Вплив на воду Сонця та Місяця

Під впливом тяжіння Місяця та Сонця відбуваються періодичні підняття та опускання поверхні морів та океанів – припливи та відливи. Частинки води роблять у своїй і вертикальні, і горизонтальні руху. Найбільші припливи спостерігаються в дні молодика і повного місяця (сизігій), найменші (квадратурні) збігаються з першою та останньою чвертями Місяця. Між сигіями та квадратурами амплітуди припливів можуть змінюватися в 2,7 рази.Внаслідок зміни відстані між Землею та Місяцем, припливоутворююча сила Місяця протягом місяця може змінюватися на 40%. Зміна припливоутворюючої сили Сонця протягом року становить лише 10%. Місячні припливи в 2,17 рази перевищують за силою сонячні.

Основний період припливів напівдобовий. Припливи з такою періодичністю переважають у Світовому океані. Спостерігаються також припливи добові та змішані. Характеристики змішаних припливів змінюються протягом місяця, залежно від нахилу Місяця.

У відкритому морі підйом водної поверхні під час припливу не перевищує 1 м. Набагато більшої величини припливи досягають в гирлах річок, протоках і в затоках, що поступово звужуються, з звивистою береговою лінією. Найбільшої величини припливи досягають у затоці Фанді (Атлантичне узбережжя Канади). У порту Монктон у цій затоці рівень води під час припливу піднімається на 19,6 м. В Англії, в гирлі річки Северн, що впадає в Брістольську затоку, найбільша висота припливу становить 16,3 м. На Атлантичному узбережжі Франції, біля Гранвіля, приплив досягає висоти 14,7 м, а районі Сен-Мало - до 14 м. У внутрішніх морях припливи незначні. Так, у Фінській затоці поблизу Санкт-Петербурга величина припливу не перевищує 4-5 см, у Чорному морі, у Трапезунда доходить до 8 см.

Підняття та опускання водної поверхні під час припливів та відливівсупроводжуються горизонтальними припливно-відливними течіями. Швидкість цих течій під час сизигій у 2-3 рази більша, ніж під час квадратур.Приливні течії в моменти найбільших швидкостей називають «живою водою».

При відливах на пологих берегах морів може відбуватися оголення дна на відстані кілька кілометрів від берегової лінії. Рибалки Терського узбережжя Білого моря та півострова Нова Шотландія в Канаді використовують цю обставину при лові риби. Коли час проходження приливної хвилі по затоці збігається з періодом коливань приливообразующей сили, виникає явище резонансу і амплітуда коливань водної поверхні сильно зростає. Подібне явище спостерігається, наприклад, у Кандалакській затоці Білого моря.

У гирлах річок приливні хвилі поширюються нагору за течією, зменшують швидкість течії і можуть змінити його напрям на протилежне. На Північній Двіні дія припливу позначається з відривом до 200 км від гирла вгору річкою, на Амазонці — з відривом до 1 400 км. На деяких річках (Северн і Трент - в Англії, Сена та Орні - у Франції, Амазонка - у Бразилії) припливна течія створює круту хвилю висотою 2-5 м, яка поширюється вгору по річці зі швидкістю 7 м/сек. За першою хвилею може йти кілька хвиль менших розмірів. У міру просування вгору хвилі поступово слабшають, при зустрічі з мілинами, і перешкодами вони з шумом подрібнюються і піняться. Це явище в Англії називається бор, у Франції - маскарі, в Бразилії - поророка.

Найчастіше хвилі бору заходять вгору річкою на 70-80 км, Амазонці ж до 300 км. Спостерігається бор зазвичай під час найвищих припливів.

Спад рівня води в річках при відпливі відбувається повільніше, ніж підйом під час припливу. Тому, коли у гирліпочинається відлив, на віддалених від гирла ділянках може спостерігатися наслідок припливу.

Приливно-відливні течії в морях і океанах поширюються значно більші глибини, ніж вітрові. Це сприяє кращому перемішуванню води та затримує утворення льоду на її вільній поверхні. У північних морях завдяки тертю приливної хвилі про нижню поверхню крижаного покриву відбувається зменшення інтенсивності припливно-відливних течій. Тому взимку у північних широтах припливи мають меншу висоту, ніж улітку.

Оскільки обертання Землі навколо своєї осі випереджає за часом рух Місяця навколо Землі, у водній оболонці нашої планети виникають сили приливного гріння, на подолання яких витрачається енергія обертання, і обертання Землі сповільнюється (приблизно на 0,001 сік за 100 років). За законами небесної механіки подальше уповільнення обертання Землі спричинить зменшення швидкості руху Місяця орбітою і збільшення відстані між Землею і Місяцем. Зрештою, період обертання Землі навколо своєї осі повинен зрівнятися з періодом обігу Місяця навколо Землі. Це станеться, коли період обертання Землі досягне 55 діб. При цьому припиниться добове обертання Землі, припиняться і припливно-відливні явища у Світовому океані.

Протягом тривалого часу відбувалося гальмування обертання Місяця за рахунок приливного тертя, що виникало в ньому, під дією земного тяжіння (приливно-відливні явища можуть виникати не тільки в рідкій, але і в твердій оболонці небесного тіла). В результаті Місяць втратив обертання навколо своєї осі і тепер звернений до Землі однією стороною. Завдяки тривалій дії припливоутворюючих сил Сонця втратив своє обертання і Меркурій. Як і Місяць по відношенню до Землі, Меркурій звернений до Сонця лише однієїстороною.

У XVI та XVII століттях енергія припливів у невеликих бухтах та вузьких протоках широко використовувалася для приведення в дію млинів. Згодом вона застосовувалася для приведення в дію насосних установок водопроводів, транспортування та монтажу масивних деталей споруд при гідробудівництві.

В даний час приливна енергія переважно використовується для отримання електричної енергії. На відміну від гідроенергії річок, середня величина приливної енергії мало змінюється від сезону до сезону, що дозволяє приливним електростанціям рівномірніше забезпечувати енергією промислові підприємства. Однак енергія приливних електростанцій обходиться дорожче за енергію теплових електростанцій. Тому людство б'ється над проектами удосконалення механізму одержання від припливів та відливів дешевшої електроенергії, яка відіграє свою роль у подальшому прогресі людського суспільства.