Dünya üzerinde gel-gitler neden meydana gelir? Dünyadaki en yüksek gelgitler nelerdir? Gelgitler gezegenin sakinlerini nasıl etkiler?

Gezegenimizin denizlerinde ve okyanuslarında su yüzeyi seviyesi periyodik olarak değişmekte ve belirli aralıklarla dalgalanmaktadır. Bu periyodik salınımlar deniz gelgitleri.

Deniz gelgitlerinin resmi

Görselleştirmek denizin gelgitlerinden görüntü, okyanusun eğimli kıyısında, sudan 200-300 metre uzakta bir koyda durduğunuzu hayal edin. Kumda çok şey var çesitli malzemeler- eski bir çapa, biraz daha yakın, büyük bir beyaz taş yığını.

Şimdi, çok uzakta olmayan küçük bir teknenin demir gövdesi yan yatmış durumda. Pruvadaki gövdesinin alt kısmı ağır hasar görmüş. Açıkçası, kıyıdan çok uzakta olmayan bu gemi bir kez demir attı. Bu kaza büyük olasılıkla gelgit sırasında meydana geldi ve görünüşe göre gemi uzun yıllardır bu yerde yatıyordu, çünkü neredeyse tüm gövdesi kahverengi pasla kaplanmıştı. Dikkatsiz kaptanın gemi kazasının suçlusu olduğunu düşünme eğilimindesiniz.

Görünüşe göre çapa, yan yatan geminin vurduğu keskin silahtı. Bu çapayı arıyorsunuz ve bulamıyorsunuz. Nereye gitmiş olabilir? Sonra suyun zaten bir beyaz taş yığınına yaklaştığını fark ediyorsunuz ve sonra gördüğünüz çapanın uzun süredir bir gelgit dalgası tarafından sular altında kaldığını fark ediyorsunuz. Su kıyıya “adım atar”, giderek daha da yukarı doğru yükselmeye devam eder. Artık beyaz taş yığınının neredeyse tamamının su altında gizlendiği ortaya çıktı.

Deniz gelgit olayları

Deniz gelgit olayları insanlar uzun zamandır Ay'ın hareketi ile ilişkilendiriliyordu, ancak bu bağlantı parlak matematikçiye kadar bir sır olarak kaldı. Isaac Newton keşfettiği yer çekimi kanununa dayanarak açıklama yapmadı. Bu olayların nedeni Ay'ın yerçekiminin Dünya'nın su kabuğu üzerindeki etkisidir.

Hala ünlü Galileo Galilei gelgitlerin gelgitlerini Dünya'nın dönüşüyle ​​​​bağladı ve bunda Nicolaus Copernicus'un öğretilerinin geçerliliğinin en kanıtlanmış ve güvenilir kanıtlarından birini gördü (daha fazla ayrıntı :). 1738'de Paris Bilimler Akademisi, gelgit teorisinin en doğrulanmış sunumunu yapacak kişiye bir ödül vereceğini duyurdu.

Daha sonra ödül alındı Euler, Maclaurin, D. Bernoulli ve Cavalieri. İlk üçü, çalışmalarının temeli olarak Newton'un yerçekimi yasasını aldı ve Cizvit Cavalieri, gelgitleri Descartes'ın girdap hipotezine dayanarak açıkladı. Ancak bu alandaki en seçkin eserler Hz. Newton ve Laplace ve sonraki tüm araştırmalar bu büyük bilim adamlarının bulgularına dayanmaktadır.

Gelgit ve akış olgusu nasıl açıklanır?

En net şekilde nasıl Gelgit olayını açıklayın. Basitleştirmek adına, dünya yüzeyinin tamamen suyla kaplı olduğunu varsayarsak ve dünyaya kutuplarından birinden bakarsak, deniz gelgitlerinin resmi aşağıdaki gibi sunulabilir.

Ay cazibesi

Gezegenimizin Ay'a bakan yüzeyi ona en yakın olanıdır; sonuç olarak daha büyük bir kuvvete maruz kalır ay yerçekimiörneğin, Merkezi kısmı gezegenimiz ve bu nedenle Dünya'nın geri kalanından daha fazla Ay'a doğru çekiliyor. Bu nedenle Ay'a bakan tarafta bir gelgit tümseği oluşur.

Aynı zamanda, Ay'ın yerçekimine en az maruz kalan Dünya'nın karşı tarafında da aynı gelgit tümseği ortaya çıkıyor. Bu nedenle Dünya, gezegenimizin merkezlerini ve Ay'ı birbirine bağlayan düz bir çizgi boyunca biraz uzatılmış bir şekil şeklini alır.

Böylece, Dünya'nın ve Ay'ın merkezlerinden geçen aynı düz çizgi üzerinde yer alan Dünya'nın iki zıt tarafında iki büyük tümsek oluşur; iki büyük su kabarcığı.

Aynı zamanda, gezegenimizin, maksimum gelgitin yukarıdaki noktalarından doksan derecelik bir açıyla konumlanan diğer iki tarafında, en büyük gelgitler meydana gelir. Burada su, yüzeydeki herhangi bir yerden daha fazla düşüyor küre. Gelgitin çekildiği anlarda bu noktaları birleştiren çizgi bir miktar kısalır ve böylece dünyanın maksimum gelgit noktaları yönünde uzamasının arttığı izlenimini yaratır.

