การเกิดกระแสน้ำ สารานุกรมโรงเรียน

เนื้อหาของบทความ

น้ำขึ้นและไหลความผันผวนเป็นระยะของระดับน้ำ (ขึ้นและลง) ในพื้นที่น้ำบนโลก ซึ่งเกิดจากการดึงดูดแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ที่กระทำบนโลกหมุนรอบตัว พื้นที่น้ำขนาดใหญ่ทั้งหมด รวมถึงมหาสมุทร ทะเล และทะเลสาบ ล้วนแล้วแต่ได้รับผลกระทบจากกระแสน้ำในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่น ถึงแม้ว่าจะเป็นทะเลสาบขนาดเล็กก็ตาม

น้ำตกที่พลิกกลับได้

(ทิศทางย้อนกลับ) เป็นอีกหนึ่งปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับกระแสน้ำในแม่น้ำ ตัวอย่างทั่วไปคือน้ำตกในแม่น้ำเซนต์จอห์น (นิวบรันสวิก แคนาดา) ที่นี่ ผ่านช่องเขาแคบ น้ำในช่วงน้ำขึ้นจะแทรกซึมเข้าไปในแอ่งที่อยู่เหนือระดับน้ำต่ำ แต่จะต่ำกว่าระดับน้ำสูงในช่องเดียวกันเล็กน้อย จึงมีกำแพงกั้นน้ำไหลผ่านจนเกิดเป็นน้ำตก ในช่วงน้ำลง น้ำจะไหลไปตามกระแสน้ำผ่านทางแคบ และเมื่อข้ามขอบใต้น้ำจะเกิดเป็นน้ำตกธรรมดา ในช่วงน้ำขึ้น คลื่นสูงชันที่ทะลุผ่านหุบเขาจะตกลงมาราวกับน้ำตกลงสู่แอ่งที่อยู่เบื้องบน กระแสน้ำย้อนกลับยังคงดำเนินต่อไปจนกระทั่งระดับน้ำทั้งสองด้านของธรณีประตูเท่ากันและระดับน้ำเริ่มลดลง จากนั้นน้ำตกที่หันหน้าไปทางท้ายน้ำก็ได้รับการบูรณะอีกครั้ง ระดับน้ำในหุบเขาต่างกันโดยเฉลี่ยประมาณ อย่างไรก็ตามที่ระดับน้ำสูงสุด 2.7 ม. ความสูงของน้ำตกโดยตรงอาจเกิน 4.8 ม. และน้ำตกที่อยู่ด้านหลัง - 3.7 ม.

แอมพลิจูดน้ำขึ้นน้ำลงที่ยิ่งใหญ่ที่สุด

กระแสน้ำที่สูงที่สุดในโลกเกิดจากกระแสน้ำที่แรงในอ่าวมินาสในอ่าวฟันดี้ ความผันผวนของกระแสน้ำที่นี่มีลักษณะเป็นเส้นทางปกติโดยมีช่วงครึ่งวัน ระดับน้ำในช่วงน้ำขึ้นมักจะสูงขึ้นมากกว่า 12 เมตรในเวลาหกชั่วโมง จากนั้นจะลดลงในปริมาณเท่าเดิมในอีกหกชั่วโมงข้างหน้า เมื่อผลกระทบของกระแสน้ำในฤดูใบไม้ผลิ ตำแหน่งของดวงจันทร์ที่ขอบดวงจันทร์ และการเอียงสูงสุดของดวงจันทร์เกิดขึ้นในวันเดียวกัน ระดับน้ำขึ้นน้ำลงอาจสูงถึง 15 เมตร รูปร่างของอ่าวฟันดี้ที่ความลึกลดลงและชายฝั่งเคลื่อนเข้าใกล้กันจนถึงด้านบนของอ่าว

ลมและสภาพอากาศ

ลมมีอิทธิพลสำคัญต่อปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง ลมจากทะเลพัดพาน้ำเข้าหาชายฝั่ง ความสูงของน้ำขึ้นสูงกว่าปกติ และในช่วงน้ำลงระดับน้ำจะเกินค่าเฉลี่ยด้วย ในทางกลับกัน เมื่อลมพัดจากบก น้ำจะถูกพัดออกไปจากชายฝั่ง และระดับน้ำทะเลจะลดลง

เนื่องจากความดันบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นเหนือพื้นที่น้ำอันกว้างใหญ่ ระดับน้ำจึงลดลง เมื่อมีการเพิ่มน้ำหนักที่ซ้อนทับของบรรยากาศ เมื่อความดันบรรยากาศเพิ่มขึ้น 25 mmHg ศิลปะ ระดับน้ำลดลงประมาณ 33 ซม. ความดันบรรยากาศที่ลดลงทำให้ระดับน้ำเพิ่มขึ้นตามลำดับ ผลที่ตามมาคือความกดอากาศที่ลดลงอย่างรวดเร็วรวมกับลมพายุเฮอริเคนอาจทำให้ระดับน้ำเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด คลื่นดังกล่าวแม้จะเรียกว่ากระแสน้ำ แต่จริงๆ แล้วคลื่นดังกล่าวไม่เกี่ยวข้องกับอิทธิพลของพลังน้ำขึ้นน้ำลง และไม่มีลักษณะเป็นคาบของปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง การก่อตัวของคลื่นดังกล่าวอาจสัมพันธ์กับลมพายุเฮอริเคนหรือแผ่นดินไหวใต้น้ำ (ในกรณีหลังเรียกว่าแผ่นดินไหว คลื่นทะเลหรือสึนามิ)

การใช้พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง

มีการพัฒนาวิธีการสี่วิธีเพื่อควบคุมพลังงานจากกระแสน้ำ แต่วิธีที่ได้ผลมากที่สุดคือการสร้างระบบแอ่งน้ำขึ้นน้ำลง ในเวลาเดียวกัน ความผันผวนของระดับน้ำที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงจะถูกใช้ในระบบล็อค เพื่อรักษาระดับความแตกต่างไว้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยให้เกิดพลังงานได้ พลังของโรงไฟฟ้าพลังน้ำขึ้นน้ำลงโดยตรงขึ้นอยู่กับพื้นที่สระกับดักและระดับความต่างศักย์ ปัจจัยหลังก็คือฟังก์ชันของแอมพลิจูดของความผันผวนของกระแสน้ำ ความแตกต่างในระดับที่ทำได้นั้นเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับการผลิตไฟฟ้า แม้ว่าต้นทุนของโครงสร้างจะขึ้นอยู่กับพื้นที่ของแอ่งก็ตาม ปัจจุบัน โรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่เปิดดำเนินการในรัสเซียบนคาบสมุทร Kola และใน Primorye ในฝรั่งเศสบริเวณปากแม่น้ำ Rance ในจีนใกล้กับเซี่ยงไฮ้ รวมถึงในพื้นที่อื่น ๆ ของโลก

