Dalğaların axması və axması haqqında məlumat verin. Ayın gelgitlərin axmasına və axmasına təsiri

İki il əvvəl mən Hind okeanının sahilində, gözəl Seylon adasında tətildə idim. Kiçik otelim okeandan cəmi 50 metr aralıda idi. Hər gün okeanın bütün güclü hərəkətini və təlatümlü həyatını öz gözlərimlə müşahidə edirdim. Bir səhər tezdən sahildə dayandım, dalğalara baxdım və okeanın bu qədər güclü titrəyişinə, onun gündəlik enişlərinə və axınlarına nə güc verdiyini düşünürdüm.

Ebb və axına güc verən nədir

Cazibə qüvvəsi bütün cisimlərin hərəkətinə bərabər təsir göstərir. Bəs cazibə qüvvəsi okeanlarda gelgitlərə, su isə Afrikada suya səbəb olursa, niyə göllərdə gelgit yoxdur? Hmm, bildiyimiz hər şeyin səhv olduğunu düşünsək nə olar? Elm aləmindən bir çox ağıllı adamlar bunu belə izah edirlər. A nöqtəsində Yerin cazibə qüvvəsi B nöqtəsindən daha zəifdir. Yerin cazibə qüvvəsinin xalis təsiri okeanı uzadır. Bundan sonra əks tərəflərdə şişir.

Bəli, həqiqətən də faktlar realdır və A və B nöqtələrində Ayın cazibə qüvvəsində fərq var.

Anlaşılmazlıq qabarıqlıqların izahındadır. Bəlkə də cazibə fərqlərinə görə görünmürlər. Ancaq səbəblər daha az aydındır və onlar qarışıqdırlar. Bu, daha çox su sütununun müxtəlif yerlərində kümülatif təzyiqə aiddir. Ay isə Yeri planet miqyasında hidravlik nasosa çevirir və su özünü mərkəzə doğru sıxaraq şişir. Buna görə də dalğa hərəkətinin başlaması üçün ən kiçik zərbə belə kifayətdir.

Gelgitlər haqqında bir az daha çox

Ancaq niyə başqa bir su yığılmasında olmadıqlarını başa düşmək istərdim:

• insan bədənində (80% sudan ibarətdir);
• dolu hamamda;
• göllərdə;
• qəhvə fincanlarında və s.

Çox güman ki, okeandakından daha aşağı təzyiq və zəif hidravlikaya görə. Okeandan fərqli olaraq, bunların hamısı kiçik su yığılmalarıdır. Gölün sahəsi, stəkan və qalan hissəsi suyun səviyyəsini dəyişdirərək dalğalar yaratmaq üçün minimum təzyiq üçün kifayət deyil.

Böyük göllər mini gelgitlər üçün təzyiq yarada bilər. Ancaq küləklər və sıçrayışlar böyük dalğalar yaratdığından, biz onları sadəcə hiss etmirik. Tides hər yerdə əmələ gəlir, onlar sadəcə çox mikroskopikdir.

Okeanların və dənizlərin səth səviyyəsi vaxtaşırı dəyişir, təxminən gündə iki dəfə. Bu dalğalanmalara ebb və flow deyilir. Yüksək gelgit zamanı okean səviyyəsi tədricən yüksəlir və ən yüksək mövqeyə çatır. Aşağı gelgitdə səviyyə tədricən ən aşağı səviyyəyə enir. Yüksək gelgitdə su sahillərə doğru axır, aşağı gelgitdə - sahillərdən uzaqlaşır.

Dalğaların axması və axması dayanır. Onlar Günəş kimi kosmik cisimlərin təsiri nəticəsində əmələ gəlir. Kosmik cisimlərin qarşılıqlı təsir qanunlarına görə, planetimiz və Ay qarşılıqlı olaraq bir-birini cəlb edir. Ayın cazibə qüvvəsi o qədər güclüdür ki, okeanın səthi ona doğru əyilir. Ay Yer ətrafında hərəkət edir və onun arxasında okeanın o tayında bir gelgit dalğası "qaçır". Bir dalğa sahilə çatdıqda, bu, gelgitdir. Bir az vaxt keçəcək, su Ayı izləyəcək və sahildən uzaqlaşacaq - bu, aşağı gelgitdir. Eyni ümumbəşəri kosmik qanunlara görə, Günəşin cazibəsindən aşağı enmələr və axınlar da əmələ gəlir. Bununla belə, Günəşin gelgit gücü, uzaqlığına görə, Aydan əhəmiyyətli dərəcədə azdır və Ay olmasaydı, Yerdəki gelgitlər 2,17 dəfə az olardı. Gelgit qüvvələrinin izahı ilk dəfə Nyuton tərəfindən verilmişdir.

Dalğalar bir-birindən müddəti və böyüklüyü ilə fərqlənir. Çox vaxt gün ərzində iki yüksək gelgit və iki aşağı gelgit var. Şərqi və Mərkəzi Amerikanın qövsləri və sahillərində gündə bir yüksək gelgit və bir aşağı gelgit olur.

Gelgitlərin miqyası onların dövründən daha müxtəlifdir. Nəzəri olaraq, bir ay gelgiti 0,53 m, günəş - 0,24 m-ə bərabərdir.Beləliklə, ən böyük gelgit 0,77 m hündürlüyə malik olmalıdır.Açıq okeanda və adaların yaxınlığında, gelgit dəyəri nəzəri cəhətdən olduqca yaxındır: Havayda Adalar - 1 m , Müqəddəs Yelena adasında - 1,1 m; adalarda - 1,7 m Qitələrdə gelgitlərin böyüklüyü 1,5 ilə 2 m arasında dəyişir.Daxili dənizlərdə gelgitlər çox əhəmiyyətsizdir: - 13 sm, - 4,8 sm.Talsız hesab olunur, lakin Venesiya yaxınlığında gelgitlər 1 m-ə qədərdir.Ən böyük gelgitlər aşağıdakılardır:

Fundy körfəzində () gelgit 16-17 m yüksəkliyə çatdı.Bu, bütün yer kürəsində ən yüksək gelgitdir.