Ayın yerçekimi nedeniyle, maksimum gelgit noktaları Ay'a göre konumlarını sürekli olarak korur, ancak Dünya kendi ekseni etrafında döndüğünden, gün boyunca dünyanın tüm yüzeyi üzerinde hareket ediyormuş gibi görünürler. Bu yüzden gün boyunca her bölgede iki yüksek ve iki alçak gelgit vardır.

Güneş gelgitleri ve akışları

Güneş de Ay gibi yerçekimi kuvvetinin etkisiyle gel-gitler üretir. Ancak gezegenimize Ay'a kıyasla çok daha uzakta bulunuyor ve Dünya'da meydana gelen güneş gelgitleri aydakilerden neredeyse iki buçuk kat daha az. Bu yüzden güneş gelgitleri, ayrı olarak gözlemlenmez, ancak yalnızca ay gelgitlerinin büyüklüğü üzerindeki etkileri dikkate alınır.

Örneğin, En yüksek deniz gelgitleri dolunay ve yeni aylarda meydana gelir, çünkü şu anda Dünya, Ay ve Güneş aynı çizgidedir ve bizim gün ışığıçekiciliği Ay'ın çekiciliğini artırır.

Tam tersine, Ay'ı ilk veya son dördün (evre) evresinde gözlemlediğimizde, en düşük deniz gelgitleri. Bu, bu durumda ay gelgitinin aynı zamana denk gelmesiyle açıklanmaktadır. güneş enerjisinin çekilmesi. Ayın yerçekiminin etkisi Güneş'in yerçekimi miktarı kadar azalır.

Gelgit sürtünmesi

« Gelgit sürtünmesi"Gezegenimizde var olan, ay yerçekiminin neden olduğu gelgit dalgası Ay üzerinde ters etki yaparak Ay'ın hareketini hızlandırma eğilimi yarattığı için Ay yörüngesini de etkiliyor. Sonuç olarak Ay yavaş yavaş Dünya'dan uzaklaşıyor, devrim süresi artıyor ve büyük olasılıkla hareketinde biraz geride kalıyor.

Deniz gelgitlerinin büyüklüğü

Güneş, Dünya ve Ay'ın uzaydaki göreceli konumuna ek olarak, deniz gelgitlerinin büyüklüğü Her bir alanda deniz yatağının şekli ve kıyı şeridinin doğası etkilenir. Ayrıca Aral, Hazar, Azak ve Karadeniz gibi kapalı denizlerde gelgitlerin neredeyse hiç görülmediği bilinmektedir.

Açık okyanuslarda bunları tespit etmek zordur; burada gelgitler ancak bir metreye ulaşıyor, su seviyesi çok az yükseliyor. Ancak bazı koylarda öyle devasa büyüklükte gelgitler var ki su on metreden fazla yüksekliğe çıkıyor ve bazı yerlerde devasa alanları sular altında bırakıyor.

Havada ve Dünya'nın katı kabuklarında gelgitler ve akışlar

Gelgitler ve akışlar ayrıca olur havada ve Dünya'nın katı kabuklarında. Bu olayları atmosferin alt katmanlarında neredeyse hiç fark etmiyoruz. Karşılaştırma amacıyla, okyanusların dibinde gelgitlerin gözlemlenmediğini belirtiyoruz. Bu durum, esas olarak su kabuğunun üst katmanlarının gelgit süreçlerine dahil olmasıyla açıklanmaktadır. Gelip akıyor hava zarfı yalnızca atmosfer basıncındaki değişikliklerin çok uzun süreli gözlemlenmesiyle tespit edilebilir.

Yer kabuğuna gelince, Ay'ın gelgit hareketi nedeniyle onun her bir parçası gün içinde iki kez yükselir ve iki kez yaklaşık birkaç santimetre alçalır. Başka bir deyişle, gezegenimizin katı kabuğundaki dalgalanmalar, okyanusların yüzey seviyesindeki dalgalanmalardan yaklaşık üç kat daha küçüktür. Böylece gezegenimiz sürekli nefes alıyor, derin nefesler alıyor ve nefes veriyor gibi görünüyor ve dış kabuğu, büyük bir mucize kahramanın göğsü gibi ya yükseliyor ya da biraz alçalıyor.

Bu süreçlerde meydana gelen dura kabuğu Dünyanın tespiti ancak depremleri kaydetmek için kullanılan aletler yardımıyla mümkündür.

bu not alınmalı diğer dünya bedenlerinde gel-gitler meydana gelir ve gelişimleri üzerinde büyük etkisi vardır.

Ay, Dünya'ya göre hareketsiz olsaydı, gelgit dalgasının gecikmesini etkileyen diğer faktörlerin yokluğunda, her 6 saatte bir, dünyanın herhangi bir yerinde her 6 saatte iki yüksek gelgit ve iki alçak gelgit meydana gelirdi.

Ancak Ay sürekli olarak Dünya'nın etrafında döndüğünden ve üstelik gezegenimizin kendi ekseni etrafında döndüğü yönde döndüğünden, bir miktar gecikme olur: Dünya, her bir parçasıyla 24 saat içinde değil yaklaşık olarak Ay'a doğru dönmeyi başarır. 24 saat 50 dakika. Dolayısıyla her bölgede gelgitin gelgiti tam olarak 6 saat değil, yaklaşık 6 saat 12,5 dakika sürüyor.

Değişen gelgitler

Ayrıca şunu da belirtmek gerekir ki doğruluk değişen gelgitler Kıtaların gezegenimizdeki konumunun niteliğine ve suyun Dünya yüzeyindeki sürekli sürtünmesine bağlı olarak ihlal edilmektedir. Değişimdeki bu düzensizlikler bazen birkaç saate ulaşıyor.

