§ 59. ВІДОМОСТІ ПРО ПРИЛИВ
Причини припливів
p align="justify"> Періодичні коливання рівня Світового океану, звані припливами, відбуваються в основному внаслідок сил взаємного тяжіння між Місяцем, Землею і Сонцем і відцентрових сил системи обертання. Відстань між Землею та Сонцем у 390 разів більша за відстань від Землі до Місяця, припливоутворюючі сили Сонця у 2,17 рази менші за Місяць. Тому припливоутворюючі сили Місяця є визначальними в утворенні припливу.
Під дією зазначених вище сил водна оболонка Землі деформується в еліпсоїд (рис. 117), велика вісь якого Zn спрямована лінією ОО2 на центр Місяця. Мала вісь ав є діаметром кола освітлення, який ділить еліпсоїд на дві половини: освітлену Місяцем і не освітлену (на рис. 117 заштрихована).
З рис. 117 видно, що на екваторі припливи будуть найбільшими, а на полюсах рівень знижений і завжди постійний, тобто приливний еліпсоїд розташований симетрично щодо екватора Землі.
Така форма водної оболонки називається місячним приливним еліпсоїдом. Під впливом Сонця утворюється також еліпсоїд, але менший за розмірами - сонячний приливний еліпсоїд.
Якби Місяць і Сонце оберталися постійно в площині екватора Землі з однаковою кутовою швидкістю і завжди знаходилися на одній і тій самій відстані від Землі, то в точках, що знаходяться на меридіані, що проходить через велику вісь, були б завжди найвищі рівні води, а у точках, розташованих на колі освітлення, найменші. Для однієї і тієї ж точки на поверхні Землі, в силу її добового обертання, приплив і відлив періодично змінюватимуться двічі на добу через рівні проміжки часу.
Якщо, наприклад, положення точки А2, що знаходиться на поверхні Світового океану і меридіани, що проходить через велику вісь Zn,відповідає повна вода (ПВ), то внаслідок добового обертання Землі точка Аг опиниться в положенні А2 на протилежному боці кола освітлення, відповідному малій воді (MB), в положенні А3 знову спостерігатиметься друга повна вода і в положенні А4 - знову друга мала вода.
Таким чином, для розглянутої точки поверхні Світового океану протягом доби спостерігатимуться дві повні та дві малі води, причому висота суміжних повних та малих вод однакова.
Такі припливи можна було б назвати напівдобовими, і коливання рівня води при них можна уявити правильною синусоїдою. Однак насправді це не так. Місяць і Сонце у своєму русі навколо Землі змінюють відмінювання (відмінюванням називається кут між площиною екватора Землі та напрямком на світило).
У зв'язку з цим приливний еліпсоїд буде повертатися щодо площини екватора і осі Землі. Крім того, Світовий океан не є водною оболонкою однакової товщини, в ньому розміщуються материки та острови, океан утворює моря та затоки з різними глибинами; вода має в'язкість, і при її переміщенні виникають сили інерції та тертя. Тому справжня картина приливних явищ значно складніша.
Нерівність припливів
Вказані вище причини призводять до ряду так званих нерівностей за висотою повних і малих вод і за часом їхнього настання. При північному відмінюванні Місяця (мал. 118) велика вісь Zn приливного еліпсоїда, як і раніше, спрямована на центр Місяця, і в деякій точці А1 спостерігається повна вода. Внаслідок добового обертання Землі ця точка через деякий час щодо приливного еліпсоїда опиниться в положенні А2 на колі освітлення з протилежного боку, де спостерігатиметься мала вода. Друга повна вода спостерігатиметься уположенні А3, але висота води в цій точці буде менше висоти повної води в точці А1 так осі еліпсоїда зміщені щодо осі та екватора Землі.
Ця нерівність припливу називаєтьсядобовою нерівністю по висоті.Шлях, що проходить від точки А1 до точки А2, більше шляху від А2 до А3, і при постійній швидкості обертання Землі знадобиться більше часу для проходження шляху від А1 до А2, ніж від А2 до А3. Тому час від першої високої води (точка Аг) до першої малої (точка А2) також буде більшим, ніж час від першої малої до другої нижчої повної води.
Така нерівність називаєтьсядобовою нерівністю припливу за часом.
