Aan de kust zijn verbazingwekkende verschijnselen te zien. Twee keer per dag verlaat de zee de kust (eb) en komt er dan weer aan (hoogwater). Op sommige plaatsen, zoals de onze in de buurt van Moermansk, bereikt het niveauverschil tussen het stijgen en dalen van het water 4 meter. Bij eb ligt een grote strook van de zeebodem bij de kust tientallen meters bloot. Waar de golven voorheen enkele uren woedden, zwerven nu vogels rond, op zoek naar vissen en zeedieren die in kleine kuilen vol water zijn achtergebleven.

Nog grotere getijden kunnen worden waargenomen in de Witte Zee, waar in de Mezenbaai het verschil tussen hoog- en laagwater meer dan zeven meter is. Fendi Bay (Noord-Amerika) heeft de hoogste getijden. Hier is het verschil tussen het waterpeil bij vol- en laagwater meer dan 16 meter!

Aan de andere kant zijn er zeeën, bijvoorbeeld de Zwarte, Kaspische Zee, waar er bijna geen getijden zijn.

De omvang en aard van de getijden op verschillende plaatsen en op verschillende tijdstippen zijn verschillend. Typisch, de getijden zijn semi-dagelijks, dat wil zeggen, twee keer per dag stijgt en daalt het water twee keer. Maar op sommige plaatsen, bijvoorbeeld in de Zuid-Chinese Zee, zijn er dagelijks getijden - de niveauverandering vindt eenmaal per dag plaats.

Getijdenverschijnselen treden op over de gehele dikte van de oceaan, maar zijn vooral merkbaar in de kuststrook. De kust verhindert de beweging van de vloedgolf en nu valt het water twee keer per dag de kust aan en trekt zich er twee keer per dag van terug. Op smalle plaatsen, in zeestraten, bereiken de getijstromen een enorme snelheid. Dus in een smal deel van de Witte Zee - in de zogenaamde Gore - bereiken getijstromen een snelheid van 15 kilometer per uur.

Wat zijn de redenen voor dit fenomeen?

De belangrijkste boosdoener voor getijden is de maan en, in mindere mate, de zon. De bewoners van de zeekust hebben lang het verband opgemerkt tussen de getijden en de beweging van deze armaturen.

Hoe beïnvloeden de maan en de zon de beweging van water in de zeeën en oceanen? Dat is hoe. Het is bekend dat de maan rond de aarde beweegt en dat beide planeten rond de zon bewegen. Maar aangezien de maan vele malen dichter bij de aarde staat dan de zon, is de aantrekkingskracht van de maan op de aarde veel sterker dan die van de zon. Uiteraard heeft dit effect het sterkste en meest zichtbare effect op de vloeibare schil van onze planeet, dat wil zeggen op de oceanen en zeeën.

Als er geen continenten en eilanden op het aardoppervlak waren, en de hele aarde zou bedekt zijn met water (bovendien van gelijke diepte), dan zou de invloed van de maan op deze wereldoceaan het volgende effect hebben gehad. In het oceaangebied dat zich het dichtst bij de maan bevindt, zal door de zwaartekracht water naar de maan stijgen. Tegelijkertijd zal in het tegenovergestelde deel van de wereldzeeën de middelpuntvliedende kracht ook een stijging van het water veroorzaken. Maar aangezien waterstijging nergens kan plaatsvinden zonder peildaling elders, dan zal deze daling plaatsvinden in een strook loodrecht op de invloedslijn van de maan. De maan gaat in 24 uur en 50 minuten de wereld rond; het is dus duidelijk dat er twee keer per dag een stijging en daling van het water in de wereldzeeën zal zijn als gevolg van de vloedgolf die de beweging van de maan volgt.

We zeiden dat de zon, vanwege zijn afgelegen ligging, minder effect heeft op het oceaanwater. Staan de Maan en de Zon echter in een rechte lijn met de Aarde (bij nieuwe en volle maan), dan zullen de waterdeeltjes onder invloed staan ​​van beide lichtbronnen en zal dit natuurlijk het grootste getij veroorzaken. Maar er kan een tegengesteld fenomeen zijn, wanneer de maan en de zon op lijnen loodrecht op elkaar staan. In dit geval zullen de krachten van de twee armaturen in verschillende richtingen worden gericht en elkaar tegenwerken. Uiteraard zal het getij op dit moment het kleinst zijn.

We hebben al dit fenomeen nu overwogen in de omstandigheden van de grenzeloze wereldoceaan, maar in feite verdelen de continenten en eilanden de wereldoceaan in afzonderlijke oceanen en verschillende zeeën. Het droge land belemmert de vrije verspreiding van de vloedgolf en introduceert een grote variatie in de aard van dit fenomeen.

Laten we het hebben over de krachten die op hemellichamen inwerken en de daaruit voortvloeiende effecten. Vandaag zal ik het hebben over getijden en niet-zwaartekrachtverstoringen.

Wat betekent dit - "niet-zwaartekrachtverstoringen"? Verstoringen worden meestal kleine correcties op een grote hoofdkracht genoemd. Dat wil zeggen, we zullen het hebben over enkele krachten waarvan de invloed op het object veel minder is dan de zwaartekracht

Welke andere krachten zijn er in de natuur naast de zwaartekracht? We laten sterke en zwakke nucleaire interacties buiten beschouwing, ze zijn lokaal van aard (ze werken op extreem kleine afstanden). Maar elektromagnetisme is, zoals u weet, veel sterker dan de zwaartekracht en verspreidt zich net zo ver - oneindig. Maar aangezien elektrische ladingen van tegengestelde tekens meestal in evenwicht zijn en de zwaartekracht "lading" (waarvan de rol wordt gespeeld door massa) altijd van hetzelfde teken is, komt de zwaartekracht natuurlijk naar voren bij voldoende grote massa's. In werkelijkheid zullen we het dus hebben over verstoringen in de beweging van hemellichamen onder invloed van een elektromagnetisch veld. Er zijn geen opties meer, hoewel er nog steeds donkere energie is, maar daarover later, als het gaat om kosmologie.

Zoals ik je al zei, de eenvoudige wet van Newton van de zwaartekracht F = G∙m∙m/R² is erg handig om te gebruiken in de astronomie, omdat de meeste lichamen bijna bolvormig zijn en voldoende ver van elkaar verwijderd zijn, zodat ze bij het berekenen kunnen worden vervangen door punten - puntobjecten die hun hele massa bevatten. Maar een lichaam van eindige grootte, vergelijkbaar met de afstand tussen aangrenzende lichamen, ervaart niettemin een ander krachteffect in zijn verschillende delen, omdat deze delen op verschillende manieren verwijderd zijn van de bronnen van zwaartekracht, en hiermee moet rekening worden gehouden.

Attractie vlakt af en scheurt

Laten we, om het getij-effect te voelen, een gedachte-experiment doen dat populair is bij natuurkundigen: stel je voor dat we in een vrij vallende lift zitten. Snijd het touw af dat de cockpit vasthoudt en begin te vallen. Tot we vallen, kunnen we kijken naar wat er om ons heen gebeurt. We hangen vrije missen op en kijken hoe ze zich gedragen. Ten eerste vallen ze synchroon, en we zeggen - dit is gewichtloosheid, omdat alle objecten in deze cabine en het zelf ongeveer dezelfde versnelling van de zwaartekracht voelen.