Böylece, "en yüksek" su, teoriye göre olması gerektiği gibi Ay'ın doruk noktasında değil, Ay'ın meridyenden geçişinden birkaç saat sonra meydana gelir; bu gecikmeye port uygulanan saat adı verilir ve bazen 12 saate ulaşır.

Daha önce, deniz gelgitlerinin gelgitlerinin deniz akıntılarıyla ilişkili olduğuna yaygın olarak inanılıyordu. Artık herkes bunların farklı düzende fenomenler olduğunu biliyor. Gelgit, rüzgarın neden olduğu harekete benzer bir tür dalga hareketidir.

Ay'ın dünyevi dünya üzerindeki etkisi var, ancak telaffuz edilmiyor. Onu zar zor görebiliyorsun. Ay'ın yerçekiminin etkisini gözle görülür şekilde gösteren tek olgu, Ay'ın gelgitlerin gelgiti üzerindeki etkisidir. Kadim atalarımız onları özellikle Ay'la ilişkilendirdiler. Ve kesinlikle haklıydılar.

Ay gelgitlerin gelgitini ve akışını nasıl etkiler?

Gelgitler bazı yerlerde o kadar güçlü ki, su kıyıdan yüzlerce metre uzaklaşarak kıyıda yaşayan insanların deniz ürünlerini topladığı yerin dibini açığa çıkarıyor. Ancak kıyıdan çekilen su, amansız bir titizlikle tekrar içeri giriyor. Gelgitlerin ne sıklıkta meydana geldiğini bilmiyorsanız, kendinizi kıyıdan çok uzakta bulabilir, hatta ilerleyen su kütlesinin altında ölebilirsiniz. Kıyı halkları suların geliş ve ayrılış programını çok iyi biliyorlardı.

Bu fenomen günde iki kez meydana gelir. Üstelik gelgitler sadece denizlerde ve okyanuslarda mevcut değil. Tüm su kaynakları Ay'dan etkilenir. Ancak denizden uzakta neredeyse farkedilmiyor: su bazen biraz yükselir, bazen biraz alçalır.

Ay'ın sıvılar üzerindeki etkisi

Sıvı, Ay'ın arkasında salınım yaparak hareket eden tek doğal elementtir. Bir taş veya bir ev sağlam bir yapıya sahip olduğu için aya çekilemez. Esnek ve plastik su, ay kütlesinin etkisini açıkça göstermektedir.

Yüksek veya düşük gelgit sırasında ne olur? Ay suyu nasıl yükseltir? Ay, Dünya'nın bulunduğu taraftaki denizlerin ve okyanusların sularını en güçlü şekilde etkiler. şu an doğrudan ona hitap etti.

Şu anda Dünya'ya bakarsanız, Ay'ın dünya okyanuslarının sularını nasıl kendine doğru çektiğini, kaldırdığını ve suyun kalınlığının şişerek bir "tümsek", daha doğrusu iki "tümsek" oluşturduğunu görebilirsiniz. görünür - Ay'ın bulunduğu tarafta yüksek olan ve karşı tarafta daha az belirgin olan.

"Tümsekler" Ay'ın Dünya etrafındaki hareketini tam olarak takip ediyor. Dünya okyanusu tek bir bütün olduğundan ve içindeki sular iletişim kurduğundan tümsekler kıyıdan kıyıya hareket eder. Ay, birbirine 180 derece uzaklıkta bulunan noktalardan iki kez geçtiği için iki yüksek gelgit ve iki alçak gelgit gözlemliyoruz.

Ayın evrelerine göre gelgitler

• En yüksek gelgitler okyanus kıyılarında meydana gelir. Ülkemizde - Arktik ve Pasifik okyanuslarının kıyısında.
• Daha az önemli gelgitler ve akışlar iç denizler için tipiktir.
• Bu olgu göllerde veya nehirlerde daha da zayıf bir şekilde gözlenmektedir.
• Ancak okyanus kıyılarında bile gelgitler yılın bir zamanında daha güçlü, diğer zamanlarında ise daha zayıftır. Bu zaten Ay'ın Dünya'ya olan uzaklığından kaynaklanmaktadır.
• Ay gezegenimizin yüzeyine ne kadar yakınsa gelgitler o kadar güçlü olacaktır. Ne kadar ileri giderseniz doğal olarak o kadar zayıflar.

Su kütleleri sadece Ay'dan değil Güneş'ten de etkilenir. Yalnızca Dünya'dan Güneş'e olan mesafe çok daha fazladır, bu nedenle onun yerçekimi aktivitesini fark etmiyoruz. Ancak bazen gelgitlerin gelgitlerinin çok güçlü olduğu uzun zamandır bilinmektedir. Bu, yeni ay veya dolunay olduğunda olur.

İşte tam bu noktada Güneş'in gücü devreye giriyor. Şu anda üç gezegenin tümü (Ay, Dünya ve Güneş) düz bir çizgide sıralanıyor. Zaten Dünya'ya etki eden iki yerçekimi kuvveti var - hem Ay hem de Güneş.

Doğal olarak suların yükselip alçalmasının yüksekliği artar. Ay ve Güneş'in ortak etkisi, her iki gezegen de Dünya'nın aynı tarafında olduğunda, yani Ay, Dünya ile Güneş arasında olduğunda en güçlü olacaktır. Ve su, Dünya'nın Ay'a bakan tarafından daha güçlü yükselecek.