ตาราง: ข้อมูลเกี่ยวกับกระแสน้ำในบางพอร์ตของโลก

ข้อมูลเกี่ยวกับกระแสน้ำในบางพอร์ตของโลก
ท่าเรือ	ช่วงเวลาระหว่างกระแสน้ำ		ความสูงระดับน้ำเฉลี่ย ม	ความสูงของกระแสน้ำในฤดูใบไม้ผลิ ม
	ชม.	นาที
ม. มอร์ริส-เจสเซป กรีนแลนด์ เดนมาร์ก	10	49	0,12	0,18
เรคยาวิก, ไอซ์แลนด์	4	50	2,77	3,66
ร. Koksoak, ช่องแคบฮัดสัน, แคนาดา	8	56	7,65	10,19
เซนต์จอห์นส์ นิวฟันด์แลนด์ แคนาดา	7	12	0,76	1,04
Barntko, อ่าว Fundy, แคนาดา	0	09	12,02	13,51
พอร์ตแลนด์สหรัฐอเมริกา เมน สหรัฐอเมริกา	11	10	2,71	3,11
บอสตัน สหรัฐอเมริกา แมสซาชูเซตส์สหรัฐอเมริกา	11	16	2,90	3,35
นิวยอร์ก, นิวยอร์ก นิวยอร์กสหรัฐอเมริกา	8	15	1,34	1,62
บัลติมอร์, พีซี แมริแลนด์สหรัฐอเมริกา	6	29	0,33	0,40
หาดไมอามี่ ฟลอริดา สหรัฐอเมริกา	7	37	0,76	0,91
กัลเวสตันพีซี เทกซัสสหรัฐอเมริกา	5	07	0,30	0,43*
โอ มารากา, บราซิล	6	00	6,98	9,15
รีโอเดจาเนโร, บราซิล	2	23	0,76	1,07
คาลเลา, เปรู	5	36	0,55	0,73
บาลโบอา, ปานามา	3	05	3,84	5,00
ซานฟรานซิสโก แคลิฟอร์เนียสหรัฐอเมริกา	11	40	1,19	1,74*
ซีแอตเทิล วอชิงตัน สหรัฐอเมริกา	4	29	2,32	3,45*
นาไนโม, บริติชโคลัมเบีย, แคนาดา	5	00	...	3,42*
ซิตกา อลาสกา สหรัฐอเมริกา	0	07	2,35	3,02*
ซันไรซ์, คุกอินเล็ต, สหรัฐอเมริกา อลาสก้า สหรัฐอเมริกา	6	15	9,24	10,16
โฮโนลูลูพีซี ฮาวาย สหรัฐอเมริกา	3	41	0,37	0,58*
ปาเปเอเต, ประมาณ. ตาฮิติ, เฟรนช์โปลินีเซีย	...	...	0,24	0,33
ดาร์วิน, ออสเตรเลีย	5	00	4,39	6,19
เมลเบิร์น, ออสเตรเลีย	2	10	0,52	0,58
กรุงย่างกุ้ง ประเทศเมียนมาร์	4	26	3,90	4,97
แซนซิบาร์ แทนซาเนีย	3	28	2,47	3,63
เคปทาวน์ แอฟริกาใต้	2	55	0,98	1,31
ยิบรอลตาร์, วลาด. สหราชอาณาจักร	1	27	0,70	0,94
แกรนวิลล์, ฝรั่งเศส	5	45	8,69	12,26
ลีธ, สหราชอาณาจักร	2	08	3,72	4,91
ลอนดอนสหราชอาณาจักร	1	18	5,67	6,56
โดเวอร์, สหราชอาณาจักร	11	06	4,42	5,67
เอวอนมัธ, สหราชอาณาจักร	6	39	9,48	12,32
แรมซีย์ คุณพ่อ เมน, สหราชอาณาจักร	10	55	5,25	7,17
ออสโล, นอร์เวย์	5	26	0,30	0,33
ฮัมบูร์ก, เยอรมนี	4	40	2,23	2,38
* ความกว้างของน้ำรายวัน

วรรณกรรม:

ชูไลคิน วี.วี. ฟิสิกส์ของทะเลม., 1968
ฮาร์วีย์ เจ. บรรยากาศและมหาสมุทรม., 1982
เดรก ซี., อิมบรี เจ., คนอส เจ., ทูเรเคียน เค. มหาสมุทรมีไว้เพื่อตัวมันเองและเพื่อเราม., 1982



เมื่อสองปีก่อน ฉันไปเที่ยวพักผ่อนที่ชายฝั่งมหาสมุทรอินเดีย บนเกาะซีลอนอันแสนวิเศษ โรงแรมเล็กๆ ของฉันอยู่ห่างจากทะเลเพียง 50 เมตร ด้วยตาของฉันเอง ทุกวันฉันสังเกตเห็นการเคลื่อนไหวอันทรงพลังและชีวิตอันปั่นป่วนของมหาสมุทร เช้าตรู่วันหนึ่ง ข้าพเจ้ายืนอยู่บนชายฝั่ง มองดูคลื่น และคิดถึงสิ่งที่ทำให้แรงสั่นสะเทือนอันทรงพลังของมหาสมุทร การขึ้นและลงในแต่ละวัน

อะไรให้พลังแก่กระแสน้ำขึ้นและลง

แรงโน้มถ่วงส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของวัตถุทั้งหมดเท่าๆ กัน แต่ถ้าแรงโน้มถ่วงทำให้เกิดกระแสน้ำในมหาสมุทร และน้ำทำให้เกิดน้ำในแอฟริกา แล้วเหตุใดจึงไม่มีกระแสน้ำในทะเลสาบ? อืม จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราคิดว่าทุกสิ่งที่เรารู้นั้นผิด คนฉลาดมากมายจาก โลกวิทยาศาสตร์พวกเขาอธิบายแบบนี้ แรงโน้มถ่วงของโลกที่จุด A นั้นอ่อนกว่าจุด B ผลกระทบสุทธิของแรงโน้มถ่วงของโลกทำให้มหาสมุทรทอดยาว หลังจากนั้นจะพองตัวไปทางด้านตรงข้าม

ใช่ ข้อเท็จจริงนั้นเป็นเรื่องจริง และแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ ณ จุด A และ B มีความแตกต่างกัน

ความเข้าใจผิดอยู่ที่คำอธิบายของส่วนนูน บางทีอาจไม่ปรากฏเนื่องจากความแตกต่างด้านแรงดึงดูด แต่เหตุผลไม่ค่อยชัดเจนและทำให้เกิดความสับสน มันเกี่ยวกับแรงดันสะสมในตำแหน่งต่างๆ ในแนวน้ำมากกว่า และดวงจันทร์เปลี่ยนโลกให้เป็นปั๊มไฮดรอลิกในระดับดาวเคราะห์ และน้ำก็พองตัวและกดตัวเองเข้าหาศูนย์กลาง ดังนั้นแม้ผลกระทบเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอแล้วที่จะเริ่มการเคลื่อนที่ของคลื่น

เพิ่มเติมเล็กน้อยเกี่ยวกับกระแสน้ำ

แต่ฉันอยากจะเข้าใจว่าทำไมพวกเขาถึงไม่อยู่ในแหล่งน้ำอื่น:

• ในร่างกายมนุษย์ (ประกอบด้วยน้ำ 80%)
• ในอ่างที่เต็มไปด้วยน้ำ
• ในทะเลสาบ
• ในถ้วยกาแฟ ฯลฯ

น่าจะเกิดจากความกดอากาศต่ำกว่าในมหาสมุทรและระบบไฮดรอลิกส์ที่ไม่ดี ต่างจากมหาสมุทรตรงที่สิ่งเหล่านี้เป็นเพียงการสะสมน้ำเพียงเล็กน้อย พื้นที่ทะเลสาบ ถ้วย และส่วนที่เหลือไม่เพียงพอสำหรับแรงดันขั้นต่ำในการเปลี่ยนระดับน้ำ ทำให้เกิดคลื่น

ทะเลสาบขนาดใหญ่สามารถสร้างแรงกดดันต่อกระแสน้ำขนาดเล็กได้ แต่เนื่องจากลมและน้ำกระเซ็นทำให้เกิดระลอกคลื่นขนาดใหญ่ เราจึงไม่สังเกตเห็นมัน กระแสน้ำก่อตัวขึ้นทุกหนทุกแห่ง พวกมันมีขนาดเล็กมาก