Maar na verloop van tijd zullen onze materiële punten hun configuratie beginnen te veranderen. Waarom? Omdat de onderste in het begin iets dichter bij het zwaartepunt was dan de bovenste, begint de onderste, die sterker aantrekt, de bovenste te overtreffen. En de laterale punten blijven altijd op dezelfde afstand van het zwaartepunt, maar als ze het naderen, beginnen ze elkaar te naderen, omdat versnellingen van gelijke grootte niet evenwijdig zijn. Als gevolg hiervan wordt het systeem van niet-gerelateerde objecten vervormd. Dit wordt het getij-effect genoemd.

Vanuit het oogpunt van een waarnemer die granen om zich heen heeft gestrooid en kijkt hoe individuele granen bewegen terwijl dit hele systeem op een massief object valt, kan men een concept introduceren als een veld van getijdenkrachten. Laten we deze krachten op elk punt definiëren als het vectorverschil tussen de zwaartekrachtversnelling op dit punt en de versnelling van de waarnemer of het massamiddelpunt, en als we alleen de eerste term van de expansie in de Taylorreeks nemen in termen van relatieve afstand, dan krijgen we een symmetrisch beeld: de nabije korrels liggen voor op de waarnemer, de verafgelegen korrels zullen achterblijven, d.w.z. het systeem zal zich uitstrekken langs de as die naar het zwaartekrachtobject is gericht, en langs de richtingen die er loodrecht op staan, zullen de deeltjes tegen de waarnemer worden gedrukt.

Wat denk je dat er zal gebeuren als een planeet in een zwart gat wordt getrokken? Degenen die niet naar lezingen over astronomie hebben geluisterd, denken meestal dat een zwart gat alleen materie van het oppervlak naar zich toe zal scheuren. Buiten het medeweten van hen, is het effect bijna net zo sterk op de achterkant van een vrij vallend lichaam. Die. het breekt in twee diametraal tegenovergestelde richtingen, zeker niet in één.

De gevaren van de ruimte

Om te laten zien hoe belangrijk het is om rekening te houden met het getij-effect, nemen we het internationale ruimtestation ISS. Zij valt, net als alle satellieten van de aarde, vrij in het zwaartekrachtveld (als de motoren niet zijn ingeschakeld). En het veld van de getijdekrachten eromheen is nogal tastbaar, dus als een astronaut aan de buitenkant van het station werkt, moet hij zich eraan vastbinden, en in de regel met twee kabels - voor het geval je weet nooit wat er kan gebeuren. En als hij ongebonden blijkt te zijn in die omstandigheden waar getijdekrachten hem wegtrekken van het centrum van het station, kan hij er gemakkelijk contact mee verliezen. Dit gebeurt vaak met gereedschappen, omdat je ze niet allemaal kunt knopen. Als er iets uit de handen van een astronaut valt, gaat dit object in de verte en wordt het een onafhankelijke satelliet van de aarde.

Het werkplan aan het ISS omvat tests in de ruimte van een individuele jetpack. En als zijn motor uitvalt, voeren de getijdenkrachten de astronaut weg en raken we hem kwijt. De namen van de vermisten zijn gerubriceerd.

Dit is natuurlijk een grap: zo'n incident heeft zich gelukkig nog niet voorgedaan. Maar dit had heel goed kunnen gebeuren! En het kan ooit gebeuren.

Oceaan planeet

Laten we teruggaan naar de aarde. Dit is het meest interessante object voor ons, en de getijdenkrachten die erop inwerken, zijn duidelijk voelbaar. Vanuit welke hemellichamen handelen ze? De belangrijkste is de maan, omdat deze dichtbij is. De volgende grootste impact is de zon, omdat deze enorm is. De rest van de planeten hebben ook enige invloed op de aarde, maar die is nauwelijks waarneembaar.

Om de externe gravitatie-invloed op de aarde te analyseren, wordt deze meestal weergegeven als een vaste bol bedekt met een vloeibare schaal. Dit is geen slecht model, aangezien onze planeet een beweegbare schaal heeft in de vorm van een oceaan en een atmosfeer, en al het andere is behoorlijk solide. Hoewel de aardkorst en binnenlagen een beperkte stijfheid hebben en licht getij zijn, kan hun elastische vervorming worden verwaarloosd bij het berekenen van het effect op de oceaan.

Als we de vectoren van getijdekrachten in het massamiddelpuntsysteem van de aarde tekenen, krijgen we het volgende beeld: het getijkrachtveld trekt de oceaan langs de as aarde-maan, en in het vlak dat er loodrecht op staat, duwt het het naar het aardoppervlak. centrum. Zo heeft de planeet (in ieder geval zijn beweegbare schil) de neiging om de vorm van een ellipsoïde aan te nemen. In dit geval verschijnen er twee uitstulpingen (ze worden getijdebulten genoemd) aan weerszijden van de aardbol: de ene is naar de maan gericht, de andere vanaf de maan, en in de strook ertussen verschijnt dienovereenkomstig een "uitstulping" (meer precies, het oceaanoppervlak heeft daar een lagere kromming).

Het interessantere gebeurt in de kloof - waar de getijkrachtvector de vloeibare schil langs het aardoppervlak probeert te verplaatsen. En dit is natuurlijk: als je op de ene plek de zee wilt laten stijgen, en op een andere plek - om hem te laten zakken, dan moet je het water van daar naar hier verplaatsen. En tussen hen drijven getijdenkrachten water naar het "sublunaire punt" en naar het "anti-maanpunt".

Het is heel eenvoudig om het getijeffect te kwantificeren. De zwaartekracht van de aarde probeert de oceaan bolvormig te maken, en het getijdengedeelte van de maan- en zonne-invloed - om het langs de as uit te rekken. Als we de aarde met rust zouden laten en haar vrij op de maan zouden laten vallen, zou de hoogte van de uitstulping ongeveer een halve meter bedragen, d.w.z. de oceaan stijgt slechts 50 cm boven het gemiddelde niveau. Als je op een stoomboot op open zee of oceaan vaart, is een halve meter niet waarneembaar. Dit wordt statisch getij genoemd.

In bijna elk examen kom ik een student tegen die vol vertrouwen beweert dat het getij slechts aan één kant van de aarde voorkomt - de kant die naar de maan is gericht. In de regel is dit wat een meisje zegt. Maar het gebeurt, hoewel minder vaak, dat jonge mannen zich hierin vergissen. Tegelijkertijd is de kennis van astronomie over het algemeen dieper bij meisjes. Het zou interessant zijn om de reden voor deze "tidal-gender" asymmetrie te achterhalen.

Maar om op het ondermaanse punt een uitstulping van een halve meter te creëren, moet je hier een grote hoeveelheid water destilleren. Maar het oppervlak van de aarde blijft niet stationair, het roteert snel ten opzichte van de richting naar de maan en de zon, en maakt een volledige omwenteling in een dag (en de maan draait langzaam in een baan - één omwenteling rond de aarde in bijna een maand) . Daarom loopt de getijdebult constant langs het oppervlak van de oceaan, zodat het vaste oppervlak van de aarde op een dag 2 keer onder de getijdenbobbel en 2 keer onder de eb en vloed van het oceaanniveau ligt. Laten we een schatting maken: 40 duizend kilometer (de lengte van de evenaar) per dag, dit is 463 meter per seconde. Dit betekent dat deze golf van een halve meter, als een mini-tsunami, met supersonische snelheid langs de oostkusten van de continenten in het equatoriale gebied loopt. Op onze breedtegraden bereikt de snelheid 250-300 m / s - ook best veel: hoewel de golf niet erg hoog is, kan deze vanwege traagheid een geweldig effect creëren.