Bu muhteşem mülk Ay insanlar tarafından bedava enerji elde etmek için kullanılıyor. Artık denizlerin ve okyanusların kıyılarında Ay'ın "işi" sayesinde elektrik üreten gelgit hidroelektrik santralleri inşa ediliyor. Gelgit hidroelektrik santralleri en çevre dostu olarak kabul edilir. Doğal ritimlere göre çalışırlar ve çevreyi kirletmezler.

Kim denizin dibine doğru yürüyüşe çıkmak istemez ki? "Bu imkansız! - bağırıyorsun. “Bunun için en azından bir kesona ihtiyacın var!” Peki deniz yatağının geniş alanlarının günde iki kez ziyarete açık olduğunu bilmiyor musunuz? Doğru, bu “sergide” belirlenen sürenin ötesinde kalmaya karar verenin vay haline! Deniz dibi gelgitte açılır. - bu yüksek ve düşük su değişimidir.

Bu doğanın gizemlerinden biridir. Birçok doğa bilimci bunu çözmeye çalıştı: Kepler Gezegensel hareket yasasını keşfeden, Newton Fransız bilim adamı, hareketin temel yasalarını belirledi Laplace ortaya çıkışını inceleyen gök cisimleri. Hepsi okyanus yaşamının sırlarına nüfuz etmek istiyordu.

Rüzgar denizde dalgalar oluşturur. Ancak rüzgar gelgiti kontrol edemeyecek kadar zayıf. Bir fırtına bile gelgitin önlenmesine ancak yardımcı olabilir. Hangi devasa güçler bu kadar sıkı iş yapıyor?

Ay'ın gelgitlerin gelgiti üzerindeki etkisi

Üç dev dünya okyanusları için savaşıyor: Güneş, Ay ve Dünyanın kendisi. Güneş en güçlüsüdür ama kazanan olamayacak kadar uzaktadır. Su kütlelerinin Dünya üzerindeki hareketi esas olarak Ay tarafından kontrol edilir. Dünya'dan 384.000 kilometre uzaklıkta bulunan okyanusların "nabzını" düzenliyor. Dünya kendi ekseni etrafında dönerken, Ay büyük bir mıknatıs gibi su kütlelerini birkaç metre yukarıya çeker.

Yüksek gelgit ile alçak gelgit arasındaki yükseklik farkı ortalama 4 metreyi geçmese de Ay'ın yaptığı iş çok büyüktür. 11 trilyon beygir gücüne eşittir. Bu sayı sadece rakamlarla yazılırsa, 18 sıfırdan oluşacak ve şu şekilde görünecektir: 11.000.000.000.000.000.000. Dünyanın dört bir yanından sürüler sürseniz bile bu kadar atı toplayamazsınız.

Gelgitler ve akışlar - enerji kaynakları

Güneşten Sonra Gelgit ve akış- En büyük enerji kaynakları. Bütün dünyaya elektrik verebilirlerdi. Çok eski zamanlardan beri insanoğlu Ay'ı kendisine hizmet etmesi için zorlamaya çalıştı. Çin'de ve diğer ülkelerde gelgitler uzun zamandır değirmen taşlarını değiştirmiş durumda.

1913 yılında Kuzey Denizi'nde Husum yakınlarında ilk "ay" elektrik santrali işletmeye alındı. İngiltere, Fransa, ABD ve özellikle yakıt sıkıntısı çeken Arjantin'de gelgit istasyonlarının inşası için pek çok cesur proje yaratıldı. Ancak Sovyet mühendisleri en ileri giderek Beyaz Deniz'in Mezen Körfezi'nde 100 kilometre uzunluğunda ve 15 metre yüksekliğinde bir baraj inşaatı projesi oluşturdu.

Sular yükseldiğinde barajın arkasında 2 bin kilometrekare kapasiteli rezervuar oluşuyor. 2 bin turbojeneratör 36 milyar kilowatt saat üretecek. Bu miktardaki enerji 1929 yılında Fransa, İtalya ve İsviçre'nin toplamı tarafından üretildi. Bu enerjinin bir kilowatt-saati yaklaşık bir kuruşa mal olacak. Maalesef "nabız" deniz gelgitleri insan nabzı gibi eşit olmayan bir güçle atıyor. Gelgitler sabit ve düzgün bir su akışı sağlamamaktadır ve bu da projenin uygulanmasını zorlaştırmaktadır.

Güneş ve Ay su kütlelerini aynı yöne çektiğinde gelgit en güçlü olur. Su seviyesinin 20 metreye çıktığı gelgitler, ne zaman olur dolunay ve genç ay. Bunlara "syzygy" denir. Ayın ilk ve son çeyreğinde Ay, Güneş'e dik açıda olduğunda, gelgitler en düşük seviyede ve buna “dörtleme” denir.

Denizin gel-giti oldukça büyük önem navigasyon için ve bu nedenle onların saldırganlığı önceden hesapla. Bu hesaplama o kadar zordur ki, yıllık gelgit takvimini hazırlamak haftalar alır. Ancak insanın yaratıcı aklı, "elektronik beyni" iki gün önceden gelgit tahminleri üreten bir bilgisayar yaratmıştır. Gelgit takvimi, gelgit dalgalarının dünya çapında düzenli aralıklarla hareket ettiğini gösterir. Deniz kıyılarından nehirlere doğru yükselirler.

