktā piedzīvo spēcīgāku pievilkšanos uz Mēnesi nekā Zeme zem tā, bet Zeme savukārt ir spēcīgāka pret Mēnesi nekā ūdens pretējā planētas pusē. Tādējādi rodas paisuma vilnis, kuru Zemes pusē, kas vērsta pret Mēnesi, sauc par tiešo, bet pretējā pusē - reverso. Pirmais no tiem ir tikai par 5% augstāks nekā otrais.

Tā kā Mēness griežas savā orbītā ap Zemi, starp diviem secīgiem paisumiem vai diviem bēgumiem noteiktā vietā paiet aptuveni 12 stundas un 25 minūtes. Intervāls starp secīgu paisuma un bēguma kulmināciju ir apm. 6 stundas 12 minūtes 24 stundu 50 minūšu periodu starp diviem secīgiem paisumiem sauc par paisuma (vai Mēness) dienu.

Paisuma un bēguma nevienlīdzības. Plūdmaiņas procesi ir ļoti sarežģīti, un, lai tos saprastu, jāņem vērā daudzi faktori. Jebkurā gadījumā tiks noteiktas galvenās iezīmes:
1) paisuma un paisuma attīstības stadija attiecībā pret Mēness pāreju;
2) paisuma amplitūda un
3) plūdmaiņu svārstību veids vai ūdens līmeņa līknes forma.
Daudzas plūdmaiņu spēku virziena un lieluma atšķirības rada atšķirības rīta un vakara plūdmaiņu lielumā noteiktā ostā, kā arī starp vienādiem plūdmaiņiem dažādās ostās. Šīs atšķirības sauc par plūdmaiņu nevienlīdzību.

Pusdienas efekts. Parasti vienas dienas laikā, pateicoties galvenajam paisuma spēkam – Zemes griešanās ap savu asi – veidojas divi pilni paisuma cikli.

Skatoties no ārpuses Ziemeļpols ekliptika, ir acīmredzams, ka Mēness griežas ap Zemi tajā pašā virzienā, kurā Zeme griežas ap savu asi – pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Katrā nākamajā revolūcijā dots punkts Zemes virsma atkal ieņem pozīciju tieši zem Mēness nedaudz vēlāk nekā iepriekšējās revolūcijas laikā. Šī iemesla dēļ gan bēgums, gan bēgums katru dienu aizkavējas par aptuveni 50 minūtēm. Šo vērtību sauc par Mēness aizkavi.

Pusmēneša nevienlīdzība. Šo galveno variāciju veidu raksturo aptuveni 143/4 dienu periodiskums, kas saistīts ar Mēness griešanos ap Zemi un tā iziešanu cauri secīgām fāzēm, jo ​​īpaši sizigijām (jauniem pavadoņiem un pilnmēnešiem), t.i. brīži, kad Saule, Zeme un Mēness atrodas uz vienas taisnes.

Līdz šim esam pieskārušies tikai Mēness plūdmaiņu ietekmei. Saules gravitācijas lauks ietekmē arī plūdmaiņas, tomēr, lai gan Saules masa ir daudz lielāka par Mēness masu, attālums no Zemes līdz Saulei ir tik lielāks par attālumu līdz Mēnesim, ka paisuma un bēguma spēks. Saule ir mazāka par pusi no Mēness.

Tomēr, kad Saule un Mēness atrodas uz vienas taisnas līnijas vienā un tajā pašā Zemes pusē vai pretējās pusēs (jaunā mēness vai pilnmēness laikā), to gravitācijas spēki summējas, iedarbojoties pa vienu asi un pārklājas. rodas. saules paisums uz Mēness.

Tāpat Saules pievilkšanās palielina Mēness ietekmes izraisīto bēgumu. Rezultātā plūdmaiņas kļūst augstākas un plūdmaiņas zemākas nekā tad, ja tās izraisītu tikai Mēness gravitācija. Šādas plūdmaiņas sauc par pavasara plūdmaiņām.

