Когда отлив куда уходит вода

Приливы и отливы

В древности мореплаватели ежедневно наблюдали повышение и понижение уровня воды, но не имели представления о природе этих процессов. Считалось, что таким образом дышит живая планета. На протяжении многих столетий ученые разгадывали загадку циклических изменений уровня воды в Мировом океане. Но лишь в 20 веке океанологи выяснили, что приливы и отливы на Земле – следствие гравитационного влияния Луны.

Что такое прилив и отлив

Прилив и отлив – изменение уровня воды в Мировом океане, вызванное влиянием на планету Луны и Солнца.

Механизм приливно-отливного процесса следующий:

1. Вода постепенно поднимается, достигает пикового значения, называемого «полной водой».
2. Уровень держится некоторое время, затем начинает опускаться.
3. Опускание длится около 6 часов. Минимальный уровень называется «малой водой».

Средняя продолжительность цикла – 12-13 часов. Из-за вращения Земли процесс имеет определенную периодичность, отмечается 2 раза в сутки. Вертикальный промежуток между уровнями «полной» и «малой воды» – это приливная амплитуда.

Явление имеет не только суточную, но и месячную цикличность. Положение «полной» и «малой» точки изо дня в день меняется, находится в зависимости от фаз Луны – полнолуния и новолуния. Поэтому частота максимальной приливной амплитуды составляет 2 раза в месяц, минимальной – такая же.

Также высота прилива определятся особенностями рельефа берегов. Если участок суши воронкообразной формы, то при движении приливной волны берег сжимается. В итоге уровень воды становится выше, чем на соседних участках суши, имеющих другую форму. Так, из мест самых высоких приливов следует назвать:

• североамериканский залив Фанди (отметки воды – до 19 м).
• заливы Бретани в Европе (приливные волны до 14 м).

Что вызывает приливы и отливы

Главные причины образования приливов и отливов:

• гравитационное воздействие Луны (в большей степени);
• воздействие Солнца (в меньшей степени).

Воздействие Луны

Земля и Луна пребывают в непрерывной связи согласно закону всемирного тяготения. Планета притягивает спутник, но и Луна влияет на планету. Благодаря такой связи, сохраняется определенное расстояние между орбитами космических объектов. Земля и Луна при движении то приближаются друг к другу, то отдаляются.

Когда спутник приближается к планете, планетарная кора изгибается в сторону объекта притяжения. Из-за этого воды Мирового океана смещаются, поднимаются над планетарной поверхностью. Но куда уходит вода во время отлива, когда Луна отдаляется? Водная масса не исчезает, она возвращается в исходное положение. То есть на планете вода постоянно перемещается с места на место.

Причем приливы в аналогичное время происходят и на противоположной к Луне стороне Земли. Но если в первом случае вспучивание земной коры и подъем воды обусловлены прямым притяжением спутника, то на противоположной стороне явление вызвано снижением притяжения. То есть земная кора оседает, и освободившееся пространство заполняется водой.

Поскольку оборот Луны вокруг планеты чуть больше 24 часов, то каждые следующие сутки время наступления прилива и отлива сдвигается на 50 минут. То есть волна, движущаяся со скоростью 1600 км/ч, «догоняет» спутник, за планетарные сутки переместившийся на 13°.

В астрономии считается, что приливные волны влияют на скорость движения Земли. Они создают течения, а те движутся, испытывая сопротивление земной коры. В результате планета постепенно замедляется. Несколько миллиардов лет назад земные сутки длились 22 часа. В далеком будущем Земля замедлится настолько, что ее сутки синхронизируются с лунными, и тогда приливно-отливные явления исчезнут.

Воздействие Солнца

Гравитационное воздействие Солнца на Землю не так выражено, как лунное. Звезда как притягивающий объект гораздо крупнее Луны, но находится на значительном расстоянии от планеты. Поэтому солнечная приливная амплитуда меньше в 2 раза, чем лунная.

При полнолунии и новолунии три космических тела (Солнце, Луна, Земля) выстраиваются в линию. В результате солнечная амплитуда накладывается на лунную, отмечаются максимальные колебания воды – сизигийные.

Минимальный по силе прилив наблюдается при действии сил Луны и Солнца под прямым углом друг к другу. Он носит название квадратурный.