Het tweede object in termen van de schaal van invloed op de aarde is de zon. Het is 400 keer verder van ons verwijderd dan de maan, maar 27 miljoen keer massiever. Daarom zijn de effecten van de maan en van de zon vergelijkbaar in grootte, hoewel de maan nog steeds iets sterker werkt: het zwaartekracht-getijde-effect van de zon is ongeveer de helft zwakker dan van de maan. Soms telt hun invloed op: dit gebeurt op een nieuwe maan, wanneer de maan tegen de achtergrond van de zon passeert, en op een volle maan - wanneer de maan aan de andere kant van de zon staat. Tegenwoordig - als de aarde, de maan en de zon op één lijn staan, en dit gebeurt elke twee weken - is het totale getij-effect anderhalf keer groter dan alleen van de maan. En na een week passeert de Maan een kwart van zijn baan en staat haaks op de Zon (een rechte hoek tussen de richtingen erop), en dan verzwakt hun invloed elkaar. Gemiddeld varieert de hoogte van de getijden op volle zee van een kwart meter tot 75 centimeter.

Getijden zijn al lang bekend bij zeilers. Wat doet de kapitein als het schip aan de grond loopt? Als je zee-avonturenromans hebt gelezen, dan weet je dat hij meteen kijkt in welke fase de maan zich bevindt, en wacht op de volgende volle maan of nieuwe maan. Dan kan het maximale getij het schip optillen en aan de grond drijven.

Kustproblemen en functies

De getijden zijn vooral belangrijk voor havenarbeiders en voor zeevarenden die hun schip in of uit de haven willen brengen. In de regel ontstaat het probleem van ondiep water nabij de kust, en zodat het de beweging van schepen niet verstoort, worden onderwaterkanalen - kunstmatige fairways - gesneden om de baai binnen te gaan. Hun diepte moet rekening houden met de hoogte van het maximale eb.

Als we op een bepaald moment naar de hoogte van de getijden kijken en lijnen van gelijke waterhoogte op de kaart tekenen, krijgen we concentrische cirkels met middelpunten op twee punten (in de ondermaan en antimaan), waar het getij maximaal is . Als het baanvlak van de maan samenvalt met het vlak van de evenaar van de aarde, dan zouden deze punten altijd langs de evenaar bewegen en in een dag (meer precies, in 24ʰ 50ᵐ 28ˢ) een volledige omwenteling maken. De Maan loopt echter niet in dit vlak, maar nabij het vlak van de ecliptica, ten opzichte waarvan de evenaar 23,5 graden helt. Daarom "loopt" het ondermaanse punt ook in breedtegraad. Dus in dezelfde haven (d.w.z. op dezelfde breedtegraad) verandert de hoogte van het maximale getij, dat zich elke 12,5 uur herhaalt, gedurende de dag, afhankelijk van de oriëntatie van de maan ten opzichte van de evenaar van de aarde.

Dit "kleine ding" is belangrijk voor de theorie van getijden. Laten we nog eens kijken: de aarde draait om zijn as en het vlak van de baan van de maan helt ernaar toe. Daarom "loopt" elke zeehaven overdag rond de pool van de aarde, eenmaal in het gebied van het hoogste tij, en na 12,5 uur - opnieuw in het gebied van het getij, maar minder hoog. Die. twee getijden gedurende de dag zijn niet gelijk in hoogte. De ene is altijd groter dan de andere, omdat het vlak van de baan om de maan niet in het vlak van de evenaar van de aarde ligt.

Voor kustbewoners is het getijeffect van levensbelang. In Frankrijk is er bijvoorbeeld een, die is verbonden met het vasteland door een asfaltweg die langs de bodem van de zeestraat is aangelegd. Er wonen veel mensen op het eiland, maar ze kunnen deze weg niet gebruiken zolang de zeespiegel hoog is. Deze weg kan slechts twee keer per dag worden afgelegd. Mensen rijden naar boven en wachten op eb als het waterpeil zakt en de weg toegankelijk wordt. Mensen reizen van en naar het werk naar de kust met behulp van een speciale getijdentabel, die voor elke nederzetting aan de kust wordt gepubliceerd. Als er geen rekening wordt gehouden met dit fenomeen, kan water langs de weg een voetganger overweldigen. Toeristen komen er gewoon en lopen om naar de bodem van de zee te kijken als er geen water is. En buurtbewoners halen iets van de bodem, soms zelfs voor eten, bijv. in feite voedt dit effect mensen.

Het leven kwam uit de oceaan dankzij de eb en vloed. Als gevolg van het eb kwamen sommige kustdieren op het zand terecht en moesten ze leren zuurstof rechtstreeks uit de atmosfeer in te ademen. Als de maan er niet was, zou het leven misschien niet zo actief de oceaan verlaten, omdat het daar in alle opzichten goed is - een thermostatische omgeving, gewichtloosheid. Maar als je plotseling de kust raakte, moest je op de een of andere manier overleven.

De kust, vooral als deze vlak is, is sterk blootgesteld bij eb. En een tijdlang verliezen mensen de mogelijkheid om hun drijvende vaartuig te gebruiken, hulpeloos liggend als walvissen op de kust. Maar hier zit iets nuttigs in, want de ebperiode kan worden gebruikt om schepen te repareren, vooral in een baai: de schepen zeilden, toen vertrok het water en ze kunnen op dit moment worden gerepareerd.

Zo is er een Bay of Fundy aan de oostkust van Canada, waarvan wordt gezegd dat het de hoogste getijden ter wereld heeft: het waterpeil kan 16 meter dalen, wat wordt beschouwd als een record voor een zeegetijde op aarde. Zeelieden hebben zich aangepast aan deze eigenschap: bij vloed brengen ze het schip naar de kust, versterken het, en als het water weggaat, hangt het schip en kan het in de bodem worden ingestort.

Lange tijd begonnen mensen de momenten en kenmerken van hoogwater te volgen en regelmatig vast te leggen om dit fenomeen te leren voorspellen. Binnenkort uitgevonden getijdenmeter- een apparaat waarbij de vlotter op en neer beweegt, afhankelijk van het zeeniveau, en de meetwaarden worden automatisch op papier getekend in de vorm van een grafiek. Overigens zijn de meetinstrumenten vanaf het moment van de eerste waarnemingen tot op de dag van vandaag nauwelijks veranderd.

Op basis van een groot aantal hydrografische gegevens proberen wiskundigen een theorie van getijden te creëren. Als je een langetermijnrecord hebt van een periodiek proces, kun je het ontbinden in elementaire harmonischen - verschillende amplitudes van een sinusoïde met meerdere perioden. En vervolgens, na het bepalen van de parameters van de harmonischen, de totale curve in de toekomst te verlengen en op basis hiervan getijdentabellen te maken. Nu worden dergelijke tabellen voor elke haven op aarde gepubliceerd, en elke kapitein die op het punt staat de haven binnen te gaan, neemt een tafel voor hem en kijkt wanneer er voldoende waterpeil voor zijn schip zal zijn.

Het beroemdste verhaal dat verband houdt met voorspellende berekeningen vond plaats tijdens de Tweede Wereldoorlog: in 1944 gingen onze bondgenoten - de Britten en Amerikanen - een tweede front openen tegen nazi-Duitsland, hiervoor was het noodzakelijk om aan de Franse kust te landen. De noordkust van Frankrijk is in dit opzicht erg onaangenaam: de kust is steil, 25-30 meter hoog, en de oceaanbodem is vrij ondiep, zodat schepen de kust alleen kunnen naderen op momenten van maximale getijden. Als ze aan de grond zouden lopen, zouden ze gewoon met kanonnen worden beschoten. Om dit te voorkomen werd een speciale mechanische (elektronische waren nog niet beschikbaar) rekenmachine gemaakt. Ze voerde een Fourier-analyse uit van tijdreeksen op zeeniveau met behulp van trommels die op hun eigen snelheid ronddraaiden, waar een metalen kabel doorheen ging, die alle termen van de Fourier-reeks samenvatte, en een veer die aan de kabel was bevestigd, schreef een grafiek van het getij hoogte versus tijd. Dit was een topgeheim werk dat de theorie van de getijden enorm vooruitbracht, omdat het mogelijk was om het moment van het hoogste tij met voldoende nauwkeurigheid te voorspellen, waardoor zware militaire transportschepen het Kanaal over zeilden en troepen aan land landden. Dus wiskundigen en geofysici hebben het leven van veel mensen gered.