การลดลงและกระแสน้ำเรียกว่าการเพิ่มขึ้นและลดลงของระดับน้ำในมหาสมุทรและทะเลเป็นระยะ

สองครั้งในระหว่างวันโดยมีช่วงเวลาประมาณ 12 ชั่วโมง 25 นาทีน้ำใกล้ชายฝั่งมหาสมุทรหรือทะเลเปิดจะสูงขึ้นและหากไม่มีสิ่งกีดขวางบางครั้งก็อาจท่วมพื้นที่ขนาดใหญ่ - นี่คือกระแสน้ำ จากนั้นน้ำก็ลดลงและลดลงจนเผยให้เห็นก้นบ่อ - นี่คือระดับน้ำลง ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? แม้แต่คนโบราณก็ยังคิดเรื่องนี้และสังเกตเห็นว่าปรากฏการณ์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับดวงจันทร์ I. นิวตันเป็นคนแรกที่ชี้ให้เห็นสาเหตุหลักที่ทำให้กระแสน้ำลดลง - นี่คือแรงดึงดูดของโลกจากดวงจันทร์หรือค่อนข้างเป็นความแตกต่างระหว่างแรงดึงดูดของดวงจันทร์กับโลกทั้งโลกโดยรวม และเปลือกน้ำของมัน

คำอธิบายการขึ้นลงของกระแสน้ำตามทฤษฎีของนิวตัน

แรงดึงดูดของโลกโดยดวงจันทร์ประกอบด้วยแรงดึงดูดของอนุภาคแต่ละอนุภาคของโลกโดยดวงจันทร์ อนุภาคที่อยู่ใกล้ดวงจันทร์มากขึ้นจะถูกดึงดูดมากขึ้น และอนุภาคที่อยู่ไกลออกไปจะถูกดึงดูดน้อยลง หากโลกมีความแข็งอย่างสมบูรณ์ แรงโน้มถ่วงที่แตกต่างกันนี้จะไม่มีบทบาทใดๆ แต่โลกไม่ได้เป็นเช่นนั้นอย่างแน่นอน ร่างกายที่มั่นคงดังนั้นความแตกต่างของแรงดึงดูดของอนุภาคที่อยู่ใกล้พื้นผิวโลกและใกล้ศูนย์กลาง (ความแตกต่างนี้เรียกว่าแรงขึ้นน้ำลง) จะแทนที่อนุภาคที่สัมพันธ์กันและโลกซึ่งโดยหลักแล้วเปลือกน้ำของมันมีรูปร่างผิดปกติ .

ส่งผลให้ด้านที่หันหน้าไปทางดวงจันทร์และด้านนั้น ฝั่งตรงข้ามน้ำขึ้นเป็นแนวสันเขาและมีน้ำส่วนเกินสะสมอยู่ที่นั่น ด้วยเหตุนี้ระดับน้ำในจุดตรงข้ามของโลกจึงลดลงในเวลานี้ - น้ำลงเกิดขึ้นที่นี่

หากโลกไม่หมุนรอบตัวเองและดวงจันทร์ยังคงนิ่งเฉย โลกพร้อมกับเปลือกน้ำก็จะคงรูปร่างที่ยาวเหมือนเดิมไว้เสมอ แต่โลกหมุนรอบตัวเอง และดวงจันทร์ก็โคจรรอบโลกในเวลาประมาณ 24 ชั่วโมง 50 นาที ในช่วงเวลาเดียวกัน ยอดน้ำขึ้นน้ำลงจะติดตามดวงจันทร์และเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวมหาสมุทรและทะเลจากตะวันออกไปตะวันตก เนื่องจากมีการคาดการณ์ไว้ 2 ครั้ง คลื่นยักษ์จึงเคลื่อนผ่านแต่ละจุดในมหาสมุทรวันละสองครั้ง โดยมีช่วงเวลาประมาณ 12 ชั่วโมง 25 นาที

ทำไมความสูงของคลื่นจึงต่างกัน?

ในมหาสมุทรเปิด น้ำจะสูงขึ้นเล็กน้อยเมื่อมีคลื่นยักษ์ผ่านไป: ประมาณ 1 เมตรหรือน้อยกว่า ซึ่งแทบจะมองไม่เห็นสำหรับลูกเรือ แต่นอกชายฝั่งแม้แต่ระดับน้ำที่เพิ่มขึ้นก็ยังเห็นได้ชัดเจน ในอ่าวและอ่าวแคบ ระดับน้ำจะสูงขึ้นมากในช่วงน้ำขึ้น เนื่องจากชายฝั่งป้องกันการเคลื่อนที่ของคลื่นยักษ์และน้ำจะสะสมอยู่ที่นี่ตลอดเวลาระหว่างน้ำลงและน้ำขึ้น

พบระดับน้ำสูงสุด (ประมาณ 18 ม.) ในอ่าวแห่งหนึ่งบนชายฝั่งในประเทศแคนาดา ในรัสเซีย กระแสน้ำสูงสุด (13 ม.) เกิดขึ้นในอ่าว Gizhiginskaya และ Penzhinskaya ของทะเล Okhotsk ในทะเลภายในประเทศ (เช่นในทะเลบอลติกหรือดำ) การขึ้นและลงของกระแสน้ำแทบจะมองไม่เห็นเนื่องจากมวลน้ำที่เคลื่อนที่ไปพร้อมกับคลื่นยักษ์ในมหาสมุทรไม่มีเวลาเจาะเข้าไปในทะเลดังกล่าว แต่ถึงกระนั้น ในทุกทะเลหรือแม้แต่ทะเลสาบ คลื่นยักษ์ที่เป็นอิสระซึ่งมีมวลน้ำเพียงเล็กน้อยก็เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น ความสูงของกระแสน้ำในทะเลดำสูงถึงเพียง 10 ซม.

ในพื้นที่เดียวกัน ความสูงของกระแสน้ำอาจแตกต่างกัน เนื่องจากระยะทางจากดวงจันทร์ถึงโลกและความสูงสูงสุดของดวงจันทร์เหนือเส้นขอบฟ้าเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา และสิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงขนาดของแรงขึ้นน้ำลง

กระแสน้ำและดวงอาทิตย์

แสงอาทิตย์ยังส่งผลต่อกระแสน้ำอีกด้วย แต่แรงขึ้นน้ำลงของดวงอาทิตย์ยังน้อยกว่าแรงขึ้นน้ำลงของดวงจันทร์ถึง 2.2 เท่า

ในช่วงพระจันทร์ใหม่และพระจันทร์เต็มดวง พลังน้ำขึ้นน้ำลงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์จะกระทำไปในทิศทางเดียวกัน จากนั้นจึงได้กระแสน้ำสูงสุด แต่ในช่วงไตรมาสแรกและไตรมาสที่สามของดวงจันทร์ พลังน้ำขึ้นน้ำลงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์จะตอบโต้ ดังนั้นกระแสน้ำจึงมีขนาดเล็กลง

กระแสน้ำในเปลือกอากาศของโลกและในร่างกายที่มั่นคง

ปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงไม่เพียงเกิดขึ้นในน้ำเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นในน้ำด้วย ซองอากาศโลก. พวกมันถูกเรียกว่ากระแสน้ำในชั้นบรรยากาศ กระแสน้ำยังเกิดขึ้นในร่างกายที่เป็นของแข็งของโลกด้วย เนื่องจากโลกไม่ได้แข็งอย่างสมบูรณ์ ความผันผวนในแนวตั้งของพื้นผิวโลกเนื่องจากกระแสน้ำสูงถึงหลายสิบเซนติเมตร