Разновидности

По длительности цикла приливы и отливы бывают следующих видов:

1. Полусуточные (Атлантический океан, моря Северного Ледовитого океана). В сутки отмечаются по 2 прилива и отлива. Чередующиеся амплитуды почти не различаются, представляются синусоидальной кривой.
2. Суточные (Тихий океан). Фиксируются редко. В сутки по 1 приливу и отливу. Если Луна находится на линии экватора, то вода стоит. Если спутник незначительно склоняется, то в экваториальной зоне наблюдаются небольшие приливы. Если склонение значительное, то отмечаются сильные подъемы воды в тропических областях.
3. Смешанные (Тихий океан). По высоте фиксируются суточные или полусуточные явления с искаженной конфигурацией. То есть за половину суток уровень воды изменяется в соответствии с полусуточными приливами, а за сутки – с суточными. Процесс определяется склонением Луны в конкретный временной промежуток.
4. Аномальные (Белое море, Английский канал). Вода поднимается и спадает, не соответствуя ни одному из вышеуказанных типов цикла. Такие явления связаны с мелководными участками, влияют на состояние речных устий, где приливы короче отливов.

Как человек использует приливы и отливы

Приливно-отливный процесс обладает огромной силой, но эффективному использованию ее на данном этапе пока не научились. Гидроэлектростанции, работающие на энергии морских приливов, начали сооружать еще в 50 годы 20 века. Но они технически несовершенны, их производительность неудовлетворительная. Поэтому сегодня приливная энергетика не распространена в мире.

Существует связь между судоходными реками и приливами. Во время морского прилива суда получают возможность зайти в реку на многие километры против течения, добраться до портового пункта. График движения судов капитаны сопоставляют с таблицами, в которых отмечено, когда будет подъем и спад воды.

В завершение следует отметить влияние колебаний океанической воды на живую природу. Особенно зависимы от процесса мелкие организмы прибрежной зоны. Их цикл жизни зависит от спада и подъема воды. Во время приливов и отливов представители фауны ищут пищу, перебираются на новое место обитания. Но даже глубоководные организмы чувствительны к колебаниям воды: с приливным циклом у них связаны изменения метаболизма и половой активности.

Источник

Откуда приходит вода во время прилива и куда уходит во время отлива

Некоторые цикличные явления природы на первый взгляд кажутся очень привычными и простыми. Многие из них можно наблюдать почти в любой точке земного шара.

Однако порой возникают не совсем стандартные вопросы относительно их взаимодействия с окружающей средой, механики самого процесса. Например, многих интересует, куда уходит вода во время отлива и откуда она приходит во время прилива. Чтобы ответить на этот вопрос, следует сначала понять природу самого явления.

Почему происходят приливы и отливы?

Для многих не секрет, что данный процесс – это результат взаимодействия планеты с Луной. Она, как огромный небесный магнит, притягивает к себе частицы Земли. Это явление объясняется законом всемирного тяготения.

Чем ближе частицы к Луне, тем сильнее они притягиваются. Наиболее удаленные не притягиваются совсем. Таким образом, поверхность Земли деформируется, и со стороны, обращенной к Луне, образуется водяной горб.

Однако и с обратной стороны планеты, прямо противоположной и необращенной к спутнику, также образуется выпуклость. Земля приобретает вытянутую по направлению к Луне форму. Почему же образуется не один, а два горба?

Все дело в центробежной силе, которая возникает из-за вращения Земли вокруг своей оси. Второй горб появляется именно по этой причине.

Следует заметить, что на это явление оказывает влияние не только спутник. Солнце тоже притягивает частицы Земли и, с его стороны также могут образовываться выпуклости . Но не такие большие, так как в данном случае приливная сила в четыре раза меньше из-за удаленности звезды от поверхности Земли.

Когда Солнце и Луна выстраиваются по отношению к планете так, что их силы начинают действовать перпендикулярно, каждое из космических тел как бы перетягивает частицы на себя, противодействуя друг другу. В это время наблюдаются самые низкие приливы. Их называют квадратурными .

И напротив, когда Луна, Земля и Солнце выстраиваются в одну линию, силы светил действуют слажено, и в этот период наблюдаются самые высокие приливы. Их называют сизигийными.

Стоит отметить, что такое влияние Луна оказывает не только на водную поверхность планеты. Существуют также земные и воздушные приливы и отливы. Такого рода изменения можно замерить лишь с помощью специальных приборов.

Однако влияние Луны на океаны, моря и реки является наиболее заметным и значимым.

Куда уходит вода?

Можно сказать, что частично ответ на этот вопрос уже был дан выше. Как выяснилось, из-за воздействия Луны вода концентрируется в двух точках. И в зависимости от положения Солнца, могут присутствовать еще два небольших горба.

Таким образом, в этих двух или четырех точках планеты наблюдается повышение уровня воды. А в точках, наиболее удаленных от этих горбов, воды становится намного меньше.

Грубо говоря, если Луна находится над океаном примерно за 10 000 км от берега , то там наблюдается отлив. Если же она приближается к береговой линии, образуется прилив.