Okyanus ve denizlerdeki su seviyelerindeki periyodik artış ve azalışlara gelgitler denir. Günde iki kez yaklaşık 12 saat 25 dakika aralıklarla okyanus kıyısına yakın su veya açık deniz yükselir ve hiçbir engel yoksa bazen geniş alanları sular altında bırakır - bu bir gelgittir. Daha sonra su düşer ve çekilir, dibi açığa çıkar - bu gelgittir. Bu neden oluyor? Eski insanlar bile bunu düşündüler ve bu olayların Ay ile ilişkili olduğunu fark ettiler. I. Newton, gelgitlerin gelgitlerinin ana nedenini belirten ilk kişiydi - bu, Dünya'nın Ay tarafından çekilmesi veya daha doğrusu Ay'ın bir bütün olarak tüm Dünya üzerindeki çekiciliği arasındaki farktır. ve su kabuğu.

Gelgitlerin gelgit akışının Newton teorisiyle açıklanması

Dünyanın Ay tarafından çekilmesi, Dünya'nın bireysel parçacıklarının Ay tarafından çekilmesinden oluşur. Şu anda Ay'a daha yakın olan parçacıklar daha güçlü bir şekilde çekilirken, daha uzak olan parçacıklar daha az çekilmektedir. Eğer Dünya kesinlikle katı olsaydı, yerçekimi kuvvetindeki bu farkın hiçbir rolü olmazdı. Ama Dünya kesinlikle değil sağlam vücut bu nedenle, Dünya'nın yüzeyine yakın ve merkezine yakın bulunan parçacıkların çekici kuvvetleri arasındaki fark (bu farka gelgit kuvveti denir) parçacıkları birbirine göre yer değiştirir ve Dünya, özellikle de su kabuğu deforme olur. .

Sonuç olarak Ay'a bakan tarafta ve karşı tarafta su yükselerek gelgit sırtları oluşturur ve fazla su burada birikir. Bu nedenle, Dünya'nın diğer zıt noktalarındaki su seviyesi bu dönemde azalır - burada gelgit meydana gelir.

Dünya dönmeseydi ve Ay hareketsiz kalsaydı, Dünya sulu kabuğuyla birlikte her zaman aynı uzun şekli koruyacaktı. Ancak Dünya döner ve Ay, Dünya'nın etrafında yaklaşık 24 saat 50 dakikada döner. Aynı dönemde gelgit zirveleri Ay'ı takip ederek okyanusların ve denizlerin yüzeyi boyunca doğudan batıya doğru hareket eder. Bu tür iki projeksiyon olduğundan, okyanustaki her noktanın üzerinden yaklaşık 12 saat 25 dakika aralıklarla günde iki kez bir gelgit dalgası geçer.

Gelgit dalgasının yüksekliği neden farklı?

Açık okyanusta, bir gelgit dalgası geçtiğinde su hafifçe yükselir: yaklaşık 1 m veya daha az, bu da denizciler için pratikte farkedilmez kalır. Ancak kıyı açıklarında su seviyesinde böyle bir artış bile fark ediliyor. Körfezlerde ve dar koylarda, kıyı gelgit dalgasının hareketini engellediği ve gelgit ile gelgit arasındaki tüm süre boyunca su burada biriktiği için, yüksek gelgit sırasında su seviyesi çok daha fazla yükselir.

En yüksek gelgit (yaklaşık 18 m) Kanada sahilindeki koylardan birinde görülmektedir. Rusya'da en yüksek gelgitler (13 m) Okhotsk Denizi'nin Gizhiginsk ve Penzhinsk koylarında meydana gelir. İç denizlerde (örneğin Baltık veya Kara'da), gelgitlerin gelgitleri neredeyse farkedilemez, çünkü okyanus gelgit dalgasıyla birlikte hareket eden su kütlelerinin bu tür denizlere nüfuz edecek zamanı yoktur. Ancak yine de her denizde ve hatta gölde küçük bir su kütlesine sahip bağımsız gelgit dalgaları ortaya çıkar. Örneğin Karadeniz'de gelgit yüksekliği sadece 10 cm'ye ulaşıyor.

Aynı bölgede, Ay'dan Dünya'ya olan mesafe nedeniyle gelgit yüksekliği değişmektedir. en yüksek yükseklik Ufkun üzerindeki aylar zamanla değişir ve bu da gelgit kuvvetlerinin büyüklüğünde değişikliklere yol açar.

Gelgitler ve Güneş

Güneş aynı zamanda gelgitleri de etkiler. Ancak Güneş'in gelgit kuvvetleri Ay'ın gelgit kuvvetlerinden 2,2 kat daha azdır. Yeni ay ve dolunay sırasında Güneş ve Ay'ın gelgit kuvvetleri aynı yönde hareket eder - o zaman en yüksek gelgitler elde edilir. Ancak Ay'ın birinci ve üçüncü çeyreğinde Güneş ve Ay'ın gelgit kuvvetleri birbirine karşıt olduğundan gelgitler daha küçüktür.

Dünyanın hava kabuğundaki ve katı gövdesindeki gelgitler

Gelgit olayları yalnızca suda değil aynı zamanda Dünya'nın hava kabuğunda da meydana gelir. Bunlara atmosferik gelgitler denir. Dünya kesinlikle katı olmadığı için gelgitler Dünya'nın katı gövdesinde de meydana gelir. Gelgit nedeniyle Dünya yüzeyindeki dikey dalgalanmalar onlarca santimetreye ulaşıyor.