การใช้กระแสน้ำในทางปฏิบัติ

โรงไฟฟ้าพลังน้ำเป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำชนิดพิเศษที่ใช้พลังงานจากกระแสน้ำและในความเป็นจริง พลังงานจลน์การหมุนของโลก โรงไฟฟ้าพลังน้ำถูกสร้างขึ้นบนชายฝั่งทะเลที่ไหน แรงโน้มถ่วงดวงจันทร์และดวงอาทิตย์เปลี่ยนระดับน้ำวันละสองครั้ง ความผันผวนของระดับน้ำใกล้ชายฝั่งอาจสูงถึง 18 เมตร

ในปีพ.ศ. 2510 ได้มีการสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำขึ้นในฝรั่งเศสบริเวณปากแม่น้ำแรนซ์

ในรัสเซียตั้งแต่ปี พ.ศ. 2511 TPP ทดลองได้ดำเนินการในอ่าว Kislaya บนชายฝั่งทะเลเรนท์ส

มี PES ในต่างประเทศ - ในฝรั่งเศส สหราชอาณาจักร แคนาดา จีน อินเดีย สหรัฐอเมริกา และประเทศอื่นๆ

15 ตุลาคม 2555

Michael Marten ช่างภาพชาวอังกฤษได้สร้างชุดภาพถ่ายต้นฉบับที่จับภาพชายฝั่งอังกฤษจากมุมเดียวกัน แต่ในเวลาต่างกัน ช็อตหนึ่งตอนน้ำขึ้นและอีกนัดตอนน้ำลง

มันกลับกลายเป็นว่าค่อนข้างผิดปกติแต่ ความคิดเห็นเชิงบวกเกี่ยวกับโครงการนี้ บังคับให้ผู้เขียนเริ่มตีพิมพ์หนังสืออย่างแท้จริง หนังสือชื่อ "Sea Change" ได้รับการตีพิมพ์ในเดือนสิงหาคมปีนี้ และออกจำหน่ายใน 2 ภาษา Michael Marten ใช้เวลาประมาณแปดปีในการสร้างสรรค์ชุดภาพถ่ายที่น่าประทับใจของเขา เวลาระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลงเฉลี่ยเพียงหกชั่วโมงกว่า ดังนั้น Michael จึงต้องอยู่ในแต่ละสถานที่นานกว่าการคลิกชัตเตอร์ไม่กี่ครั้ง ผู้เขียนได้บ่มเพาะแนวคิดในการสร้างผลงานดังกล่าวมาเป็นเวลานาน เขากำลังมองหาวิธีการตระหนักถึงการเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติบนแผ่นฟิล์ม โดยปราศจากอิทธิพลของมนุษย์ และฉันก็พบมันโดยบังเอิญ ในหมู่บ้านชายฝั่งทะเลแห่งหนึ่งของสก็อตแลนด์ ที่ฉันใช้เวลาทั้งวันและชมช่วงเวลาน้ำขึ้นและลง

ความผันผวนเป็นระยะของระดับน้ำ (ขึ้นและลง) ในพื้นที่น้ำบนโลกเรียกว่ากระแสน้ำ

ระดับน้ำสูงสุดที่สังเกตได้ในหนึ่งวันหรือครึ่งวันในช่วงน้ำขึ้นเรียกว่าระดับน้ำสูง ระดับต่ำสุดในช่วงน้ำลงเรียกว่าน้ำต่ำ และช่วงเวลาที่ถึงเครื่องหมายระดับสูงสุดเหล่านี้เรียกว่าจุดยืน (หรือระยะ) ของน้ำสูง น้ำขึ้นน้ำลงหรือน้ำลงตามลำดับ ระดับน้ำทะเลเฉลี่ยเป็นค่าตามเงื่อนไข โดยที่เครื่องหมายระดับจะอยู่เหนือระดับน้ำขึ้น และต่ำกว่าระดับน้ำทะเลในช่วงน้ำลง นี่เป็นผลมาจากการสังเกตแบบเร่งด่วนจำนวนมากโดยเฉลี่ย

ความผันผวนในแนวดิ่งของระดับน้ำในช่วงน้ำขึ้นและน้ำลงสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ในแนวนอน ฝูงน้ำสัมพันธ์กับฝั่ง กระบวนการเหล่านี้มีความซับซ้อนเนื่องจากคลื่นลม การไหลบ่าของแม่น้ำ และปัจจัยอื่นๆ การเคลื่อนที่ในแนวนอนของมวลน้ำในเขตชายฝั่งเรียกว่ากระแสน้ำขึ้นน้ำลง (หรือกระแสน้ำขึ้นน้ำลง) ในขณะที่ความผันผวนของระดับน้ำในแนวดิ่งเรียกว่ากระแสน้ำลง ปรากฏการณ์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการลดลงและการไหลนั้นมีลักษณะเป็นช่วง กระแสน้ำจะเปลี่ยนทิศทางเป็นระยะไปเป็นทิศทางตรงกันข้ามไม่เหมือน กระแสน้ำในมหาสมุทรซึ่งเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องและทิศทางเดียวเกิดจากการหมุนเวียนของชั้นบรรยากาศโดยทั่วไปและครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของมหาสมุทรเปิด

น้ำขึ้นและน้ำลงสลับกันเป็นวัฏจักรตามการเปลี่ยนแปลงของสภาวะทางดาราศาสตร์ อุทกวิทยา และอุตุนิยมวิทยา ลำดับของระยะน้ำขึ้นน้ำลงถูกกำหนดโดยค่าสูงสุด 2 ค่าและค่าต่ำสุด 2 ค่าในรอบรายวัน

แม้ว่าดวงอาทิตย์จะมีบทบาทสำคัญในกระบวนการขึ้นน้ำลง แต่ปัจจัยชี้ขาดในการพัฒนาคือแรงดึงดูดของดวงจันทร์ ระดับอิทธิพลของแรงขึ้นน้ำลงต่ออนุภาคน้ำแต่ละอนุภาค โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของมันบนพื้นผิวโลก จะถูกกำหนดโดยกฎหมาย แรงโน้มถ่วงสากลนิวตัน.

กฎข้อนี้ระบุว่าอนุภาคของวัสดุทั้งสองจะดึงดูดกันด้วยแรงที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของมวลของอนุภาคทั้งสองและเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างอนุภาคเหล่านั้น เป็นที่เข้าใจกันว่ายิ่งมวลของร่างกายมากขึ้น แรงดึงดูดซึ่งกันและกันที่เกิดขึ้นระหว่างพวกมันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น (ด้วยความหนาแน่นเท่ากัน วัตถุที่เล็กกว่าจะสร้างแรงดึงดูดน้อยกว่าวัตถุที่ใหญ่กว่า)

กฎหมายยังหมายถึงว่ายิ่งระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสองมากเท่าใดแรงดึงดูดระหว่างวัตถุทั้งสองก็จะน้อยลงเท่านั้น เนื่องจากแรงนี้เป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง ปัจจัยระยะทางจึงมีบทบาทในการกำหนดขนาดของแรงขึ้นน้ำลงมากกว่ามวลของวัตถุ

แรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อดวงจันทร์และทำให้มันอยู่ในวงโคจรของโลกต่ำ อยู่ตรงข้ามกับแรงดึงดูดของโลกโดยดวงจันทร์ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนโลกเข้าหาดวงจันทร์และ "ยก" วัตถุทั้งหมดที่อยู่ บนโลกในทิศทางของดวงจันทร์

จุดบนพื้นผิวโลกที่อยู่ใต้ดวงจันทร์อยู่ห่างจากใจกลางโลกเพียง 6,400 กม. และอยู่ห่างจากใจกลางดวงจันทร์โดยเฉลี่ย 386,063 กม. นอกจากนี้มวลของโลกยังมีมวล 81.3 เท่าของมวลดวงจันทร์ ดังนั้น ณ จุดนี้บนพื้นผิวโลก แรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อวัตถุใดๆ จึงมีมากกว่าแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ประมาณ 300,000 เท่า