Sommige wiskundigen proberen de gegevens te generaliseren naar de schaal van de hele planeet, in een poging een uniforme theorie van getijden te creëren, maar het is moeilijk om gegevens die op verschillende plaatsen zijn genomen te vergelijken, omdat de aarde het erg bij het verkeerde eind heeft. Het is slechts in een benadering van nul dat een enkele oceaan het hele oppervlak van de planeet bedekt, maar in feite zijn er continenten en verschillende zwak verbonden oceanen, en elke oceaan heeft zijn eigen frequentie van natuurlijke oscillaties.

Eerdere discussies over zeespiegelschommelingen onder invloed van de maan en de zon gingen over open oceaanruimten, waar de getijdenversnelling sterk varieert van kust tot kust. En in lokale wateren - bijvoorbeeld meren - kan het getij een merkbaar effect hebben?

Het lijkt erop dat dat niet zo zou moeten zijn, omdat op alle punten van het meer de getijdeversnelling ongeveer hetzelfde is, het verschil is klein. In het centrum van Europa ligt bijvoorbeeld het meer van Genève, het is slechts ongeveer 70 km lang en heeft niets met de oceanen te maken, maar het is al lang opgevallen dat er dagelijks aanzienlijke schommelingen in het water zijn. Waarom ontstaan ​​ze?

Ja, de getijdekracht is extreem klein. Maar het belangrijkste is dat het regelmatig is, d.w.z. treedt periodiek op. Alle natuurkundigen kennen het effect dat, wanneer een kracht periodiek wordt uitgeoefend, soms een verhoogde amplitude van oscillaties veroorzaakt. Je neemt bijvoorbeeld een kom soep in de eetkamer en. Dit betekent dat de frequentie van je stappen in resonantie is met de natuurlijke trillingen van de vloeistof in het bakje. Als we dit opmerken, veranderen we het tempo van het lopen sterk - en de soep "kalmeert". Elk waterlichaam heeft zijn eigen basisresonantiefrequentie. En hoe groter de omvang van het reservoir, hoe lager de frequentie van natuurlijke oscillaties van de vloeistof erin. Dus bij het Meer van Genève bleek zijn eigen resonantiefrequentie een veelvoud van de frequentie van de getijden te zijn, en een kleine getijde-invloed "vervaagt" het Meer van Genève, zodat het niveau aan de oevers behoorlijk verandert. Deze staande golven van een lange periode, die ontstaan ​​in ingesloten wateren, worden seiches.

Energie van de getijden

Tegenwoordig proberen ze een van de alternatieve energiebronnen te associëren met het getij-effect. Zoals ik al eerder zei, is het belangrijkste effect van getijden niet dat het water stijgt en daalt. Het belangrijkste effect is een getijstroom, die in een dag water rond de hele planeet drijft.

Op ondiepe plaatsen is dit effect erg belangrijk. In het gebied van Nieuw-Zeeland nemen kapiteins niet eens het risico schepen door sommige zeestraten te begeleiden. Zeilboten hebben er nooit kunnen passeren en moderne schepen passeren met moeite, omdat de bodem ondiep is en de getijstromen een enorme snelheid hebben.

Maar als het water eenmaal stroomt, kan deze kinetische energie worden gebruikt. En er zijn al energiecentrales gebouwd, waarin de turbines heen en weer draaien door de getij- en ebstroom. Ze zijn redelijk werkbaar. De eerste getijdencentrale (TPP) werd gemaakt in Frankrijk, het is nog steeds de grootste ter wereld, met een capaciteit van 240 MW. Vergeleken met de waterkrachtcentrale is het natuurlijk niet zo warm, maar het bedient de dichtstbijzijnde landelijke gebieden.

Hoe dichter bij de pool, hoe lager de snelheid van de vloedgolf, daarom zijn er in Rusland geen kusten met zeer krachtige getijden. Over het algemeen hebben we weinig uitgangen naar de zee, en de kust van de Noordelijke IJszee voor het gebruik van getijdenenergie is niet bijzonder winstgevend, ook omdat het getij het water van oost naar west stuwt. Toch zijn er plekken die geschikt zijn voor PES, bijvoorbeeld de Kislaya lip.

Het is een feit dat in baaien het getij altijd een groter effect heeft: de golf stormt naar binnen, stormt de baai in en wordt smaller, smaller - en de amplitude neemt toe. Een soortgelijk proces vindt plaats alsof er met de zweep wordt geklikt: eerst gaat een lange golf langzaam langs de zweep, maar dan neemt de massa van het deel van de zweep dat bij de beweging betrokken is af, waardoor de snelheid toeneemt (impuls mv aanhoudt!) en bereikt het supersonische einde tot het smalle einde, waardoor we een klik horen.

Door een experimentele Kislogubskaya TPP met een kleine capaciteit te creëren, probeerden energietechnici te begrijpen hoe efficiënt de getijden op de circumpolaire breedtegraden kunnen worden gebruikt om elektriciteit op te wekken. Het heeft geen specifieke economische betekenis. Nu is er echter een project van een zeer krachtige Russische TPP (Mezenskaya) - 8 gigawatt. Om deze kolossale capaciteit te bereiken, is het noodzakelijk om een ​​grote baai af te sluiten, die de Witte Zee scheidt van de Barentsz door een dam. Het is waar dat het zeer twijfelachtig is of dit zal gebeuren zolang we olie en gas hebben.

Verleden en toekomst van de getijden

Trouwens, waar komt de energie van de getijden vandaan? De turbine draait, er wordt elektriciteit opgewekt en welk object verliest energie?

Omdat de bron van de energie van het getij de rotatie van de aarde is, zou de rotatie moeten vertragen, aangezien we daaruit putten. Het lijkt erop dat de aarde interne energiebronnen heeft (warmte uit de darmen komt door geochemische processen en het verval van radioactieve elementen), er is iets om het verlies aan kinetische energie te compenseren. Dit is waar, maar de energieflux, die zich gemiddeld bijna uniform in alle richtingen verspreidt, kan het impulsmoment nauwelijks significant beïnvloeden en de rotatie veranderen.

Als de aarde niet zou draaien, zouden de getijdebulten precies in de richting van de maan wijzen en in de tegenovergestelde richting. Maar terwijl het ronddraait, draagt ​​het aardlichaam ze naar voren in de richting van zijn rotatie - en er is een constante discrepantie tussen de getijpiek en het ondermaanse punt van 3-4 graden. Waar leidt dit toe? De bult, die dichter bij de maan staat, wordt er sterker door aangetrokken. Deze zwaartekracht heeft de neiging om de rotatie van de aarde te vertragen. En de tegenovergestelde bult is verder van de maan, hij probeert de rotatie te versnellen, maar wordt zwakker aangetrokken, daarom heeft het resulterende krachtenmoment een remmend effect op de rotatie van de aarde.