Kad Saules un Mēness gravitācijas spēka vektori ir savstarpēji perpendikulāri (kvadratūras laikā, t.i., kad Mēness atrodas pirmajā vai pēdējā ceturksnī), to paisuma spēki ir pretēji, jo Saules pievilkšanās radītais paisums ir uzlikts virsū. Mēness izraisītais bēgums.

Šādos apstākļos plūdmaiņas nav tik augstas un paisumi nav tik zemi, it kā tos radītu tikai Mēness gravitācijas spēks. Šādus starpposma bēgumus un bēgumus sauc par kvadratūru.

Augstā un zemā ūdens atzīmju diapazons šajā gadījumā ir samazināts aptuveni trīs reizes, salīdzinot ar pavasara paisumu.

Mēness paralaktiskā nevienlīdzība. Mēness paralakses rezultātā paisuma augstuma svārstību periods ir 271/2 dienas. Šīs nevienlīdzības iemesls ir Mēness attāluma izmaiņas no Zemes pēdējās rotācijas laikā. Mēness orbītas eliptiskās formas dēļ Mēness paisuma spēks perigejā ir par 40% lielāks nekā apogeja.

Ikdienas nevienlīdzība. Šīs nevienlīdzības periods ir 24 stundas 50 minūtes. Tās rašanās iemesli ir Zemes griešanās ap savu asi un Mēness deklinācijas izmaiņas. Kad Mēness ir tuvu debess ekvators, divi paisumi noteiktā dienā (kā arī divi bēgumi) nedaudz atšķiras, un rīta un vakara augstā un zemā ūdens augstums ir ļoti tuvu. Tomēr, palielinoties Mēness ziemeļu vai dienvidu deklinācijai, viena veida rīta un vakara plūdmaiņas atšķiras pēc augstuma, un, kad Mēness sasniedz lielāko ziemeļu vai dienvidu deklināciju, šī atšķirība ir vislielākā.

Ir zināmi arī tropiskie paisumi, tā sauktie tāpēc, ka Mēness atrodas gandrīz virs ziemeļu vai dienvidu tropiem.

Diennakts nevienlīdzība būtiski neietekmē divu secīgu bēgumu augstumus Atlantijas okeāns, un pat tā ietekme uz plūdmaiņu augstumu ir neliela, salīdzinot ar kopējo svārstību amplitūdu. Tomēr Klusajā okeānā bēguma līmeņos diennakts mainīgums ir trīs reizes lielāks nekā plūdmaiņas līmeņos.

Pusgada nevienlīdzība. Tās cēlonis ir Zemes griešanās ap Sauli un atbilstošas ​​Saules deklinācijas izmaiņas. Divreiz gadā vairākas dienas ekvinokcijas laikā Saule atrodas netālu no debess ekvatora, t.i. tā deklinācija ir tuvu 0. Arī Mēness atrodas netālu no debess ekvatora aptuveni vienu dienu ik pēc pusmēneša. Tādējādi ekvinokcijas laikā ir periodi, kad gan Saules, gan Mēness deklinācijas ir aptuveni vienādas ar 0. Šo divu ķermeņu pievilkšanās kopējais plūdmaiņu efekts šādos brīžos ir visvairāk pamanāms apgabalos, kas atrodas netālu no zemes ekvatora. Ja tajā pašā laikā Mēness atrodas jaunā mēness vai pilnmēness fāzē, t.s. ekvinokta pavasara plūdmaiņas.

Saules paralakses nevienlīdzība. Šīs nevienlīdzības izpausmes periods ir viens gads. Tās cēlonis ir attāluma maiņa no Zemes līdz Saulei Zemes orbitālās kustības laikā. Reizi katrā apgriezienā ap Zemi Mēness atrodas visīsākajā attālumā no tā perigejā. Reizi gadā, ap 2. janvāri, Zeme, pārvietojoties savā orbītā, arī sasniedz Saulei tuvākās tuvošanās punktu (perihēliju). Kad šie divi tuvākās pieejas momenti sakrīt, radot vislielāko kopējo paisuma spēku, mēs varam sagaidīt vairāk augstu līmeni plūdmaiņas un daudz kas cits zems līmenis bēgums Tāpat, ja afēlija pāreja sakrīt ar apogeju, notiek zemāki paisumi un paisumi.