Якщо розглянути характер припливів в інших точках на поверхні Світового океану, то, наприклад, у точці а1 спостерігаємо повну воду, при переміщенні її в точку а (за половину доби) спостерігатиметься мала вода, а до кінця другої половини доби вона знову займе початкове положення . Тут припливи стали добовими, тобто протягом доби спостерігається лише одна повна та одна мала вода. У зв'язку з тим, що положення Сонця, Місяця та Землі відносно один одного змінюється, то й напрямок припливоутворюючих сил Місяця та Сонця змінюється. Коли Сонце і Місяць перебувають у одній площині із Землею, обидві сили складаються. Це буває двічі за місячний місяць — у періоди молодика та повного місяця. Припливи в цей час спостерігаються найбільшими за висотою і називаються сизігійними (Сз) (рис. 119, а). Коли ж площини «Сонце-Земля» і «Місяць-Земля» становлять майже прямий кут, то припливоутворюючі сили Сонця послаблюють такі ж сили Місяця. Це буває також двічі на місяць – у І та IV чвертях фаз Місяця. Припливи в цей час спостерігаються найменшими за висотою і називаються квадратними (КВ) (рис. 119, б).
Зміна величини припливу між періодами сизигій і квадратур називається напівмісячною (мул і фазовою) нерівністю по висоті.
Так як Сонце здійснює свій видимий оборот навколо Землі за 24 год, Місяць - за 24 год 50 хв, то щодня Місяць запізнюється з приходом на меридіан даного місця в порівнянні з Сонцем на 50 хв, приплив одного дня відрізняється від припливу іншого, що в свою черга призводить допівмісячної нерівності за часом.
Класифікація та основні елементи припливів
Припливи, що спостерігаються в природі, як випливає з розглянутого, дуже складні за своєю структурою, тому передбачення їх величини і часу для будь-якого моменту і місця є складним завданням. Для полегшення обчислення характеристик припливів вони згруповані та класифіковані.
Залежно від величиниперіоду припливу- проміжку часу між однаковими рівнями - припливи поділяються на півдобові, добові та змішані.
Півдобовіприпливи характеризуються тим, що за період місячної доби (24 год 50 хв) регулярно спостерігаються дві повні та дві малі води. Висота наступних один за одним повних або малих вод відрізняється незначно, час зростання (час, протягом якого рівень моря підвищується) і час падіння (час, протягом якого рівень знижується) практично рівні між собою і становлять 6 год 12 хв. Період припливу дорівнює половині місячної доби.
Добовіприпливи мають протягом місячної доби одну повну і одну малу воду.
Змішаніприпливи можна розділити на неправильні напівдобові та неправильні добові.
Неправильні напівдобовіприпливи ближчі за півдобові, вони характеризуються тим, що майже протягом місяця спостерігаються по дві повні і по дві малі води в місячну добу, алеНерідко друга повна вода може виявитися настільки малою, що напівдобовий характер припливу стає ледь помітним, і припливи можна вважати добовими.
При неправильних добовихприпливах особливості добового припливу переважають. Але при відмінювання місяця, близьких до нуля, спостерігаються дві повних і дві малих води за місячну добу, і припливи набувають напівдобового характеру.
Місячний проміжок(ТЛ) - це проміжок часу між проходженням Місяця через меридіан даного місця та настанням найближчої наступної повної води.
Середня прикладна година- середня величина з місячних проміжків. Будучи для кожного місця постійною величиною, значення прикладної години може знаходитися в межах від 0 до 12 год.
Прикладна година порту(ПЧп) - середня величина з місячних проміжків у сизигії при положенні Місяця та Сонця на лінії екватора та на середніх відстанях від Землі.
Вік припливу— проміжок часу між молодим місяцем або повним місяцем і моментом наступу найбільшої по висоті повної води. Найбільші по висоті припливи наступають не в дні молодика або повного місяця, а трохи пізніше або раніше.
Основні терміни та позначення елементів припливів
Коливання рівня моря відбувається біля якогось середнього становища, яке називається середнім рівнем моря (СУМ). На радянських картах глибини (Гл) вказуються щодо найменшого з рівнів, що спостерігалися в малу сизигійну воду званого нуле м глибин (Н. до). Отже, вказана глибина у будь-якій точці на карті ГлК = hНК
Різницю між рівнем моря в цю малу воду і нулем глибин (глибиною, показаною на карті) називаютьвисотою малої водиhМВ (Рис. 120). Різницю між рівнем моря в повну воду та нулем глибин називаютьзаввишки повноюводиhПВ Таким чином, дійсна глибина в момент малої води ГлМ * В = = ГЛК + hМВ а в момент повної води ГлПВ = ГЛК + hПВ Різниця між висотами рівнів повної та малої води протягом одного періоду коливання називаютьвеличиною припливуВ:
Напівсума висот повної та малої води називається висотою середнього рівня припливу Z0:
Напіврізність висот повної та малої води називаєтьсяамплітудою припливуА :
Проміжок часу від моменту настання малої води t MВ до моменту настання повної води t ПВ називається часом зростання Тр:
а від моменту настання повної води tПВ до моменту настання малої води t MВ - часом падіння ТП:
Рівень води, що змінюється при припливі, дійшовши до певної межі, деякий час залишається в спокої, не змінюється, або, як кажуть, рівень стоїть. Тривалість стояння рівня Тс може тривати до 1 год.