Onze planeet verlaagt dus voortdurend zijn rotatiesnelheid (zij het niet helemaal regelmatig, in sprongen, wat wordt geassocieerd met de eigenaardigheden van massaoverdracht in de oceanen en de atmosfeer). En wat is de impact van de getijden van de aarde op de maan? De nabije getij-uitstulping trekt de maan mee, de verre daarentegen vertraagt. De eerste kracht is groter, waardoor de Maan versnelt. Weet je nog van de vorige lezing, wat gebeurt er met een satelliet die met kracht naar voren wordt getrokken in beweging? Naarmate zijn energie toeneemt, beweegt hij weg van de planeet en neemt tegelijkertijd zijn hoeksnelheid af, omdat de straal van zijn baan toeneemt. Overigens werd in de tijd van Newton een toename van de periode van de maanrevolutie rond de aarde opgemerkt.

In termen van aantallen beweegt de maan zich met ongeveer 3,5 cm per jaar van ons af, en de duur van de aardse dag neemt elke honderd jaar met een honderdste van een seconde toe. Het lijkt onzin, maar bedenk dat de aarde al miljarden jaren bestaat. Het is gemakkelijk te berekenen dat er in de dagen van de dinosauriërs ongeveer 18 uur in een dag zaten (de huidige uren natuurlijk).

Naarmate de maan zich terugtrekt, worden de getijdenkrachten kleiner. Maar het bewoog zich altijd weg, en als we terugkijken in de tijd, zullen we zien dat de maan eerder dichter bij de aarde stond, wat betekent dat de getijden hoger waren. Je kunt bijvoorbeeld schatten dat in het Archeïsche tijdperk, 3 miljard jaar geleden, de getijden een kilometer hoog waren.

Getijdenverschijnselen op andere planeten

Natuurlijk doen zich in de systemen van andere planeten met satellieten dezelfde verschijnselen voor. Jupiter is bijvoorbeeld een zeer massieve planeet met een groot aantal satellieten. De vier grootste manen (ze worden Galileïsch genoemd, omdat Galileo ze ontdekte) worden behoorlijk tastbaar beïnvloed door Jupiter. De dichtstbijzijnde van hen, Io, is volledig bedekt met vulkanen, waaronder meer dan vijftig actieve, en ze gooien "overtollige" materie 250-300 km omhoog. Deze ontdekking was nogal onverwacht: er zijn niet zulke krachtige vulkanen op aarde, maar hier is een klein lichaam ter grootte van de maan, dat lang had moeten afkoelen, maar in plaats daarvan gloeit van warmte in alle richtingen. Waar is de bron van deze energie?

De vulkanische activiteit van Io was niet voor iedereen een verrassing: zes maanden voordat de eerste sonde naar Jupiter vloog, publiceerden twee Amerikaanse geofysici een paper waarin ze de getijde-invloed van Jupiter op deze maan berekenden. Het bleek zo groot te zijn dat het het lichaam van de satelliet kan vervormen. En bij vervorming komt er altijd warmte vrij. Wanneer we een stuk koude plasticine nemen en het in onze handen beginnen te verfrommelen, wordt het na verschillende keren knijpen zacht, buigzaam. Dit gebeurt niet omdat de hand het met zijn warmte heeft verwarmd (het zal hetzelfde zijn als je het in een koude bankschroef platdrukt), maar omdat de vervorming er mechanische energie in heeft gestopt, die is omgezet in warmte.

Maar waarom verandert de vorm van de satelliet in hemelsnaam onder invloed van de getijden van Jupiter? Het lijkt erop dat, in een cirkelvormige baan bewegend en synchroon roterend, zoals onze maan, ooit een ellipsoïde werd - en er geen reden is voor latere vervormingen van de vorm? Er zijn echter andere satellieten in de buurt van Io; ze laten allemaal zijn (Io) baan een beetje heen en weer verschuiven: hij nadert Jupiter of trekt zich terug. Dit betekent dat de getijde-invloed ofwel verzwakt of versterkt, en de vorm van het lichaam verandert voortdurend. Overigens heb ik het nog niet gehad over de getijden in het vaste lichaam van de aarde: die bestaan ​​natuurlijk ook, ze zijn niet zo hoog, in de orde van een decimeter. Als je ongeveer zes uur op je plek zit, dan "loop" je dankzij de getijden ongeveer twintig centimeter ten opzichte van het middelpunt van de aarde. Deze trilling is natuurlijk niet waarneembaar voor een persoon, maar geofysische instrumenten registreren het.

In tegenstelling tot de vaste stof van de aarde, oscilleert het oppervlak van Io met een amplitude van vele kilometers voor elke omlooptijd. Een grote hoeveelheid vervormingsenergie wordt afgevoerd in de vorm van warmte en verwarmt de darmen. Overigens zijn er geen meteorietkraters op te zien, omdat vulkanen constant verse materie op het hele oppervlak werpen. Zodra zich een inslagkrater vormt, vallen over honderd jaar de producten van de uitbarsting van naburige vulkanen in slaap. Ze werken continu en zeer krachtig, hieraan zijn toegevoegd breuken in de korst van de planeet, waardoor smelten van verschillende mineralen, voornamelijk zwavel, uit de diepte stroomt. Bij hoge temperaturen wordt het donkerder, zodat de straal uit de krater er zwart uitziet. En de lichtrand van de vulkaan is een afgekoelde substantie die rond de vulkaan valt. Op onze planeet wordt materie die door een vulkaan wordt uitgestoten gewoonlijk afgeremd door lucht en valt dicht bij de ventilatieopening en vormt een kegel, maar op Io is er geen atmosfeer, en het vliegt langs een ballistische baan ver in alle richtingen. Misschien is dit een voorbeeld van het krachtigste getijde-effect in het zonnestelsel.

De tweede maan van Jupiter, Europa lijkt op ons Antarctica, het is bedekt met een continue ijskorst, hier en daar gebarsten, omdat er ook constant iets aan het vervormen is. Omdat deze maan verder van Jupiter staat, is het getij-effect hier niet zo sterk, maar het is ook behoorlijk merkbaar. Onder deze ijskorst bevindt zich een vloeibare oceaan: de foto's laten fonteinen zien die uit enkele van de open scheuren gutsen. Onder invloed van getijdekrachten kookt de oceaan, en ijsvelden drijven en botsen op het oppervlak, bijna zoals we doen in de Noordelijke IJszee en voor de kust van Antarctica. De gemeten elektrische geleidbaarheid van Europa's oceaanvloeistof geeft aan dat het zout water is. Waarom zou er geen leven zijn? Het zou verleidelijk zijn om het apparaat in een van de scheuren te laten zakken en te kijken wie daar woont.

In feite komen niet alle planeten rond. Enceladus, de maan van Saturnus, heeft bijvoorbeeld ook een ijskorst en een oceaan eronder. Maar berekeningen tonen aan dat de energie van de getijden niet genoeg is om de onderijszee in vloeibare toestand te houden. Natuurlijk heeft elk hemellichaam naast getijden andere energiebronnen - bijvoorbeeld rottende radioactieve elementen (uranium, thorium, kalium), maar op kleine planeten kunnen ze nauwelijks een rol van betekenis spelen. Dit betekent dat we iets nog niet begrijpen.

Voor sterren is het getij-effect enorm belangrijk. Waarom - daarover meer in de volgende lezing.

Zeeën en oceanen verlaten de kust twee keer per dag (eb) en naderen deze twee keer (hoogwater). In sommige wateren zijn er praktisch geen getijden, terwijl in andere het verschil tussen eb en vloed langs de kustlijn tot 16 meter kan bedragen. In principe zijn de getijden semi-dagelijks (twee keer per dag), maar op sommige plaatsen zijn ze dagelijks, dat wil zeggen dat het waterpeil slechts één keer per dag verandert (één eb en één vloed).