Gelgit ve akış

Gelgit Ve düşük gelgit- Ay ve Güneş'in Dünya'ya göre konumlarındaki değişikliklerden kaynaklanan, Dünya'nın dönüşünün etkileri ve belirli bir rahatlamanın özellikleriyle birleşen ve periyodik olarak ortaya çıkan, okyanus veya deniz seviyesindeki periyodik dikey dalgalanmalar yatay su kütlelerinin yer değiştirmesi. Gelgitler, deniz seviyesi yüksekliğinde değişikliklerin yanı sıra gelgit akıntıları olarak bilinen periyodik akıntılara da neden olur ve kıyı navigasyonu için gelgit tahminini önemli hale getirir.

Bu olayların yoğunluğu birçok faktöre bağlıdır, ancak bunlardan en önemlisi su kütlelerinin dünya okyanusuyla bağlantı derecesidir. Su kütlesi ne kadar kapalı olursa, gelgit olaylarının tezahür derecesi de o kadar az olur.

Her yıl tekrarlanan gelgit döngüsü, Güneş ile gezegen çiftinin kütle merkezi arasındaki çekim kuvvetlerinin ve bu merkeze uygulanan atalet kuvvetlerinin hassas bir şekilde dengelenmesi nedeniyle değişmeden kalır.

Ay ve Güneş'in Dünya'ya göre konumu periyodik olarak değiştikçe, ortaya çıkan gelgit olayının yoğunluğu da değişir.

Saint-Malo'da gelgit düşüklüğü

Hikaye

Düşük gelgitler kıyıdaki nüfusa deniz ürünleri tedarikinde önemli bir rol oynamış ve yenilebilir yiyeceklerin açıkta kalan deniz yatağından toplanmasına olanak sağlamıştır.

Terminoloji

Düşük Su (Britanya, Fransa)

Gelgit anında suyun maksimum yüzey seviyesine denir. su dolu ve düşük gelgit sırasında minimum alçak su. Dibinin düz olduğu ve karanın uzak olduğu okyanuslarda, tam su kendini su yüzeyinde iki "kabarma" olarak gösterir: bunlardan biri Ay'ın yanında, diğeri ise dünyanın karşı ucundadır. Ayrıca Güneş'e bakan tarafta ve karşı tarafta daha küçük iki şişlik daha olabilir. Bu etkinin açıklamasını aşağıdaki bölümde bulabilirsiniz. gelgit fiziği.

Ay ve Güneş Dünya'ya göre hareket ettiğinden su tümsekleri de onlarla birlikte hareket ederek gelgit dalgaları Ve gelgit akıntıları. Açık denizde gelgit akıntıları dönme karakterine sahiptir ve kıyıya yakın yerlerde, dar koylarda ve boğazlarda karşılıklı olarak hareket ederler.

Eğer Dünya'nın tamamı suyla kaplı olsaydı, her gün düzenli olarak iki kez yüksek ve alçak gelgit olayıyla karşılaşırdık. Ancak gelgit dalgalarının engelsiz yayılması kara alanları (adalar ve kıtalar) tarafından engellendiğinden ve ayrıca Coriolis kuvvetinin hareket eden su üzerindeki etkisinden dolayı, iki gelgit dalgası yerine yavaş yavaş (çoğu durumda 12 saat 25,2 dakikalık bir sürede) adı verilen bir noktanın etrafında koşun amfidromik, burada gelgit genliği sıfırdır. Gelgitin baskın bileşeni (ay gelgiti M2), Dünya Okyanusunun yüzeyinde dalganın saat yönünde ve yaklaşık aynı sayıda saat yönünün tersine hareket ettiği yaklaşık bir düzine amfidromik nokta oluşturur (haritaya bakın). Bütün bunlar, yalnızca Ay ve Güneş'in Dünya'ya göre konumlarına dayanarak gelgit zamanını tahmin etmeyi imkansız kılıyor. Bunun yerine, gelgitlerin başlangıç ​​zamanını ve dünyanın çeşitli noktalarındaki yüksekliklerini hesaplamak için bir referans kılavuzu olan bir "gelgit yıllığı" kullanıyorlar. Ayrıca, bir yıl önceden hesaplanan, alçak ve yüksek suların anları ve yüksekliklerine ilişkin verileri içeren gelgit tabloları da kullanılmaktadır. ana gelgit limanları.

Gelgit bileşeni M2

Haritadaki noktaları aynı gelgit evrelerine bağlarsak, sözde elde ederiz. kotidal eğrileri, amfidromik noktadan radyal olarak uzaklaşıyor. Tipik olarak, kotidal çizgiler, her saat için gelgit dalgası tepesinin konumunu karakterize eder. Aslında, gelgit çizgileri bir gelgit dalgasının 1 saatteki yayılma hızını yansıtır. Gelgit dalgalarının eşit genlikteki çizgilerini ve evrelerini gösteren haritalara denir. ikinci el kartları.

Gelgit yüksekliği- arasındaki fark en yüksek seviye yüksek gelgitteki su (yüksek su) ve düşük gelgitteki en düşük seviyesi (düşük su). Gelgit yüksekliği sabit bir değer değildir ancak kıyının her bölümünü karakterize ederken ortalaması verilir.