Lielākās plūdmaiņu amplitūdas. Pasaulē augstāko paisumu rada spēcīgas straumes Minas līcī Fundy līcī. Plūdmaiņu svārstības šeit raksturo normāls kurss ar pusdienu. Ūdens līmenis paisuma laikā sešu stundu laikā bieži paaugstinās par vairāk nekā 12 m, bet nākamo sešu stundu laikā pazeminās par tikpat daudz. Kad pavasara paisuma ietekme, Mēness stāvoklis perigejā un maksimālā Mēness deklinācija notiek tajā pašā dienā, paisuma līmenis var sasniegt 15 m. Šo ārkārtīgi lielo plūdmaiņu svārstību amplitūdu daļēji nosaka piltuves forma Fundy līča forma, kur dziļums samazinās un krasti tuvojas līča virsotnei. Paisuma un plūdmaiņu cēloņi, kas ir bijuši nepārtraukti pētīti daudzus gadsimtus, ir viena no tām problēmām, kas radījušas daudzas. pretrunīgas teorijas pat salīdzinoši nesen

Čārlzs Darvins 1911. gadā rakstīja: “Nav vajadzības meklēt antīkā literatūra grotesku plūdmaiņu teoriju dēļ. Tomēr jūrniekiem izdodas izmērīt savu augumu un izmantot plūdmaiņu priekšrocības, nemaz nenojaušot par to rašanās patiesajiem cēloņiem.

Es domāju, ka mums nav pārāk daudz jāuztraucas par plūdmaiņu cēloņiem. Balstoties uz ilglaicīgiem novērojumiem, jebkuram zemes ūdeņu punktam tiek aprēķinātas īpašas tabulas, kurās norādīti ūdens pieauguma un mazuma laiki katrai dienai. Plānoju savu ceļojumu, piemēram, uz Ēģipti, kas ir slavena ar savām seklajām lagūnām, taču cenšos iepriekš saplānot tā, lai pilnais ūdens nokristu dienas pirmajā pusē, kas ļaus pilnvērtīgi braukt lielāko daļu no dienasgaismas stundām.
Vēl viens ar plūdmaiņām saistīts jautājums, kas interesants kaitotājiem, ir attiecības starp vēja un ūdens līmeņa svārstībām.

Tautas māņticība vēsta, ka paisuma laikā vējš pastiprinās, bet bēguma laikā kļūst skābs.
Vēja ietekme uz plūdmaiņu parādībām ir saprotamāka. Vējš no jūras spiež ūdeni uz piekrasti, paisuma augstums palielinās virs normas, bēguma laikā arī ūdens līmenis pārsniedz vidējo. Gluži pretēji, vējam pūšot no sauszemes, ūdens tiek aizdzīts no krasta, un jūras līmenis pazeminās.

Otrais mehānisms darbojas, palielinot atmosfēras spiedienu plašā ūdens apgabalā, izraisot ūdens līmeņa pazemināšanos, pievienojot atmosfēras svaru. Kad atmosfēras spiediens palielinās par 25 mm Hg. Art., ūdens līmenis pazeminās par aptuveni 33 cm Augsta spiediena zonu vai anticiklonu parasti sauc par labu laiku, bet ne par kaitniekiem. Anticiklona centrā valda miers. Atmosfēras spiediena pazemināšanās izraisa atbilstošu ūdens līmeņa paaugstināšanos. Līdz ar to straujš atmosfēras spiediena kritums apvienojumā ar viesuļvētras spēka vējiem var izraisīt ievērojamu ūdens līmeņa paaugstināšanos. Lai gan šādi viļņi tiek saukti par plūdmaiņām, tie faktiski nav saistīti ar paisuma spēku ietekmi un tiem nav plūdmaiņu parādībām raksturīgās periodiskuma.

