лунный календарь на каждый день
Влияние Луны на приливы и отливы
Приливами и отливами называют периодические повышения и понижения уровня воды в океанах и морях. Дважды в течение суток с промежутком около 12 часов 25 минут вода у берега океана или открытого моря поднимается и, если нет преград, заливает иногда большие пространства – это прилив. Затем вода понижается и отступает, обнажая дно – это отлив. Почему это происходит? Об этом задумывались еще древние люди, они-то и заметили, что эти явления связаны с Луной. На основную причину приливов и отливов впервые указал И. Ньютон – это притяжение Земли Луной, а точнее, разность между притяжением Луной всей Земли в целом и водной ее оболочки.
Объяснение приливов и отливов теорией Ньютона
Притяжение Земли Луной складывается из притяжения Луной отдельных частиц Земли. Частицы, находящиеся в данный момент ближе к Луне, притягиваются ею сильнее, а более далекие – слабее. Если бы Земля была абсолютно твердой, то это различие в силе притяжения не играло бы никакой роли. Но Земля не является абсолютно твердым телом, поэтому разность сил притяжения частиц, находящихся вблизи поверхности Земли и вблизи ее центра (эту разность называют приливообразующей силой), смещает частицы относительно друг друга, и Земля, прежде всего ее водная оболочка, деформируется.
В результате на той стороне, которая обращена к Луне, и на ее противоположной стороне вода поднимается, образуя приливные выступы, и там накапливается излишек воды. За счет этого уровень воды в других противоположных точках Земли в это время снижается – здесь происходит отлив.
Если бы Земля не вращалась, а Луна оставалась неподвижной, то Земля вместе со своей водной оболочкой всегда сохраняла бы одну и ту же вытянутую форму. Но Земля вращается, а Луна движется вокруг Земли примерно за 24 часа 50 минут. С этим же периодом и приливные выступы следуют за Луной и перемещаются по поверхности океанов и морей с востока на Запад. Поскольку таких выступов два, то над каждым пунктом в океане дважды в сутки с интервалом около 12 часов 25 минут проходит приливная волна.
Почему высота приливной волны разная
В открытом океане вода поднимается при прохождении приливной волны незначительно: около 1 м и менее, что остается практически незаметным для мореплавателей. Но у берегов даже такой подъем уровня воды заметен. В бухтах и узких заливах уровень воды поднимается во время приливов гораздо выше, так как берег препятствует движению приливной волны и вода накапливается здесь в течение всего времени между отливом и приливом.
Самый большой прилив (около 18 м) наблюдается в одной из бухт на побережье в Канаде. В России наибольшие приливы (13 м) происходят в Гижигинской и Пенжинской губах Охотского моря. Во внутренних морях (например, в Балтийском или Черном) приливы и отливы почти незаметны, потому что в такие моря не успевают проникнуть массы воды, перемещающиеся вместе с океанской приливной волной. Но все равно в каждом море или даже озере возникают самостоятельные приливные волны с небольшой массой воды. Например, высота приливов в Черном море достигает лишь 10 см.
В одной и той же местности высота прилива бывает различной, так как расстояние от Луны до Земли и наибольшая высота Луны над горизонтом с течением времени изменяются, а это приводит к изменению величины приливообразующих сил.
Приливы и Солнце
На приливы также оказывает действие и Солнце. Но приливные силы Солнца в 2,2 раза меньше приливных сил Луны. Во время новолуния и полнолуния приливные силы Солнца и Луны действуют в одном направлении – тогда получаются наиболее высокие приливы. Но во время первой и третьей четвертей Луны приливные силы Солнца и Луны противодействуют, поэтому приливы бывают меньшими.
Приливы в воздушной оболочке Земли и в ее твердом теле
Приливные явления происходят не только в водной, но и в воздушной оболочке Земли. Они называются атмосферными приливами и отливами. Приливы происходят также в твердом теле Земли, поскольку Земля не является абсолютно твердой. Вертикальные колебания поверхности Земли вследствие приливов достигают нескольких десятков сантиметров.
Практическое использование приливов и отливов
Приливная электростанция – это особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.
В 1967 г. во Франции была построена приливная электростанция в устье реки Ранс. В России c 1968 г. действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. Существуют ПЭС и за рубежом — во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах.
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:
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:
Причина приливов и отливов
Здесь оказывают влияние два главных фактора:
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:
Воздействие и использование человеком
Огромная сила приливно-отливных процессов не могла остаться без внимания человека.
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.
Луна и море..
Притяжение Земли Луной складывается из притяжения Луной отдельных частиц Земли.
Частицы, находящиеся в данный момент ближе к Луне, притягиваются ею сильнее, а более далекие – слабее.
В открытом океане вода поднимается при прохождении приливной волны незначительно: около 1 м и менее, что остается практически незаметным для мореплавателей.
Но у берегов даже такой подъем уровня воды заметен.
В бухтах и узких заливах уровень воды поднимается во время приливов гораздо выше, так как берег препятствует движению приливной волны и вода накапливается здесь в течение всего времени между отливом и приливом.
Самый большой прилив (около 18 м) наблюдается в одной из бухт на побережье в Канаде.
В России наибольшие приливы (13 м) происходят в Гижигинской и Пенжинской губах Охотского моря.
Во внутренних морях (например, в Балтийском или Черном) приливы и отливы почти незаметны, потому что в такие моря не успевают проникнуть массы воды, перемещающиеся вместе с океанской приливной волной.
Но все равно в каждом море или даже озере возникают самостоятельные приливные волны с небольшой массой воды.
Например, высота приливов в Черном море достигает лишь 10 см.
В одной и той же местности высота прилива бывает различной, так как расстояние от Луны до Земли и наибольшая высота Луны над горизонтом с течением времени изменяются, а это приводит к изменению величины приливообразующих сил.