เป็นแนวคิดทั่วไปที่ว่าน้ำบนโลกใต้ดวงจันทร์ลอยขึ้นในทิศทางของดวงจันทร์ ทำให้น้ำไหลออกจากที่อื่นๆ บนพื้นผิวโลก แต่เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับโลก จึงจะไม่ ก็เพียงพอที่จะยกน้ำได้มาก
อย่างไรก็ตาม มหาสมุทร ทะเล และทะเลสาบขนาดใหญ่บนโลกซึ่งเป็นวัตถุของเหลวขนาดใหญ่ สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระภายใต้อิทธิพลของแรงด้านข้าง และแนวโน้มเล็กน้อยที่จะเคลื่อนที่ในแนวนอนจะทำให้วัตถุเหล่านั้นเคลื่อนไหว น้ำทั้งหมดที่ไม่ได้อยู่ใต้ดวงจันทร์โดยตรงจะขึ้นอยู่กับการกระทำของส่วนประกอบของแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ที่พุ่งในแนวสัมผัส (ในวงสัมผัส) ไปยังพื้นผิวโลก เช่นเดียวกับส่วนประกอบของมันที่พุ่งออกไปด้านนอก และอยู่ภายใต้การกระจัดในแนวนอนสัมพันธ์กับของแข็ง เปลือกโลก

ส่งผลให้น้ำไหลจากบริเวณพื้นผิวโลกที่อยู่ติดกันไปยังสถานที่ที่อยู่ใต้ดวงจันทร์ ผลของน้ำที่สะสม ณ จุดใต้ดวงจันทร์ทำให้เกิดกระแสน้ำขึ้นที่นั่น คลื่นยักษ์ในมหาสมุทรเปิดมีความสูงเพียง 30-60 ซม. แต่จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเข้าใกล้ชายฝั่งของทวีปหรือเกาะต่างๆ
เนื่องจากการเคลื่อนตัวของน้ำจากพื้นที่ใกล้เคียงไปยังจุดใต้ดวงจันทร์ น้ำที่ลดลงที่สอดคล้องกันจึงเกิดขึ้นที่อีกสองจุดที่ถูกแยกออกจากจุดนั้นที่ระยะห่างเท่ากับหนึ่งในสี่ของเส้นรอบวงโลก เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าระดับน้ำทะเลที่ลดลง ณ ทั้งสองจุดนี้มาพร้อมกับระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้นไม่เพียงแต่ที่ด้านโลกที่หันหน้าไปทางดวงจันทร์เท่านั้น แต่ยังอยู่ฝั่งตรงข้ามด้วย

ความจริงเรื่องนี้อธิบายได้ด้วยกฎของนิวตัน วัตถุสองชิ้นขึ้นไปที่อยู่ในระยะทางต่างกันจากแหล่งกำเนิดแรงโน้มถ่วงเดียวกัน ดังนั้นภายใต้ความเร่งของแรงโน้มถ่วงที่มีขนาดต่างกัน จึงเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน เนื่องจากวัตถุที่อยู่ใกล้จุดศูนย์ถ่วงมากที่สุดจะถูกดึงดูดเข้าหามันอย่างแรงที่สุด

น้ำที่จุดใต้ดวงจันทร์จะมีแรงดึงเข้าหาดวงจันทร์มากกว่าโลกด้านล่าง แต่ในทางกลับกัน โลกก็มีแรงดึงดูดเข้าหาดวงจันทร์มากกว่าน้ำที่อยู่ฝั่งตรงข้ามของโลก ดังนั้นคลื่นยักษ์จึงเกิดขึ้นซึ่งที่ด้านข้างของโลกหันหน้าไปทางดวงจันทร์เรียกว่าตรงและฝั่งตรงข้าม - ย้อนกลับ อันแรกสูงกว่าอันที่สองเพียง 5%

เนื่องจากดวงจันทร์หมุนรอบตัวเองในวงโคจรรอบโลก เวลาประมาณ 12 ชั่วโมง 25 นาทีจึงผ่านไประหว่างกระแสน้ำขึ้นสูงสุด 2 ครั้งติดต่อกันหรือกระแสน้ำลง 2 ครั้งในสถานที่ที่กำหนด ช่วงเวลาระหว่างจุดไคลแม็กซ์ของน้ำขึ้นและน้ำลงต่อเนื่องกันคือประมาณ 6 ชั่วโมง 12 นาที ระยะเวลา 24 ชั่วโมง 50 นาที ระหว่างกระแสน้ำสองรอบติดต่อกันเรียกว่าวันขึ้นน้ำลง (หรือดวงจันทร์)

ความไม่เท่าเทียมกันของกระแสน้ำ- กระบวนการขึ้นน้ำลงมีความซับซ้อนมากและต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการเพื่อทำความเข้าใจ ไม่ว่าในกรณีใด คุณสมบัติหลักจะถูกกำหนด:
1) ระยะการพัฒนาของกระแสน้ำสัมพันธ์กับการเคลื่อนตัวของดวงจันทร์
2) ความกว้างของกระแสน้ำและ
3) ประเภทของความผันผวนของกระแสน้ำหรือรูปร่างของเส้นโค้งระดับน้ำ
การแปรผันของทิศทางและขนาดของแรงน้ำขึ้นน้ำลงทำให้เกิดความแตกต่างในขนาดของกระแสน้ำในตอนเช้าและตอนเย็นที่ท่าเรือที่กำหนด เช่นเดียวกับระหว่างกระแสน้ำเดียวกันในท่าเรือที่ต่างกัน ความแตกต่างเหล่านี้เรียกว่าความไม่เท่าเทียมกันของกระแสน้ำ

ผลกระทบครึ่งวัน- โดยปกติภายในหนึ่งวัน เนื่องจากแรงขึ้นน้ำลงหลัก - การหมุนของโลกรอบแกนของมัน - จึงมีการเกิดวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงที่สมบูรณ์สองรอบ

มองเห็นได้จากภายนอก ขั้วโลกเหนือสุริยุปราคาเห็นได้ชัดว่าดวงจันทร์หมุนรอบโลกในทิศทางเดียวกับที่โลกหมุนรอบแกนของมัน - ทวนเข็มนาฬิกา ในการปฏิวัติแต่ละครั้งครั้งต่อไป จุดที่กำหนดให้พื้นผิวโลกกลับมาอยู่ในตำแหน่งโดยตรงใต้ดวงจันทร์อีกครั้งช้ากว่าระหว่างการปฏิวัติครั้งก่อน ด้วยเหตุนี้กระแสน้ำทั้งขึ้นและลงจึงล่าช้าประมาณ 50 นาทีทุกวัน ค่านี้เรียกว่าการหน่วงเวลาทางจันทรคติ

ความไม่เท่าเทียมกันครึ่งเดือน- การแปรผันประเภทหลักนี้มีลักษณะเป็นคาบประมาณ 143/4 วัน ซึ่งสัมพันธ์กับการหมุนรอบดวงจันทร์รอบโลกและการเคลื่อนผ่านของระยะที่ต่อเนื่องกัน โดยเฉพาะไซซีจี (พระจันทร์ใหม่และพระจันทร์เต็มดวง) กล่าวคือ ช่วงเวลาที่ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน

จนถึงตอนนี้เราได้สัมผัสเพียงอิทธิพลของกระแสน้ำของดวงจันทร์เท่านั้น สนามโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ยังส่งผลต่อกระแสน้ำด้วย อย่างไรก็ตาม แม้ว่ามวลของดวงอาทิตย์จะมากกว่ามวลของดวงจันทร์มาก แต่ระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์ก็มากกว่าระยะห่างจากดวงจันทร์ถึงขนาดที่แรงน้ำขึ้นน้ำลง ของดวงอาทิตย์น้อยกว่าครึ่งหนึ่งของดวงจันทร์

อย่างไรก็ตาม เมื่อดวงอาทิตย์และดวงจันทร์อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ไม่ว่าจะอยู่ด้านเดียวกันของโลกหรือด้านตรงข้ามกัน (ระหว่างพระจันทร์ขึ้นหรือพระจันทร์เต็มดวง) แรงโน้มถ่วงของพวกมันจะรวมกันเพิ่มขึ้น โดยทำหน้าที่ในแกนเดียวกัน และ การทับซ้อนกันเกิดขึ้น กระแสน้ำถึงดวงจันทร์

ในทำนองเดียวกัน แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์จะเพิ่มการลดลงที่เกิดจากอิทธิพลของดวงจันทร์ เป็นผลให้กระแสน้ำสูงขึ้นและกระแสน้ำต่ำกว่าที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เท่านั้น กระแสน้ำดังกล่าวเรียกว่ากระแสน้ำฤดูใบไม้ผลิ

เมื่อเวกเตอร์แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ตั้งฉากกัน (ระหว่างการสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส เช่น เมื่อดวงจันทร์อยู่ในควอเตอร์แรกหรือควอเตอร์สุดท้าย) แรงดึงดูดของพวกมันจะขัดแย้งกัน เนื่องจากกระแสน้ำที่เกิดจากแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ถูกซ้อนทับบน ลดลงที่เกิดจากดวงจันทร์

ภายใต้สภาวะเช่นนี้ กระแสน้ำจะไม่สูงและกระแสน้ำก็ไม่ต่ำเหมือนกับว่าเกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เท่านั้น การลดลงและการไหลระดับกลางดังกล่าวเรียกว่าการสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส

ช่วงของรอยน้ำสูงและต่ำในกรณีนี้จะลดลงประมาณสามครั้งเมื่อเทียบกับระดับน้ำในฤดูใบไม้ผลิ

ความไม่เท่าเทียมกันของเส้นขนานทางจันทรคติ- ระยะเวลาของความผันผวนของความสูงของคลื่นซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากพารัลแลกซ์ของดวงจันทร์คือ 271/2 วัน สาเหตุของความไม่เท่าเทียมกันนี้คือการเปลี่ยนแปลงระยะห่างของดวงจันทร์จากโลกระหว่างการหมุนรอบตัวเอง เนื่องจากวงโคจรของดวงจันทร์มีรูปร่างเป็นวงรี แรงขึ้นน้ำลงของดวงจันทร์ที่บริเวณรอบนอกจึงสูงกว่าที่จุดสุดยอดถึง 40%

ความไม่เท่าเทียมกันในแต่ละวัน- ระยะเวลาของความไม่เท่าเทียมกันนี้คือ 24 ชั่วโมง 50 นาที สาเหตุของการเกิดขึ้นคือการหมุนของโลกรอบแกนของมันและการเปลี่ยนแปลงของการเอียงของดวงจันทร์ เมื่อพระจันทร์ใกล้เข้ามา เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าน้ำขึ้นทั้งสองในวันที่กำหนด (เช่นเดียวกับน้ำลงทั้งสอง) แตกต่างกันเล็กน้อย และความสูงของน้ำสูงและต่ำในตอนเช้าและเย็นอยู่ใกล้มาก อย่างไรก็ตาม เมื่อดวงจันทร์เคลื่อนตัวไปทางเหนือหรือใต้เพิ่มขึ้น กระแสน้ำประเภทเดียวกันในตอนเช้าและเย็นจะมีความสูงต่างกัน และเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนตัวไปทางเหนือหรือใต้มากที่สุด ความแตกต่างนี้ก็จะยิ่งใหญ่ที่สุด

เรียกอีกอย่างว่ากระแสน้ำเขตร้อน เรียกเช่นนี้เพราะดวงจันทร์เกือบจะอยู่เหนือเขตร้อนทางเหนือหรือใต้

ความไม่เท่าเทียมกันรายวันไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสูงของระดับน้ำลงสองครั้งติดต่อกัน มหาสมุทรแอตแลนติกและแม้แต่ผลกระทบต่อความสูงของคลื่นก็ยังมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับความกว้างโดยรวมของความผันผวน อย่างไรก็ตาม ในมหาสมุทรแปซิฟิก ความแปรปรวนรายวันในระดับน้ำลงจะมากกว่าระดับน้ำขึ้นสูงถึง 3 เท่า

ความไม่เท่าเทียมกันครึ่งปี- สาเหตุของมันคือการหมุนของโลกรอบดวงอาทิตย์และการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในการเอียงของดวงอาทิตย์ ปีละสองครั้งเป็นเวลาหลายวันในช่วงวิษุวัต ดวงอาทิตย์จะอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า กล่าวคือ ความเบี่ยงเบนของมันใกล้กับ 0 ดวงจันทร์ยังตั้งอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าเป็นเวลาประมาณหนึ่งวันทุกๆ ครึ่งเดือน ดังนั้น ในช่วงวิษุวัต จึงมีหลายช่วงเวลาที่ความลาดเอียงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์มีค่าประมาณเท่ากับ 0 ผลกระทบจากแรงดึงดูดของวัตถุทั้งสองในช่วงเวลาดังกล่าวจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนที่สุดในพื้นที่ที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรของโลก หากในขณะเดียวกันดวงจันทร์อยู่ในข้างขึ้นข้างแรมหรือข้างขึ้นข้างแรมจะเรียกว่า กระแสน้ำในฤดูใบไม้ผลิที่เท่ากัน

ความไม่เท่าเทียมกันของแสงอาทิตย์พารัลแลกซ์- ระยะเวลาของการสำแดงความไม่เท่าเทียมกันนี้คือหนึ่งปี สาเหตุคือการเปลี่ยนแปลงระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์ระหว่างการเคลื่อนที่ของวงโคจรของโลก หนึ่งครั้งสำหรับการหมุนรอบโลกแต่ละครั้ง ดวงจันทร์จะอยู่ห่างจากดวงจันทร์น้อยที่สุดที่จุดรอบโลก ประมาณวันที่ 2 มกราคม ปีละครั้ง โลกซึ่งเคลื่อนที่ในวงโคจร ก็จะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด (ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด) เมื่อช่วงเวลาที่เข้าใกล้ที่สุดสองช่วงเวลานี้เกิดขึ้นพร้อมกัน ซึ่งก่อให้เกิดแรงคลื่นรวมสูงสุด เราก็สามารถคาดหวังได้มากขึ้น ระดับสูงกระแสน้ำและอื่น ๆ ระดับต่ำน้ำลง ในทำนองเดียวกัน หากการผ่านของจุดไกลจุดหนึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับจุดสุดยอด น้ำขึ้นน้ำลงและน้ำตื้นจะเกิดขึ้น