Taču pilnīgi iespējams, ka bēgums var ietekmēt arī vēju, piemēram, ūdens līmeņa pazemināšanās piekrastes lagūnās izraisa lielāku ūdens sasilšanu, kā rezultātā samazinās temperatūras starpība starp auksto jūru un apsildāmā zeme, kas vājina brīzes efektu.

Fotoattēlu autors Maikls Mārtens

Ir ūdens kāpums un kritums. Tas ir fenomens jūras plūdmaiņas un bēguma. Jau senos laikos novērotāji pamanīja, ka paisums iestājas kādu laiku pēc Mēness kulminācijas novērošanas vietā. Turklāt plūdmaiņas visspēcīgākās ir jaunā un pilnmēness dienās, kad Mēness un Saules centri atrodas aptuveni vienā taisnē.

Ņemot to vērā, I.Ņūtons plūdmaiņas skaidroja ar gravitācijas darbību no Mēness un Saules, proti, ar to, ka dažādas Zemes daļas Mēness pievelk dažādos veidos.

Zeme griežas ap savu asi daudz ātrāk nekā Mēness ap Zemi. Rezultātā paisuma kalns (Zemes un Mēness relatīvais stāvoklis parādīts 38. attēlā) pārvietojas, pa Zemi skrien paisuma vilnis un rodas paisuma straumes. Vilnim tuvojoties krastam, viļņa augstums palielinās, paceļoties dibenam. Iekšējās jūrās paisuma viļņa augstums ir tikai daži centimetri, bet atklātā okeānā tas sasniedz aptuveni vienu metru. Labvēlīgos šauros līčos paisuma augstums palielinās vairākas reizes.

Ūdens berze pret dibenu, kā arī Zemes cietā apvalka deformācija ir saistīta ar siltuma izdalīšanos, kas noved pie enerģijas izkliedes no Zemes-Mēness sistēmas. Tā kā paisuma un paisuma kalns atrodas uz austrumiem, tad maksimālais paisums iestājas pēc Mēness kulminācijas, paisuma pievilkšanās rezultātā Mēness paātrinās un Zemes rotācija palēninās. Mēness pamazām attālinās no Zemes. Patiešām, ģeoloģiskie dati liecina, ka in Juras periods(pirms 190-130 miljoniem gadu) plūdmaiņas bija daudz augstākas un dienas bija īsākas. Jāņem vērā, ka attālumam līdz Mēnesim samazinoties 2 reizes, paisuma augstums palielinās 8 reizes. Pašlaik diena palielinās par 0,00017 s gadā. Tātad aptuveni 1,5 miljardu gadu laikā to garums palielināsies līdz 40 mūsdienu dienām. Mēnesis būs tikpat garš. Rezultātā Zeme un Mēness vienmēr būs viens pret otru ar vienu un to pašu pusi. Pēc tam Mēness sāks pakāpeniski tuvoties Zemei un vēl pēc 2-3 miljardiem gadu to saplosīs plūdmaiņu spēki (ja, protams, līdz tam laikam Saules sistēma vēl pastāvēs).

Mēness ietekme uz paisumu

Sekojot Ņūtonam, aplūkosim sīkāk Mēness pievilkšanās izraisītos paisumus, jo Saules ietekme ir ievērojami (2,2 reizes) mazāka.

Pierakstīsim izteiksmes Mēness pievilkšanās radītajiem paātrinājumiem dažādiem Zemes punktiem, ņemot vērā, ka visiem ķermeņiem noteiktā telpas punktā šie paātrinājumi ir vienādi. Inerciālajā atskaites sistēmā, kas saistīta ar sistēmas masas centru, paātrinājuma vērtības būs:

A A = -GM/(R-r)2, a B = GM/(R+r)2, a O = -GM/R2,

Kur a A, a O, a B— paātrinājumi, ko izraisa Mēness pievilkšanās punktos A, O, B(37. att.); M— Mēness masa; r— Zemes rādiuss; R- attālums starp Zemes un Mēness centriem (aprēķiniem var pieņemt, ka tas ir vienāds ar 60 r); G— gravitācijas konstante.