Приливная электростанция – это особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли.
Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды.
Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.
В 1967 г. во Франции была построена приливная электростанция в устье реки Ранс.
В России c 1968 г. действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря.
Существуют ПЭС за рубежом — во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах.
Естествознание.ру
Фазы Луны
Луна не звезда, а лишь малая планета, которая не способна излучать собственную энергию. В ночном небе она сияет отраженным солнечным светом, как зеркало. В определенные периоды своего космического пути Луна оказывается между Землей и Солнцем, становясь невидимой в небе, ведь на ее лицевую сторону солнечные лучи не попадают. Так происходит новолуние. Продолжая свое движение, Луна смещается, солнечные лучи касаются ее поверхности под углом, и постепенно на небе появляется небольшой узкий серпик. С каждым днем он становится больше, превращаясь в круглый диск, — наступает полнолуние. В эти моменты Луна и Земля меняются местами: наша планета располагается между Солнцем и своим спутником. Такое периодически меняющееся освещение лунной поверхности называется лунными фазами.
Солнечное и лунное затмения
Размеры наших дневного и ночного светил на небосводе сопоставимы из-за того, что Солнце больше Луны ровно на столько, на сколько сильно оно от нее удалено. Благодаря этому обстоятельству мы можем наблюдать полные солнечные затмения, когда в период новолуния Луна оказывается строго на одной прямой между Землей и Солнцем и целиком загораживает последнее. В такой момент на Земле ненадолго наступает ночь.
Так происходят затмения: а) солнечное; б) лунное
Когда же Луна в полнолуние оказывается точно на продолжении прямой, соединяющей Солнце и Землю, ее закрывает тень Земли. В этом случае мы наблюдаем лунное затмение. Во время лунного затмения тень Земли не полностью закрывает поверхность Луны. Верхние слои планетарной атмосферы создают полупрозрачный фильтр, сквозь который свет Солнца преломляется и окрашивает поверхность Луны в красный цвет.
Приливы и отливы
Ученые, исследующие наш спутник (селенологи), считают, что в прошлом он вращался быстрее и располагался ближе. По расчетам, это порождало сильные приливные явления в виде многометровых волн и землетрясений. Сегодня Луна также вызывает морские приливы и отливы, причем даже твердая земная поверхность дышит в ее поле притяжения, циклически плавно приподнимаясь и опускаясь на 10-20 см.
Высочайшие на Земле приливы (высота волны до 18 м) наблюдаются в бухте Фанди, расположенной на восточном побережье Канады.
Океанскую воду к Луне влечет сила притяжения. В то же время обратно направленная центробежная сила вызывает вздутие с противоположной стороны. По мере вращения Земли вокруг своей оси движение этих вздутий и порождает ежедневные приливы и отливы
Влияние Луны — приливы и отливы
Приливы и отливы, вызываемые силой гравитации, служат предметом изучения нескольких наук — физики, астрономии и физической географии. На побережьях океанов и открытых морей приливы и отливы можно наблюдать ежедневно. Обычно уровень воды у берегов дважды повышается и дважды понижается в течение суток, точнее, 24 ч 50 мин. Это время соответствует периоду видимого обращения Луны на небе. Люди давно связали приливы и отливы с Луной, а Исаак Ньютон показал, что их причина — притяжение спутником Земли, точнее, ее водной оболочки.
Луна, как и другие небесные тела, притягивает Землю. Капли воды на участке, наиболее близком к Луне в определенный момент, притягиваются спутником сильнее, чем капли на наиболее далеких от нее территориях.
В результате водная оболочка Земли вытягивается в направлении Луны. На стороне нашей планеты, обращенной к ее спутнику, и на противоположной ее стороне вода поднимается, за этот счет она опускается в других местах.
Солнце тоже вызывает приливы, но они слабее лунных. Дело в том, что приливные силы зависят не от самой силы притяжения, а от ее неоднородности, которая уменьшается быстрее, чем сила притяжения. Можно сравнить это со светом от разных источников. Поднесите руку на несколько сантиметров к горящей свечке на столе. Сразу станет теплее. Приблизившись на те же пару сантиметров к мощному фонарю на улице, вы не заметите разницы. Свечка в данном случае — небольшая, но близкая Луна, а большой фонарь — огромное, но далекое Солнце.
Для наблюдателя на Земле Луна движется по небу с запада на восток и за сутки (точнее, за 24 ч 50 мин) делает полный оборот вокруг нашей планеты. Приливные выступы как бы следуют за Луной, образуя приливную волну (точнее, две волны в противоположных точках земного шара). Волна движется с запада на восток против вращения Земли со скоростью около 1800 км/ч и над каждым местом в океане проходит дважды в сутки. Однако существуют территории, где за сутки происходит только один прилив.
Высота прилива
В открытом океане приливная волна невысока и незаметна. Но у берегов, особенно в небольших бухтах, материк препятствует движению приливной волны, и за время между отливом и приливом вода накапливается. Приливы у берегов (то есть разница между уровнями воды при приливе и отливе) бывают в среднем 4—5 м. Самый большой прилив в мире — около 18 м — наблюдается в заливе Фанди на восточном побережье Канады. Во внутренних морях приливы намного меньше: массы воды из океана не могут пройти через узкие проливы, и уровень воды зависит от площади моря. Так, в Средиземном море приливы достигают 1—2 м, а в Черном море — 10 см.
Возникают ли приливы на суше?
Приливные волны возникают и на твердой поверхности Земли, но они невелики, поскольку наша планета очень плотная и упругая, как стальной шар. Эту упругость удалось определить именно благодаря приливам. Ведь если бы Земля была абсолютно твердой, приливы бы не возникали, а если бы она была абсолютно жидкой, они оказались бы очень большими.