De eb en vloed zijn het meest merkbaar in de kuststroken, maar in feite gaan ze door de hele dikte van de oceanen en andere watermassa's. In zeestraten en andere smalle plaatsen kan eb zeer hoge snelheden bereiken - tot 15 km / u. In principe wordt het fenomeen eb en vloed beïnvloed door de maan, maar tot op zekere hoogte is ook de zon erbij betrokken. De maan staat veel dichter bij de aarde dan de zon, en daarom is haar invloed op de planeten sterker, ook al is de natuurlijke satelliet veel kleiner en draaien beide hemellichamen om de ster.

De invloed van de maan op getijden

Als de continenten en eilanden de invloed van de maan op het water niet zouden verstoren, en het hele oppervlak van de aarde was bedekt met een oceaan van gelijke diepte, dan zouden de getijden er zo uitzien. Het gebied van de oceaan, dat het dichtst bij de maan ligt, zou door de zwaartekracht naar de natuurlijke satelliet stijgen, door de middelpuntvliedende kracht zou het tegenoverliggende deel van het reservoir ook stijgen, het zou een getij zijn. Een daling van het waterpeil zou optreden in een lijn die loodrecht staat op de invloedsstrook van de Maan, in dat deel zou er eb zijn.

De zon kan ook enig effect hebben op de oceanen van de wereld. Op een nieuwe maan en een volle maan, wanneer de maan en de zon in een rechte lijn met de aarde staan, telt de aantrekkingskracht van beide armaturen op, waardoor de sterkste eb en vloed ontstaat. Als deze hemellichamen loodrecht op elkaar staan ​​ten opzichte van de aarde, dan zullen de twee aantrekkingskrachten elkaar tegenwerken en zullen de getijden het zwakst zijn, maar nog steeds in het voordeel van de maan.

De aanwezigheid van verschillende eilanden zorgt voor een grote variatie in de beweging van water bij eb en vloed. In sommige stuwmeren spelen de geul en natuurlijke obstakels in de vorm van land(eilanden) een belangrijke rol, waardoor het water ongelijkmatig in- en uitstroomt. De wateren veranderen hun positie niet alleen in overeenstemming met de zwaartekracht van de maan, maar ook afhankelijk van het terrein. In dit geval, wanneer het waterpeil verandert, zal het langs de weg van de minste weerstand stromen, maar in overeenstemming met de invloed van de nachtster.

De eb en vloed wordt tegenwoordig verondersteld te worden veroorzaakt door de aantrekkingskracht van de maan. Dus de aarde draait op de een of andere manier naar de satelliet, de maan trekt dit water naar zich toe - dat is het getij. In het gebied waar het water vertrekt - eb. De aarde draait, de eb en vloed van eb en vloed vervangen elkaar. Hier is zo'n maantheorie, waarin alles in orde is, behalve een aantal onverklaarbare feiten.

Wist u bijvoorbeeld dat de Middellandse Zee als niet-getijdengebied wordt beschouwd, maar in de buurt van Venetië en aan de Eurikos-straat in het oosten van Griekenland, kan de eb en vloed oplopen tot een meter of meer. Dit wordt beschouwd als een van de mysteries van de natuur. Italiaanse natuurkundigen ontdekten echter in het oosten van de Middellandse Zee, op een diepte van meer dan drie kilometer, een aaneenschakeling van onderwaterdraaikolken, elk met een diameter van tien kilometer. Een interessante samenloop van abnormale getijden en wervelingen, nietwaar?

Er is een regelmaat waargenomen, waar wervelingen zijn, in de oceanen, zeeën en meren, er eb en vloed zijn, en waar er geen wervelingen zijn, zijn er geen eb en vloed ... ruimte, ongeacht de rotatie van de aarde .

Als je vanuit de richting van de zon naar de aarde kijkt, draaien de wervels met de aarde mee, kantelen twee keer per dag, waardoor de as van de wervels precest (1-2 graden) en een vloedgolf creëert, die de oorzaak van eb en vloed, en de verticale beweging van oceaanwater ...

Top precessie

Gigantische oceanische maalstroom

De Middellandse Zee wordt als niet-getijdengebied beschouwd, maar in de buurt van Venetië en aan de Eurekos-straat in Oost-Griekenland kan de eb en vloed oplopen tot een meter of meer. En dit wordt beschouwd als een van de mysteries van de natuur, maar tegelijkertijd ontdekten Italiaanse natuurkundigen in het oosten van de Middellandse Zee, op een diepte van meer dan drie kilometer, een keten van onderwaterdraaikolken, elk met een diameter van tien kilometer. Hieruit kunnen we concluderen dat er langs de kust van Venetië, op een diepte van enkele kilometers, een aaneenschakeling van onderwaterdraaikolken is.

Als in de Zwarte Zee het water ronddraaide zoals in de Witte Zee, dan zouden de eb en vloed belangrijker zijn. Als een vloedgolf de baai overstroomt en de golf daar wervelt, dan zijn de eb en vloed in dit geval hoger ... De plaats van wervelingen en atmosferische cyclonen en anticyclonen in de wetenschap, op het kruispunt van oceanologie, meteorologie en hemelmechanica gyroscopen bestuderen. Het gedrag van atmosferische cyclonen en anticyclonen is, denk ik, vergelijkbaar met het gedrag van wervelingen in de oceanen.

Om dit idee te testen, heb ik op de wereldbol, waar de draaikolk zich bevindt, een ventilator bevestigd, in plaats van bladen heb ik metalen ballen op veren geplaatst. Hij zette de ventilator aan (whirlpool) terwijl hij tegelijkertijd de wereldbol zowel om de as als om de zon draaide, en kreeg een imitatie van eb en vloed.

De aantrekkelijkheid van deze hypothese is dat deze behoorlijk overtuigend wordt geverifieerd door een whirlpoolventilator die aan de wereldbol is bevestigd. De gevoeligheid van de whirlpoolgyroscoop is zo hoog dat de globe extreem langzaam moet worden gedraaid (één omwenteling in 5 minuten). En als de gyroscoop-vortex op een wereldbol is geïnstalleerd, aan de monding van de Amazone-rivier, dan zal deze zonder twijfel de exacte mechanica van de eb en vloed van de Amazone-rivier laten zien. Wanneer alleen de bol rond de as draait, kantelt de gyroscoop-vortex in één richting en staat hij roerloos, en als de globe langs zijn baan wordt bewogen, begint de vortex-horoscoop te fluctueren (precessie) en geeft twee eb en vloed per dag .

Twijfels over de aanwezigheid van precessie in de wervels, als gevolg van langzame rotatie, worden weggenomen door de hoge snelheid van het kantelen van de wervels, in 12 uur .. En vergeet niet dat de omloopsnelheid van de aarde dertig keer groter is dan de omloopsnelheid van de maan.

Het globe-experiment is overtuigender dan de theoretische beschrijving van de hypothese. De drift van de draaikolken wordt ook geassocieerd met het effect van een gyroscoop - een draaikolk, en afhankelijk van op welk halfrond de draaikolk zich bevindt en in welke richting de draaikolk rond zijn as draait, hangt de richting van de draaikolkdrift af.