Bet mēs dzīvojam uz Zemes un visus novērojumus veicam atskaites sistēmā, kas saistīta ar Zemes centru, nevis ar Zemes masas centru - Mēnesi. Lai pārietu uz šo sistēmu, no visiem paātrinājumiem ir jāatņem Zemes centra paātrinājums. Tad

A’ A = -GM ☾ / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 , a' B = -GM ☾ / (R + r) 2 + GM / R 2 .

Veiksim iekavās norādītās darbības un ņemsim to vērā r maz, salīdzinot ar R un summās un starpībās to var atstāt novārtā. Tad

A’ A = -GM / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 = GM ☾ (-2Rr + r 2) / R 2 (R - r) 2 = -2GM ☾ r / R 3 .

Paātrinājums a’A Un a’B identisks pēc lieluma, pretējs virzienā, katrs vērsts no Zemes centra. Viņus sauc plūdmaiņu paātrinājumi. Punktos C Un D plūdmaiņu paātrinājumi ir mazāki un vērsti uz Zemes centru.

Plūdmaiņu paātrinājumi sauc par paātrinājumiem, kas rodas atskaites sistēmā, kas saistīta ar ķermeni, jo šī ķermeņa galīgo izmēru dēļ traucējošais ķermenis piesaista tā dažādās daļas atšķirīgi. Punktos A Un B gravitācijas paātrinājums izrādās mazāks nekā punktos C Un D(37. att.). Līdz ar to, lai spiediens vienādā dziļumā būtu vienāds (kā savienojošos traukos) šajos punktos, ūdenim ir jāpaceļas, veidojot tā saukto paisuma paisumu. Aprēķini liecina, ka ūdens vai paisuma pieaugums atklātā okeānā ir aptuveni 40 cm. Piekrastes ūdeņos tas ir daudz lielāks, un Ņūtona teorija to nevar izskaidrot.

Daudzu ārējo jūru piekrastē var redzēt interesantu ainu: netālu no ūdens gar krastu izstiepti zvejas tīkli. Turklāt šie tīkli nebija uzstādīti žāvēšanai, bet gan zivju ķeršanai. Ja paliksi krastā un vērosi jūru, viss kļūs skaidrs. Tagad ūdens sāk celties, un tur, kur vēl pirms dažām stundām bija smilšu sēklis, šļakstīja viļņi. Ūdenim atkāpjoties, parādījās tīkli, kuros sapinušās zivis dzirkstīja ar zvīņām. Zvejnieki apgāja tīklus un izņēma savu lomu. Materiāls no vietnes

Paisuma iestāšanos aculiecinieks raksturo šādi: “Mēs sasniedzām jūru,” man stāstīja kāds ceļa biedrs. Es neizpratnē paskatījos apkārt. Manā priekšā tiešām bija krasts: viļņu taka, pusaprakts roņa līķis, reti dreifējošas koksnes gabali, gliemežvāku fragmenti. Un tad bija līdzens plašums... un jūras nebija. Bet pēc apmēram trim stundām horizonta nekustīgā līnija sāka elpot un kļuva satraukta. Un tagad aiz viņas sāka dzirkstīt jūras viļņi. Paisums nevaldāmi ripoja uz priekšu pa pelēko virsmu. Viens otru apdzenot, viļņi saskrēja krastā. Viena pēc otras nogrima tālie akmeņi – un visapkārt redzams tikai ūdens. Viņa iemet man sejā sāļu aerosolu. Miruša līdzenuma vietā manā priekšā dzīvo un elpo ūdens plašums.

Kad līcī ieplūst paisuma vilnis, kuram ir piltuves formas plāns, līča krasti it kā to saspiež, izraisot paisuma augstuma palielināšanos vairākas reizes. Tātad Fundy līcī pie austrumu krasta Ziemeļamerika paisuma augstums sasniedz 18 m Eiropā augstākie paisumi (līdz 13,5 metriem) ir Bretaņā netālu no Senmalo pilsētas.

Ļoti bieži paisuma vilnis iekļūst mutē