При этом, концентрация воды посреди океана не будет так заметна, как возле материков. Потому что приливные волны, не встретив препятствия, распределяются равномерно и уровень воды повышается не более чем на метр. Там же, где на пути течения образуется препятствие в виде берегов, вода скапливается до наступления отлива.

Ввиду того, что Земля вращается вокруг своей оси, горбы остаются неподвижными по отношению к Луне и, следуя за ней, огибают всю поверхность планеты за 24 часа 50 минут – это время полного оборота Луны вокруг Земли. А так как приливных волн две с каждой стороны, то интервал между приливами в любой местности примерно равен 12 часам 25 минутам. Временной промежуток между отливами и приливами соответствует 6 часам.

Источник

Приливы и отливы на Земле

Приливы и отливы — это периодические повышения и понижения уровня воды в океане или море. Они происходят под влиянием на Землю приливных сил Луны и Солнца.

Прилив поднимает воду к Земле, когда вода отступает, возникает отлив. Дважды в течение суток с промежутком времени можно наблюдать, как вода у берега поднимается и заливает часть суши. Спустя время уровень воды снова понижается и вода отступает, обнажая прибрежное дно.

Еще с древности люди наблюдали за этим явлением. Основную причину приливов и отливов впервые указал Исаак Ньютон. В 1687 году великий математик изложил закон всемирного тяготения. Этот закон послужил важнейшим шагом к научному пониманию природы приливов.

Что такое приливы и отливы

Приливы и отливы — ритмические поднятия и опускания уровня воды в океанах, вызванные притяжением Луны и Солнца. Они возникают два раза в день и регулярно сменяют друг друга.

Наша планета Земля входит в состав солнечной системы и является третьей по счёту планетой от Солнца. Она имеет единственный спутник — Луну. Положение Земли и её спутника определяют многие процессы, происходящие на Земле. Сила лунного притяжения и сила, возникающая при взаимном вращении Земли и Луны приводит к образования приливов и отливов на Земле.

Солнце гораздо удалено от Земли, поэтому оказывает меньшее влияние. Приливообразующая сила Луны больше в 2,17 раз, поэтому характеристики прилива в основном зависят от взаимного положения Луны и Земли.

Приливно-отливные процессы имеют следующий механизм:

1. Сначала вода медленно поднимается. Происходит это до тех пор, пока она не достигнет пика, который носит название «полная вода».
2. Какое-то время вода держится на пиковом уровне, а затем начинает постепенно опускаться.
3. Опускаться уровень воды может в течение 6 часов. Происходит это до тех пор, пока он не достигнет минимальной отметки, которая называется «малая вода».

В ходе отлива, когда вода начинает отходить (с разной скоростью) обратно в море может возникнуть отбойное течение – это сильное движение воды от берега. Оно наблюдаются в прибрежных зонах. Отбойное течение представляет угрозу для отдыхающих.

Опасность этого течения заключается в том, что оно формируется на малых глубинах. Человек может находиться недалеко от берега (на мелководье), а нарастающая вода может сбить с его ног и унести в открытое море (океан). Главное в таком случае, соблюдать меры предосторожности и технику безопасности. Даже первоклассные пловцы могут не справиться с отбойным течением в результате неправильных действий.

Продолжительность

В среднем полный приливно-отливной цикл длится 12-13 часов. Вращение планеты оказывает на процесс своё влияние — он имеет периодичность (т.е. происходит дважды в сутки). Вертикальный промежуток между пиком и минимумом называется приливной амплитудой.

Но гораздо важнее в приливно-отливном процессе не столько суточная, сколько месячная цикличность. Положение «малой» и «полной» отметки изменяется в зависимости от лунной фазы (т.е. полнолуния и новолуния). Так что частота максимальной приливной амплитуды составляет дважды в месяц, это же касается и минимальной.

На показатели приливной высоты влияет и особенность рельефа побережья. Например, если участок имеет воронкообразную форму, то во время движения приливной волны берег будет сжиматься. Уровень воды станет выше, чем на соседних участках суши, которые имеют отличную от него форму.

Наиболее высокие точки приливов наблюдаются в:

• североамериканском заливе Фанди (отметка равна 18 м);
• заливах Бретани в Европе (приливная волна доходит до 14 м).

Причина приливов и отливов

Здесь оказывают влияние два главных фактора:

• гравитационное воздействие спутника Земли (наибольший процент влияния);
• воздействие Солнца (значительно меньший процент влияния).

Рассмотрим подробнее каждый из них.

Воздействие Луны

Земля и её спутник — Луна неразрывно связаны друг с другом. Они оказывают друг на друга значительное влияние. Именно благодаря этой связи сохраняется определённое расстояние между орбитами этих космических тел. Планета и спутник стремительно приближаются друг к другу и также стремительно друг от друга отдаляются.