Diskette

Kantelbare gyroscoop

Gyroscoop ervaring

Oceanologen in het midden van de oceaan meten in feite niet de hoogte van de vloedgolf, maar de golf die wordt gecreëerd door het gyroscopische effect van de draaikolk die wordt gecreëerd door de precessie, de rotatie-as van de draaikolk. En alleen draaikolken kunnen de aanwezigheid van een getijbult aan de andere kant van de aarde verklaren. Er is geen gedoe in de natuur, en als draaikolken bestaan, dan hebben ze een doel in de natuur, en dit doel is, geloof ik, de verticale en horizontale vermenging van oceaanwater, om de temperatuur en het zuurstofgehalte in de oceanen van de wereld gelijk te maken.

En de maangetijden zouden, als ze bestonden, de oceanische wateren niet mengen. De wervelingen voorkomen tot op zekere hoogte dat de oceanen dichtslibben. Als een paar miljard jaar geleden de aarde sneller draaide, dan waren de wervelingen actiever. De Marianentrog en de Marianen zijn volgens mij het resultaat van de draaikolk.

De eb- en vloedkalender bestond al lang voordat de vloedgolf werd ontdekt. Zoals er was, en de gebruikelijke kalender, vóór Ptolemaeus, en na Ptolemaeus, en vóór Copernicus, en na Copernicus. Tegenwoordig zijn er ook onbegrijpelijke vragen over de eigenaardigheden van de getijden. Dus op sommige plaatsen (Zuid-Chinese Zee, Perzische Golf, Golf van Mexico en Siam) is er maar één vloed per dag. In sommige delen van de aarde (bijvoorbeeld in de Indische Oceaan) is er een of twee getijden per dag.

500 jaar geleden, toen het idee van eb en vloed zich vormde, hadden denkers niet genoeg technische middelen om dit idee te testen en was er weinig bekend over de draaikolken in de oceanen. En vandaag is dit idee, met zijn aantrekkelijkheid en aannemelijkheid, zo ingebakken in de hoofden van het publiek en denkers dat het niet gemakkelijk zal zijn om het te verlaten.

Waarom is er elk jaar en elk decennium op dezelfde kalenderdag (bijvoorbeeld 1 mei) aan de mondingen van rivieren en baaien geen identieke vloedgolf? Ik veronderstel dat de wervelingen in de mondingen van rivieren en baaien afdrijven en van grootte veranderen.

En als de oorzaak van de vloedgolf de zwaartekracht van de maan was, zou de hoogte van de eb en vloed millennia lang niet veranderen. Er wordt aangenomen dat een vloedgolf die van oost naar west beweegt, wordt gecreëerd door de aantrekkingskracht van de maan, en de golf overstroomt de baaien en estuaria. Maar waarom, de monding van de Amazone stroomt goed en de baai van La Plata, die ten zuiden van de Amazone ligt, stroomt niet erg goed, hoewel de baai van La Plata in alle opzichten meer zou moeten overstromen dan de Amazone.

Ik veronderstel dat een vloedgolf aan de monding van de Amazone één draaikolk creëert, en voor de monding van La creëert de plaat een vloedgolf, een andere draaikolk, minder krachtig (diameter, hoogte, omwentelingen).

De maalstroom van de Amazone

De vloedgolf stort met een snelheid van ongeveer 20 kilometer per uur in de Amazone, de golfhoogte is ongeveer vijf meter, de golfbreedte is tien kilometer. Deze parameters zijn meer geschikt voor de vloedgolf die ontstaat door de whirlpoolprecessie. En als het een maanvloedgolf zou zijn, dan zou hij neerstorten met een snelheid van enkele honderden kilometers per uur, en de breedte van de golf zou ongeveer duizend kilometer zijn.

Er wordt aangenomen dat als de diepte van de oceaan 20 kilometer was, de maangolf zou bewegen zoals het zou moeten zijn 1600 km Uur, ze zeggen dat de ondiepe oceaan ermee interfereert. En nu stort het neer in de Amazone met een snelheid van 20 km / uur en in de Fuchunjiang-rivier met een snelheid van 40 km / uur. Twijfelachtige wiskunde, denk ik.

En als de maangolf zo langzaam beweegt, waarom is de getijdebult dan in de afbeeldingen en animaties altijd naar de maan gericht, de maan draait veel sneller. En het is niet duidelijk waarom, de waterdruk verandert niet, onder de getijbult, op de bodem van de oceaan ... Er zijn zones in de oceanen waar er geen eb en vloed is (amfidromische punten).

Amfidrome punt

M2 getij, getijhoogte in kleur weergegeven. Witte lijnen zijn cotidale lijnen met een fase-interval van 30°. Amfidromische punten zijn donkerblauwe gebieden waar witte lijnen samenkomen. Pijlen rond deze punten geven de richting van de "sweep" aan.Een amfidroom punt is een punt in de oceaan waar de amplitude van een vloedgolf nul is. De getijhoogte neemt toe met de afstand tot het amfidromische punt. Soms worden deze punten getijdenknooppunten genoemd: de vloedgolf "loopt" rond dit punt met de klok mee of tegen de klok in. Op deze punten komen de cotidale lijnen samen. Amfidromische punten ontstaan ​​door de interferentie van de primaire vloedgolf en zijn reflecties van de kustlijn en onderwaterobstakels. Ook de Corioliskracht draagt ​​bij.

Hoewel ze zich voor de vloedgolf in een gunstige zone bevinden, geloof ik dat in deze zones de wervelingen extreem langzaam draaien. Er wordt aangenomen dat de maximale eb en vloed plaatsvinden in de nieuwe maan, omdat de maan en de zon de zwaartekracht in dezelfde richting op de aarde uitoefenen.

Ter referentie: een gyroscoop is een apparaat dat door rotatie anders reageert op externe krachten dan een stilstaand object. De eenvoudigste gyroscoop is een zweefmolen. Door de tol op een horizontaal oppervlak te draaien en het oppervlak te kantelen, zult u merken dat de tol de horizontale torsie behoudt.

Maar aan de andere kant, bij nieuwe maan is de omloopsnelheid van de aarde maximaal en bij volle maan minimaal, en de vraag rijst welke van de redenen de sleutel is. De afstand van de aarde tot de maan is 30 diameters van de aarde, het naderen en verwijderen van de maan van de aarde is 10 procent, dit kan worden vergeleken door een kasseien en een kiezelsteen op uitgestrekte handen te nemen en in en uit te zoomen door 10 procent, zijn de eb en vloed die mogelijk zijn met dergelijke wiskunde. Er wordt aangenomen dat bij nieuwe maan de continenten tegen een getijdebult aanlopen, met een snelheid van ongeveer 1600 kilometer per uur, is dit mogelijk.

Er wordt aangenomen dat getijdekrachten de rotatie van de maan hebben gestopt, en nu draait het synchroon. Maar er zijn meer dan driehonderd bekende satellieten, en waarom ze allemaal op hetzelfde moment stopten, en waar ging de kracht die de satellieten ronddraaide heen ... De zwaartekracht tussen de zon en de aarde is niet afhankelijk van de baansnelheid van de aarde , en de middelpuntvliedende kracht hangt af van de omloopsnelheid van de aarde, en dit feit kan niet de oorzaak zijn van de eb en vloed van de maan.

Om eb en vloed te noemen, het fenomeen van horizontale en verticale beweging van oceanische wateren, is niet helemaal waar, omdat de meeste wervelingen geen contact maken met de oceaankustlijn ... Als je vanuit de zon naar de aarde kijkt, zijn de wervelingen die aan de middernacht- en middagzijde van de aarde actiever zijn, omdat ze zich in de relatieve bewegingszone bevinden.