Bağlı olarak göreceli konum Ay ve Güneş'in küçük ve büyük gelgit dalgaları birbirini güçlendirebilir. Bu tür gelgitler için tarihsel olarak özel isimler geliştirilmiştir:

• Dörtlü gelgit- Ay ve Güneş'in gelgit kuvvetleri birbirine dik açıyla etki ettiğinde en düşük gelgit (armatürlerin bu konumuna kareleme denir).
• Bahar Dönemi- Ay ve Güneş'in gelgit kuvvetleri aynı yönde hareket ettiğinde en yüksek gelgit (armatürlerin bu pozisyonuna syzygy denir).

Gelgit ne kadar düşük veya yüksek olursa, gelgit de o kadar düşük veya yüksek olur.

Dünyanın en yüksek gelgitleri

Kanada'nın doğu kıyısında, New Brunswick ile Nova Scotia arasında yer alan Fundy Körfezi'nde (15,6-18 m) gözlemlenebilir.

Avrupa kıtasında en yüksek gelgitler (13,5 m'ye kadar) Saint-Malo kenti yakınlarındaki Brittany'de gözlenir. Burada gelgit dalgası Cornwall (İngiltere) ve Cotentin (Fransa) yarımadalarının kıyı şeridine odaklanıyor.

Gelgit fiziği

Modern formülasyon

Dünya gezegeniyle ilgili olarak gelgitlerin nedeni, gezegenin Güneş ve Ay'ın yarattığı çekim alanında bulunmasıdır. Yarattıkları etkiler birbirinden bağımsız olduğundan bu gök cisimlerinin Dünya üzerindeki etkileri ayrı ayrı ele alınabilir. Bu durumda, her bir cisim çifti için, her birinin ortak bir ağırlık merkezi etrafında döndüğünü varsayabiliriz. Dünya-Güneş çifti için bu merkez, Güneş'in derinliklerinde, merkezinden 451 km uzaklıkta yer almaktadır. Dünya-Ay çifti için, Dünya'nın derinliklerinde yarıçapının 2/3'ü kadar bir mesafede bulunur.

Bu cisimlerin her biri, kaynağı yerçekimi kuvveti ve gök cismi bütünlüğünü sağlayan iç kuvvetler olan, kendi çekim kuvveti olan, bundan sonra kendi yerçekimi olarak anılacak olan gelgit kuvvetlerini deneyimler. Gelgit kuvvetlerinin ortaya çıkışı en açık şekilde Dünya-Güneş sisteminde görülmektedir.

Gelgit kuvveti, ağırlık merkezine doğru yönlendirilen ve ondan uzaklığın karesi ile ters orantılı olarak azalan yerçekimi kuvveti ile gök cisminin dönmesinin neden olduğu hayali merkezkaç atalet kuvveti arasındaki rekabet eden etkileşimin sonucudur. Bu merkezin etrafında. Yönleri zıt olan bu kuvvetler, büyüklük bakımından yalnızca gök cisimlerinin her birinin kütle merkezinde çakışır. İç kuvvetlerin etkisi sayesinde Dünya, kendisini oluşturan kütlenin her bir elemanı için sabit bir açısal hızla bir bütün olarak Güneş'in merkezi etrafında döner. Dolayısıyla bu kütle elemanı ağırlık merkezinden uzaklaştıkça ona etki eden merkezkaç kuvveti mesafenin karesiyle orantılı olarak artar. Gelgit kuvvetlerinin ekliptik düzleme dik bir düzlem üzerine izdüşümlerindeki daha ayrıntılı bir dağılımı, Şekil 1'de gösterilmektedir.

Şekil 1 Gelgit kuvvetlerinin ekliptiğe dik bir düzlem üzerine projeksiyon halinde dağılımını gösteren diyagram. Yerçekimi yapan cisim ya sağa ya da sola doğrudur.

Gelgit kuvvetlerinin etkisi sonucu elde edilen, kendilerine maruz kalan cisimlerin şeklindeki değişikliklerin yeniden üretilmesi, Newton paradigmasına uygun olarak, ancak bu kuvvetlerin diğer kuvvetler tarafından tamamen telafi edilmesi durumunda elde edilebilir; bunlar arasında şunlar olabilir: evrensel yerçekimi kuvveti.

Şekil 2 Gelgit kuvveti, öz-yerçekimi kuvveti ve suyun sıkıştırma kuvvetine tepki kuvveti dengesinin bir sonucu olarak Dünya'nın su kabuğunun deformasyonu

Bu kuvvetlerin eklenmesinin bir sonucu olarak, yerkürenin her iki tarafında simetrik olarak farklı yönlere yönlendirilen gelgit kuvvetleri ortaya çıkar. Güneş'e doğru yönlendirilen gelgit kuvveti yerçekimi niteliğindedir, Güneş'ten uzağa yönlendirilen kuvvet ise hayali eylemsizlik kuvvetinin bir sonucudur.

Bu kuvvetler son derece zayıftır ve kendi yerçekimi kuvvetleriyle karşılaştırılamaz (yarattıkları ivme, yer çekimi ivmesinden 10 milyon kat daha azdır). Bununla birlikte, Dünya Okyanusunun su parçacıklarında bir kaymaya neden olurlar (düşük hızlarda suda kaymaya karşı direnç neredeyse sıfırdır, sıkıştırmaya karşı ise son derece yüksektir), su yüzeyine teğet, yüzeye dik olana kadar. ortaya çıkan kuvvet.