แอมพลิจูดน้ำขึ้นน้ำลงที่ยิ่งใหญ่ที่สุด- กระแสน้ำที่สูงที่สุดในโลกเกิดจากกระแสน้ำที่แรงในอ่าวมินาสในอ่าวฟันดี้ ความผันผวนของกระแสน้ำที่นี่มีลักษณะเป็นเส้นทางปกติโดยมีช่วงครึ่งวัน ระดับน้ำในช่วงน้ำขึ้นมักจะสูงขึ้นมากกว่า 12 เมตรในเวลาหกชั่วโมง จากนั้นจะลดลงในปริมาณเท่าเดิมในอีกหกชั่วโมงข้างหน้า เมื่อผลกระทบของกระแสน้ำในฤดูใบไม้ผลิ ตำแหน่งของดวงจันทร์ที่ขอบดวงจันทร์ และการเอียงสูงสุดของดวงจันทร์เกิดขึ้นในวันเดียวกัน ระดับน้ำขึ้นน้ำลงอาจสูงถึง 15 เมตร รูปร่างของอ่าวฟันดี้ที่ระดับความลึกลดลงและชายฝั่งเคลื่อนเข้าใกล้กันจนถึงด้านบนของอ่าว สาเหตุของกระแสน้ำซึ่งมีการศึกษาอย่างต่อเนื่องมานานหลายศตวรรษ เป็นปัญหาที่ก่อให้เกิดปัญหาดังกล่าว ทฤษฎีที่ถกเถียงกันมากมายแม้ในสมัยล่าสุด

Charles Darwin เขียนไว้เมื่อปี 1911 ว่า “ไม่จำเป็นต้องมองหา วรรณกรรมโบราณเพื่อประโยชน์ของทฤษฎีกระแสน้ำที่แปลกประหลาด” อย่างไรก็ตาม กะลาสีเรือสามารถวัดความสูงและใช้ประโยชน์จากกระแสน้ำได้โดยไม่ต้องทราบสาเหตุที่แท้จริงของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น

ฉันคิดว่าเราไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับสาเหตุของกระแสน้ำมากเกินไป จากการสังเกตในระยะยาว ตารางพิเศษจะถูกคำนวณสำหรับจุดใดๆ ในน้ำโลก ซึ่งระบุเวลาน้ำขึ้นและน้ำลงในแต่ละวัน ฉันกำลังวางแผนไปเที่ยวอียิปต์ซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องทะเลสาบน้ำตื้น แต่พยายามวางแผนล่วงหน้าเพื่อให้น้ำเต็มในช่วงครึ่งแรกของวันซึ่งจะทำให้คุณสามารถขี่ได้อย่างเต็มที่ในช่วงส่วนใหญ่ ของเวลากลางวัน
คำถามอีกข้อที่เกี่ยวข้องกับกระแสน้ำที่น่าสนใจสำหรับนักเล่นสกีคือความสัมพันธ์ระหว่างความผันผวนของระดับลมและน้ำ

ความเชื่อโชคลางพื้นบ้านระบุว่าเวลาน้ำขึ้นลมจะแรงขึ้น แต่เมื่อน้ำลงลมจะเปรี้ยว
อิทธิพลของลมต่อปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงเป็นที่เข้าใจได้มากขึ้น ลมจากทะเลพัดพาน้ำเข้าหาชายฝั่ง ความสูงของน้ำขึ้นสูงกว่าปกติ และในช่วงน้ำลงระดับน้ำจะเกินค่าเฉลี่ยด้วย ในทางกลับกัน เมื่อลมพัดจากบก น้ำจะถูกพัดออกไปจากชายฝั่ง และระดับน้ำทะเลจะลดลง

กลไกที่สองทำงานโดยการเพิ่มความดันบรรยากาศเหนือพื้นที่น้ำอันกว้างใหญ่ ทำให้ระดับน้ำลดลงเมื่อมีการเพิ่มน้ำหนักที่ซ้อนทับของบรรยากาศ เมื่อความดันบรรยากาศเพิ่มขึ้น 25 mmHg ศิลปะ ระดับน้ำลดลงประมาณ 33 ซม. บริเวณความกดอากาศสูงหรือแอนติไซโคลนมักเรียกว่าอากาศดี แต่ไม่เหมาะสำหรับนักเล่นสกี มีความสงบในใจกลางของแอนติไซโคลน ความดันบรรยากาศที่ลดลงทำให้ระดับน้ำเพิ่มขึ้นตามลำดับ ผลที่ตามมาคือความกดอากาศที่ลดลงอย่างรวดเร็วรวมกับลมพายุเฮอริเคนอาจทำให้ระดับน้ำเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด คลื่นดังกล่าวแม้จะเรียกว่ากระแสน้ำ แต่จริงๆ แล้วคลื่นดังกล่าวไม่เกี่ยวข้องกับอิทธิพลของพลังน้ำขึ้นน้ำลง และไม่มีลักษณะเป็นคาบของปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง

แต่ค่อนข้างเป็นไปได้ที่ระดับน้ำลงอาจส่งผลต่อลมได้เช่นกัน เช่น ระดับน้ำที่ลดลงในทะเลสาบชายฝั่งทำให้น้ำอุ่นขึ้น และเป็นผลให้ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทะเลเย็นกับทะเลเย็นลดลง ดินแดนที่ร้อนอบอ้าวซึ่งทำให้ลมพัดอ่อนลง

ภาพถ่ายโดยไมเคิล มาร์เทน

มีการขึ้นลงของน้ำ ปรากฏการณ์นี้ กระแสน้ำและระดับน้ำลง ในสมัยโบราณผู้สังเกตการณ์สังเกตเห็นว่าจุดสังเกตเกิดกระแสน้ำขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งหลังจากจุดสุดยอดของดวงจันทร์ นอกจากนี้ กระแสน้ำจะรุนแรงที่สุดในวันขึ้นใหม่และพระจันทร์เต็มดวง โดยที่ศูนย์กลางของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกันโดยประมาณ

เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ I. นิวตันได้อธิบายกระแสน้ำโดยการกระทำของแรงโน้มถ่วงจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ กล่าวคือโดยข้อเท็จจริงที่ว่าส่วนต่างๆ ของโลกถูกดึงดูดโดยดวงจันทร์ในรูปแบบที่แตกต่างกัน

โลกหมุนรอบแกนของมันเร็วกว่าที่ดวงจันทร์หมุนรอบโลกมาก เป็นผลให้กระแสน้ำขึ้นน้ำลง (ตำแหน่งสัมพัทธ์ของโลกและดวงจันทร์แสดงในรูปที่ 38) เคลื่อนที่ คลื่นยักษ์ไหลผ่านโลก และกระแสน้ำขึ้นน้ำลงเกิดขึ้น เมื่อคลื่นเข้าใกล้ฝั่ง ความสูงของคลื่นจะเพิ่มขึ้นเมื่อก้นคลื่นสูงขึ้น ในทะเลภายในประเทศ คลื่นยักษ์มีความสูงเพียงไม่กี่เซนติเมตร แต่ในมหาสมุทรเปิดจะสูงประมาณหนึ่งเมตร ในอ่าวแคบ ๆ ที่อยู่ในทำเลที่ดี ความสูงของน้ำจะเพิ่มขึ้นหลายเท่า