En wanneer de draaikolk de zone van schemering en dageraad binnengaat en een rand naar de zon wordt, dan valt de draaikolk in de macht van de Coriolis-krachten en zakt weg. Bij een nieuwe maan nemen de eb en vloed toe omdat de omloopsnelheid van de aarde maximaal is ...

Ingezonden door de auteur: Yusup Khizirov

De inhoud van het artikel

Eb en vloed, periodieke fluctuaties in het waterpeil (stijgingen en dalingen) in watergebieden op aarde, die worden veroorzaakt door de aantrekkingskracht van de maan en de zon die inwerken op de draaiende aarde. Alle grote watergebieden, inclusief oceanen, zeeën en meren, zijn min of meer vatbaar voor eb en vloed, hoewel ze klein zijn op meren.

Omkeerbare waterval

(omgekeerde richting) is een ander fenomeen dat verband houdt met riviergetijden. Een typisch voorbeeld is de waterval aan de St. John River (New Brunswick, Canada). Hier, langs een smalle kloof, dringt het water bij vloed binnen in een bassin dat zich boven de lage waterstand bevindt, maar iets onder de hoge waterstand in dezelfde kloof. Zo ontstaat er een barrière, waardoor het water een waterval vormt. Bij eb stroomt de waterstroom stroomafwaarts door de versmalde doorgang en vormt, over de onderwaterrichel heen, een gewone waterval. Bij vloed valt een steile golf die de kloof binnendringt als een waterval in het bovenliggende bassin. De tegenstroom gaat door totdat de waterstanden aan beide zijden van de drempel gelijk zijn en het getij begint. Daarna wordt de stroomafwaartse waterval weer hersteld. De gemiddelde daling van het waterpeil in de kloof is ca. 2,7 m, echter, bij de hoogste getijden kan de hoogte van de directe waterval 4,8 m overschrijden, en de omkeerbare - 3,7 m.

De grootste amplitudes van getijden.

'S Werelds hoogste getij wordt gegenereerd door sterke stromingen in Minas Bay in de Bay of Fundy. Getijdeschommelingen worden hier gekenmerkt door een normaal verloop met een halfdaagse periode. Het waterpeil stijgt bij vloed vaak met meer dan 12 meter in zes uur en daalt dan in de volgende zes uur met dezelfde hoeveelheid. Wanneer het syzygy-tij, de positie van de maan in perigeum en de maximale declinatie van de maan op één dag vallen, kan het getijniveau 15 m. de top van de baai bereiken.

Wind en weer.

Wind heeft een significant effect op getijdengebeurtenissen. De wind van zee stuwt het water naar de kust, de getijhoogte stijgt boven normaal en bij eb overschrijdt ook het waterpeil het gemiddelde. Integendeel, wanneer de wind van het land waait, wordt het water van de kust weggedreven en daalt de zeespiegel.

Door de toename van de atmosferische druk over een groot gebied, daalt het waterpeil, naarmate het bovenliggende gewicht van de atmosfeer wordt toegevoegd. Wanneer de atmosferische druk stijgt met 25 mm Hg. Art., daalt het waterpeil met ongeveer 33 cm Een daling van de atmosferische druk veroorzaakt een overeenkomstige stijging van het waterpeil. Een scherpe daling van de atmosferische druk, in combinatie met orkaankracht, kan dus leiden tot een merkbare stijging van het waterpeil. Dergelijke golven, hoewel ze vloedgolven worden genoemd, worden eigenlijk niet geassocieerd met de invloed van getijdenkrachten en hebben niet de periodiciteit die kenmerkend is voor getijdenverschijnselen. De vorming van deze golven kan worden geassocieerd met orkaankracht, of met aardbevingen onder water (in het laatste geval worden ze seismische zeegolven of tsunami's genoemd).

Gebruik makend van de energie van de getijden.

Er zijn vier methoden ontwikkeld om getijdenenergie te benutten, maar de meest praktische is het creëren van een getijdenbekkensysteem. Tegelijkertijd wordt in het sluizenstelsel gebruik gemaakt van fluctuaties in het waterpeil die samenhangen met getijdenverschijnselen, zodat het niveauverschil constant wordt gehandhaafd, waardoor energie kan worden gewonnen. Het vermogen van getijdencentrales is direct afhankelijk van de oppervlakte van de ingesloten bassins en het potentiaal niveauverschil. De laatste factor is op zijn beurt een functie van de getijamplitude. Het haalbare niveauverschil is verreweg het belangrijkst voor de opwekking van elektriciteit, al zijn de kosten van de voorzieningen afhankelijk van de oppervlakte van de zwembaden. Momenteel zijn er grote getijdencentrales actief in Rusland op het Kola-schiereiland en in Primorye, in Frankrijk in de monding van de Rance-rivier, in China bij Shanghai, en ook in andere regio's van de wereld.

Tabel: Informatie over getijden in sommige havens van de wereld

INFORMATIE OVER GETIJDEN IN SOMMIGE HAVENS VAN DE WERELD
Haven	Interval tussen getijden		Gemiddelde getijhoogte, m	Syzygy getijhoogte, m
	H	min
M. Morris Jesep, Groenland, Denemarken	10	49	0,12	0,18
Reykjavik, IJsland	4	50	2,77	3,66
R. Coxoac, Straat Hudson, Canada	8	56	7,65	10,19
St. John's, Newfoundland, Canada	7	12	0,76	1,04
Barntko, Bay of Fundy, Canada	0	09	12,02	13,51
Portland, st. Maine, VS	11	10	2,71	3,11
Boston, st. Massachusetts, VS	11	16	2,90	3,35
New York, st. New York, VS	8	15	1,34	1,62
Baltimore, st. Maryland, VS	6	29	0,33	0,40
Miami Beach, st. Florida, VS	7	37	0,76	0,91
Galveston, st. Texas, VS	5	07	0,30	0,43*
O. Maraca, Brazilië	6	00	6,98	9,15
Rio de Janeiro, Brazilië	2	23	0,76	1,07
Callao, Peru	5	36	0,55	0,73
Balboa, Panama	3	05	3,84	5,00
San Francisco, st. Californië, VS	11	40	1,19	1,74*
Seattle, Washington, VS	4	29	2,32	3,45*
Nanaimo, Brits-Columbia, Canada	5	00	...	3,42*
Sitka, Alaska, VS	0	07	2,35	3,02*
Zonsopgang, Cook Bay Alaska, VS	6	15	9,24	10,16
Honolulu, st. Hawaï, VS	3	41	0,37	0,58*
Papeete, ongeveer. Tahiti, Frans Polynesië	...	...	0,24	0,33
Darwin, Australië	5	00	4,39	6,19
Melbourne, Australië	2	10	0,52	0,58
Rangoon, Myanmar	4	26	3,90	4,97
Zanzibar, Tanzania	3	28	2,47	3,63
Kaapstad, Zuid-Afrika	2	55	0,98	1,31
Gibraltar, Vlad. Groot Brittanië	1	27	0,70	0,94
Granville, Frankrijk	5	45	8,69	12,26
Lit, VK	2	08	3,72	4,91
Londen, Groot-Brittannië	1	18	5,67	6,56
Dover, VK	11	06	4,42	5,67
Avonmouth, VK	6	39	9,48	12,32
Ramsey, oh. Maine, VK	10	55	5,25	7,17
Oslo, Noorwegen	5	26	0,30	0,33
Hamburg, Duitsland	4	40	2,23	2,38
* Dagelijkse amplitude van het getij.

Literatuur:

V. V. Shuleikin Fysica van de zee. M., 1968
Harvey J. Sfeer en oceaan. M., 1982
Drake C., Imbrie J., Knaus J., Turekian K. De oceaan zelf en voor ons. M., 1982