Во время приближения Луны к Земле, планетарная кора последней как бы выгибается в сторону объекта, который к ней притягивается. Именно по этой причине воды Мирового океана начинают смещаться, поднимаются над поверхностью планеты.

Но вот вопрос — куда же уходит вода при отливе, когда Луна отдаляется от Земли? Естественно, водная масса никуда не исчезает, она просто возвращается на своё прежнее место. Это говорит о том, что водные объёмы Земли постоянно перемещаются с места на место.

Интересно, что приливы в то же время происходят и на противоположной к Луне стороне Земли. И если в первом случае планетарная кора выгибается, что объясняет подъём водного пространства при притяжении спутника, то с противоположной стороны это же явление вызывается снижением силы притяжения. То есть там кора как бы оседает, а свободное пространство заполняется водой.

Так как оборот спутника Земли вокруг планеты составляет чуть больше 24 часов, то каждые последующие сутки время наступления прилива и отлива будет отодвигаться на 50 минут. Волна, которая движется со скоростью 1600 км/ч, будет «гнаться» за спутником, смещаясь за планетарные сутки на 13°.

В астрономии принято считать, что приливные волны оказывают влияние на скорость движения Земли. Они формируют течения, а те, в свою очередь, движутся, подвергая испытаниям силу сопротивления земной коры. Это замедляет планету.

Ещё каких-то несколько миллиардов лет назад земные сутки составляли 22 часа, поэтому можно с уверенностью прогнозировать, что в будущем Земля замедлится настолько, что её сутки полностью синхронизируются с лунными сутками, а приливно-отливные процессы прекратят существовать.

Воздействие Солнца

Солнце оказывает только небольшое воздействие на приливные силы. Оно находится на значительном расстоянии от планеты и её спутника (почти в 400 раз дальше от Земли, чем Луна).

При своём движении вокруг Земли Луна занимает различное положение относительно Солнца. Эти положении называются фазами (новолуние, нарождающаяся Луна, неполная Луна, полнолуние, неполная Луна, убывающая).

Во время полнолуния и новолуния сразу три косметических тела (Луна, Солнце и Земля) выстраиваются в линию. В результате таких перемещений солнечная амплитуда накладывается поверх лунной, это приводит к выраженным (максимальным) колебаниям воды. Их называют сизигийными. А минимальный прилив наблюдается тогда, когда действие сил Луны и Солнца находится под прямым углом. Такое явление называется квадратурным приливом.

Разновидности

Приливно-отливные циклы принято разделять по длительности:

1. Полусуточные (касаются Атлантического океана, морей Северного Ледовитого океана). За сутки происходят 2 прилива и отлива. Амплитуды чередуются, но практически не различаются, поэтому представляются синусоидальной кривой.
2. Суточные (относятся к Тихому океану). Эти процессы фиксируются редко. В сутки происходит один прилив и один отлив. Однако если Луна располагается на линии экватора, то водные массы вообще стоят на месте. Если спутник Земли несколько склоняется, то в зоне экватора будут наблюдаться лишь небольшие приливы. Но вот если склонение значительное, то в тропических областях будут наблюдаться сильные подъёмы воды.
3. Смешанные (относятся к Тихому океану). В данном случае по высоте фиксируются лишь суточные или полусуточные явления, имеющие искажённую конфигурацию. За половину суток уровень водного пространства изменяется в соответствии с полусуточными приливами, а за полные сутки — с суточными. На процесс оказывает влияние степень склонения Луны в определённый промежуток времени.
4. Аномальные (относятся к Белому морю и Английскому каналу). Уровень воды поднимается и снижается, не попадая ни под одну и описанных выше классификационных категорий. Это связано с обилием мелководных участков, которые влияют на состояние речных устьев. Там приливы значительно короче отливов.

Воздействие и использование человеком

Огромная сила приливно-отливных процессов не могла остаться без внимания человека.

1. Суда получают возможность войти в реку на многие километры против течения и таким образом добраться до нужного портового пункта. График передвижения судов сопоставляется капитанами с таблицами, в которых подробно расписано время начала подъёма и спада водных масс.
2. Приливы и отливы способствуют формирования прибрежные области, превращая скалы в пляжи.
3. Обеспечивают доставку соленой воды, микроэлементов(удобрения), живых организмов в устья рек, впадающих в моря и океаны.
4. Могут стать источником энергии. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины. Приливная энергетика не так широко распространена в мире. Приливные циклы не всегда соответствуют норме потребления электричества.

Высочайшие на Земле приливы (15,6 — 18 м) наблюдаются в бухте Фанди (заливе в северо-восточной части залива Мэн). В России самые высокие приливы случаются в Пенжинской губе Охотского моря — до 12,9 м.

Источник