Sonuç olarak, dünya okyanuslarının yüzeyinde, karşılıklı çekim yapan cisim sistemlerinde sabit bir pozisyona sahip olan, ancak dibinin ve kıyılarının günlük hareketiyle birlikte okyanusun yüzeyi boyunca ilerleyen bir dalga belirir. Böylece (okyanus akıntıları göz ardı edilirse), suyun her bir parçacığı gün boyunca iki kez yukarı ve aşağı doğru salınım hareketine maruz kalır.

Suyun yatay hareketi, seviyesinin yükselmesinin bir sonucu olarak yalnızca kıyıya yakın yerlerde görülür. Deniz tabanı ne kadar sığ olursa hareket hızı da o kadar yüksek olur.

Gelgit potansiyeli

(acad kavramı. Şuleikina)

Ay'ın boyutunu, yapısını ve şeklini ihmal ederek, Dünya'da bulunan test cismin özgül çekim kuvvetini yazıyoruz. Test gövdesinden Ay'a doğru yönlendirilmiş yarıçap vektörü ve bu vektörün uzunluğu olsun. Bu durumda Ay'ın bu cismi çekme kuvveti şuna eşit olacaktır:

selenometrik yerçekimi sabiti nerede. Test gövdesini noktasına yerleştirelim. Dünyanın kütle merkezine yerleştirilen bir test cisminin çekim kuvveti şuna eşit olacaktır:

Burada ve, Dünya ile Ay'ın kütle merkezlerini birbirine bağlayan yarıçap vektörü ve bunların mutlak değerler. Bu iki çekim kuvveti arasındaki farka gelgit kuvveti diyeceğiz

Formül (1) ve (2)'de Ay, küresel olarak simetrik kütle dağılımına sahip bir top olarak kabul edilir. Bir test cismini Ay tarafından çekmenin kuvvet fonksiyonu, bir topun çekmenin kuvvet fonksiyonundan farklı değildir ve ikinci kuvvet, Dünya'nın kütle merkezine uygulanır ve kesinlikle eşittir. sabit değer. Bu kuvvetin kuvvet fonksiyonunu elde etmek için bir zaman koordinat sistemi tanıtıyoruz. Ekseni Dünya'nın merkezinden çizip Ay'a doğru yönlendirelim. Diğer iki eksenin yönleri keyfi bırakılacaktır. O zaman kuvvetin kuvvet fonksiyonu eşit olacaktır. Gelgit potansiyeli bu iki kuvvet fonksiyonunun farkına eşit olacaktır. Bunu gösterelim, elde ederiz Sabit, Dünya'nın merkezindeki gelgit potansiyeline göre normalizasyon koşulundan belirlenir. sıfıra eşit. Dünyanın merkezinde bunu takip eder. Sonuç olarak gelgit potansiyeli için son formülü (4) formunda elde ederiz.

Çünkü

, 'nin küçük değerleri için son ifade aşağıdaki biçimde temsil edilebilir

(5)'i (4)'te yerine koyarsak, şunu elde ederiz:

Gelgitlerin etkisi altında gezegenin yüzeyinin deformasyonu

Gelgit potansiyelinin rahatsız edici etkisi gezegenin düz yüzeyini deforme ediyor. Bu etkiyi Dünya'nın küresel simetrik kütle dağılımına sahip bir top olduğunu varsayarak değerlendirelim. Dünyanın yüzeydeki bozulmamış çekim potansiyeli eşit olacaktır. Nokta için. Kürenin merkezinden belirli bir mesafede bulunan Dünya'nın yerçekimi potansiyeli eşittir. Yerçekimi sabitini azaltarak şunu elde ederiz. Burada değişkenler ve'dir. Yerçekimi yapan cismin kütlelerinin gezegenin kütlesine oranını gösterelim. Yunan harfi ve elde edilen ifadeyi şu şekilde çözün:

Aynı doğruluk derecesiyle elde ettiğimiz için

İlişkinin küçüklüğü göz önüne alındığında son ifadeler bu şekilde yazılabilir

Böylece, dönme ekseni eksenle, yani yerçekimi çeken cismi Dünyanın merkezine bağlayan düz çizgiyle çakışan iki eksenli bir elipsoidin denklemini elde ettik. Bu elipsoidin yarı eksenleri açıkça eşittir

Sonunda bu etkinin küçük bir sayısal gösterimini vereceğiz. Ay'ın çekiminden dolayı Dünya'da oluşan gelgit tümseğini hesaplayalım. Dünyanın yarıçapı km'ye eşittir, Dünya'nın merkezleri ile Ay arasındaki mesafe, ay yörüngesinin istikrarsızlığı dikkate alınarak km'dir, Dünya'nın kütlesinin Ay'ın kütlesine oranı 81: 1'dir. Açıkçası formülde yerine koyarken yaklaşık 36 cm'ye eşit bir değer elde ediyoruz.

Ayrıca bakınız

Notlar

Edebiyat

• Frisch S.A. ve Timoreva A.V. Genel fizik dersi, Devlet üniversitelerinin fizik-matematik ve fizik-teknik fakülteleri ders kitabı, Cilt I. M.: GITTL, 1957
• Shchuleykin V.V. Deniz fiziği. M .: "Bilim" Yayınevi, SSCB Bilimler Akademisi Yer Bilimleri Bölümü 1967
• Voight S.S. Gelgitler nelerdir? SSCB Bilimler Akademisi Popüler Bilim Edebiyatı Yayın Kurulu

Bağlantılar

• WXTide32 ücretsiz bir gelgit tablosu programıdır

Ay
Özellikler