การเสียดสีของน้ำกับด้านล่างรวมถึงการเสียรูปของเปลือกแข็งของโลกนั้นมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนซึ่งนำไปสู่การสูญเสียพลังงานจากระบบโลก - ดวงจันทร์ เนื่องจากโหนกกระแสน้ำอยู่ทางทิศตะวันออก น้ำขึ้นสูงสุดจึงเกิดขึ้นหลังจากจุดไคลแม็กซ์ของดวงจันทร์ แรงดึงดูดของโหนกนี้ทำให้ดวงจันทร์เร่งความเร็วและการหมุนของโลกช้าลง ดวงจันทร์ค่อยๆ เคลื่อนตัวออกจากโลก แท้จริงแล้วข้อมูลทางธรณีวิทยาแสดงให้เห็นว่าใน ยุคจูราสสิก(190-130 ล้านปีก่อน) ระดับน้ำขึ้นมากและกลางวันสั้นลง ควรสังเกตว่าเมื่อระยะห่างจากดวงจันทร์ลดลง 2 เท่า ความสูงของน้ำจะเพิ่มขึ้น 8 เท่า ปัจจุบันกลางวันเพิ่มขึ้น 0.00017 วินาทีต่อปี ดังนั้นในอีกประมาณ 1.5 พันล้านปี ความยาวของมันจะเพิ่มขึ้นเป็น 40 ยุคปัจจุบัน หนึ่งเดือนจะมีความยาวเท่ากัน เป็นผลให้โลกและดวงจันทร์เผชิญหน้ากันในด้านเดียวกันเสมอ หลังจากนี้ ดวงจันทร์จะเริ่มค่อยๆ เข้าใกล้โลก และในอีก 2-3 พันล้านปี ดวงจันทร์ก็จะถูกฉีกออกจากกันด้วยแรงน้ำขึ้นน้ำลง (แน่นอนว่า ถ้าถึงเวลานั้นระบบสุริยะยังคงมีอยู่)

อิทธิพลของดวงจันทร์ต่อกระแสน้ำ

ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระแสน้ำที่เกิดจากการดึงดูดของดวงจันทร์ตามนิวตันเนื่องจากอิทธิพลของดวงอาทิตย์น้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (2.2 เท่า)

ให้เราเขียนสำนวนความเร่งที่เกิดจากการดึงดูดของดวงจันทร์ไปยังจุดต่างๆ ของโลก โดยคำนึงว่าสำหรับวัตถุทั้งหมดในจุดที่กำหนดในอวกาศ ความเร่งเหล่านี้จะเท่ากัน ในระบบอ้างอิงเฉื่อยที่เกี่ยวข้องกับจุดศูนย์กลางมวลของระบบ ค่าความเร่งจะเป็น:

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

ที่ไหน ก, โอ, บี— ความเร่งที่เกิดจากการดึงดูดของดวงจันทร์ ณ จุดต่างๆ ก, โอ, บี(รูปที่ 37); ม- มวลของดวงจันทร์ ร- รัศมีของโลก ร- ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของโลกถึงดวงจันทร์ (สำหรับการคำนวณจะเท่ากับ 60 ร); ช— ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง

แต่เราอาศัยอยู่บนโลกและทำการสังเกตการณ์ทั้งหมดในระบบอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับศูนย์กลางของโลก ไม่ใช่กับศูนย์กลางมวลของโลก - ดวงจันทร์ ในการไปที่ระบบนี้ จำเป็นต้องลบความเร่งที่ศูนย์กลางโลกออกจากความเร่งทั้งหมด แล้ว

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

เรามาดำเนินการในวงเล็บแล้วคำนึงถึงสิ่งนั้น รเล็กน้อยเมื่อเทียบกับ รและในผลรวมและผลต่างก็สามารถละเลยได้ แล้ว

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

การเร่งความเร็ว ก’กและ ก’บีขนาดเท่ากัน ทิศทางตรงกันข้าม แต่ละอันพุ่งจากจุดศูนย์กลางของโลก พวกเขาถูกเรียกว่า ความเร่งของกระแสน้ำ- ตามจุดต่างๆ คและ ดีความเร่งของกระแสน้ำจะมีขนาดน้อยกว่าและพุ่งเข้าหาศูนย์กลางโลก

ความเร่งของกระแสน้ำคือความเร่งที่เกิดขึ้นในหน้าต่างอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับวัตถุเนื่องจากขนาดอันจำกัดของวัตถุนี้ ส่วนต่างๆ ของวัตถุจึงถูกดึงดูดโดยวัตถุที่รบกวนต่างกัน ตามจุดต่างๆ กและ บีความเร่งของแรงโน้มถ่วงจะน้อยกว่าจุดต่างๆ คและ ดี(รูปที่ 37) ดังนั้น เพื่อให้ความดันที่ระดับความลึกเท่ากัน (เช่นเดียวกับในเรือที่สื่อสาร) ที่จุดเหล่านี้ น้ำจะต้องเพิ่มขึ้น ก่อตัวที่เรียกว่า tidal hump จากการคำนวณแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของน้ำหรือระดับน้ำในมหาสมุทรเปิดนั้นสูงประมาณ 40 ซม. ในน่านน้ำชายฝั่งนั้นสูงกว่ามาก และสถิติก็อยู่ที่ประมาณ 18 เมตร ทฤษฎีของนิวตันไม่สามารถอธิบายเรื่องนี้ได้

บนชายฝั่งของทะเลรอบนอกหลายแห่งคุณสามารถเห็นภาพที่น่าสนใจ: อวนจับปลาทอดยาวไปตามชายฝั่งซึ่งอยู่ไม่ไกลจากน้ำ ยิ่งไปกว่านั้น อวนเหล่านี้ไม่ได้ติดตั้งไว้สำหรับตากแห้ง แต่สำหรับจับปลา ถ้าอยู่บนฝั่งและมองดูทะเล ทุกอย่างก็จะชัดเจน ตอนนี้น้ำเริ่มสูงขึ้น และเมื่อไม่กี่ชั่วโมงที่แล้วก็มีสันทรายและมีคลื่นซัดสาด เมื่อน้ำลดก็ปรากฏอวนขึ้น ซึ่งปลาที่พันกันเป็นประกายมีเกล็ดเป็นประกาย ชาวประมงเดินไปรอบๆ อวนและนำปลาที่จับได้ออก วัสดุจากเว็บไซต์

ผู้เห็นเหตุการณ์บรรยายถึงกระแสน้ำว่า “เรามาถึงทะเลแล้ว” นักเดินทางคนหนึ่งบอกฉัน ฉันมองไปรอบๆด้วยความตกใจ ตรงหน้าฉันมีชายฝั่งจริงๆ: รอยคลื่น, ซากแมวน้ำที่ถูกฝังไว้ครึ่งหนึ่ง, เศษไม้ที่หายาก, เศษเปลือกหอย แล้วก็มีที่ราบกว้างใหญ่...และไม่มีทะเล แต่หลังจากนั้นประมาณสามชั่วโมง เส้นขอบฟ้าที่ไม่เคลื่อนไหวก็เริ่มหายใจและกระวนกระวายใจ และตอนนี้คลื่นทะเลก็เริ่มส่องแสงแวววาวอยู่ข้างหลังเธอ กระแสน้ำเคลื่อนตัวไปข้างหน้าอย่างควบคุมไม่ได้ตามพื้นผิวสีเทา แซงกันคลื่นก็วิ่งเข้าฝั่ง หินที่อยู่ไกลออกไปทีละก้อน - และมีเพียงน้ำเท่านั้นที่มองเห็นได้โดยรอบ เธอพ่นสเปรย์เกลือใส่หน้าฉัน แทนที่จะเป็นที่ราบที่ตายแล้ว น้ำอันกว้างใหญ่กลับมีชีวิตและหายใจอยู่ตรงหน้าฉัน”

เมื่อคลื่นยักษ์เข้าสู่อ่าวซึ่งมีแผนผังเป็นรูปกรวย ชายฝั่งของอ่าวดูเหมือนจะถูกบีบอัด ทำให้ความสูงของระดับน้ำเพิ่มขึ้นหลายเท่า ดังนั้น ในอ่าวฟันดี้ นอกชายฝั่งตะวันออก ทวีปอเมริกาเหนือความสูงของน้ำถึง 18 ม. ในยุโรป กระแสน้ำสูงสุด (สูงถึง 13.5 เมตร) เกิดขึ้นในบริตตานีใกล้กับเมืองแซงต์มาโล

บ่อยครั้งคลื่นยักษ์เข้าปาก