Şimalda, Penjinskaya körfəzində, gelgit hündürlüyü 12-14 m-ə çatdı.Bu, Rusiya sahillərindəki ən yüksək gelgitdir. Bununla belə, yuxarıdakı gelgit rəqəmləri qayda deyil, istisnadır. Gelgit səviyyəsinin ölçülməsi nöqtələrinin böyük əksəriyyətində onlar kiçikdir və nadir hallarda 2 m-dən çox olur.

Dəniz naviqasiyası və limanların tikintisi üçün gelgitlərin əhəmiyyəti çox böyükdür. Hər bir gelgit dalğası böyük miqdarda enerji daşıyır.

Suyun qalxması və enməsi var. Bu, dənizin axması və axması hadisəsidir. Artıq qədim zamanlarda müşahidəçilər gelgitin Ayın müşahidə yerində kulminasiya nöqtəsindən bir müddət sonra gəldiyini fərq etdilər. Üstəlik, gelgitlər Ayın və Günəşin mərkəzlərinin təxminən eyni düz xətt üzərində yerləşdiyi yeni və tam ay günlərində ən güclüdür.

Bunu nəzərə alan İ.Nyuton gelgitləri Ay və Günəşdən gələn cazibə qüvvəsinin təsiri ilə, yəni Yerin müxtəlif hissələrinin Ay tərəfindən müxtəlif yollarla cəlb edilməsi ilə izah etmişdir.

Yer öz oxu ətrafında Ayın Yer ətrafında fırlanmasından çox daha sürətli fırlanır. Nəticədə, gelgit donqarı (Yerin və Ayın nisbi mövqeyi Şəkil 38-də göstərilmişdir) hərəkət edir, gelgit dalğası Yer üzərində keçir və gelgit cərəyanları yaranır. Dalğa sahilə yaxınlaşdıqca dibi qalxdıqca dalğanın hündürlüyü artır. Daxili dənizlərdə gelgit dalğasının hündürlüyü cəmi bir neçə santimetr, açıq okeanda isə təxminən bir metrə çatır. Əlverişli yerləşmiş dar körfəzlərdə gelgitin hündürlüyü bir neçə dəfə artır.

Suyun dibinə sürtünməsi, eləcə də Yerin bərk qabığının deformasiyası, Yer-Ay sistemindən enerjinin dağılmasına səbəb olan istilik buraxılması ilə müşayiət olunur. Tidal donqar şərqdə olduğundan, maksimum gelgit Ayın kulminasiya nöqtəsindən sonra baş verir, donqarın cəlb edilməsi Ayın sürətlənməsinə və Yerin fırlanmasının yavaşlamasına səbəb olur. Ay tədricən Yerdən uzaqlaşır. Həqiqətən də, geoloji məlumatlar göstərir ki, Yura dövründə (190-130 milyon il əvvəl) gelgitlər daha çox olub və günlər daha qısa olub. Qeyd edək ki, Aya olan məsafə 2 dəfə azaldıqda selin hündürlüyü 8 dəfə artır. Hazırda gün hər il 0,00017 s artır. Beləliklə, təxminən 1,5 milyard ildən sonra onların uzunluğu 40 müasir günə qədər artacaq. Bir ay eyni uzunluqda olacaq. Nəticədə, Yer və Ay həmişə bir-birinə eyni tərəflə baxacaqlar. Bundan sonra Ay tədricən Yerə yaxınlaşmağa başlayacaq və daha 2-3 milyard ildən sonra gelgit qüvvələri tərəfindən parçalanacaq (əlbəttə ki, o vaxta qədər Günəş sistemi hələ də mövcuddursa).

Ayın gelgitə təsiri

Nyutonun ardınca, Ayın cazibəsinin yaratdığı gelgitləri daha ətraflı nəzərdən keçirək, çünki Günəşin təsiri əhəmiyyətli dərəcədə (2,2 dəfə) azdır.

Kosmosun müəyyən nöqtəsində bütün cisimlər üçün bu sürətlərin eyni olduğunu nəzərə alaraq Yerin müxtəlif nöqtələri üçün Ayın cazibəsindən yaranan sürətlənmələrin ifadələrini yazaq. Sistemin kütlə mərkəzi ilə əlaqəli inertial istinad sistemində sürətlənmə dəyərləri olacaq:

A A = -GM / (R - r) 2 , a B = GM / (R + r) 2 , a O = -GM / R 2 ,

Harada a A, a O, a B— nöqtələrdə Ayın cəlb edilməsi nəticəsində yaranan sürətlənmələr A, O, B(Şəkil 37); M— Ayın kütləsi; r— Yerin radiusu; R- Yerin və Ayın mərkəzləri arasındakı məsafə (hesablamalar üçün 60-a bərabər götürülə bilər) r); G— qravitasiya sabiti.

Ancaq biz Yerdə yaşayırıq və bütün müşahidələri Yerin kütlə mərkəzi - Ay ilə deyil, Yerin mərkəzi ilə əlaqəli bir istinad sistemində aparırıq. Bu sistemə keçmək üçün bütün sürətlənmələrdən Yerin mərkəzinin sürətini çıxmaq lazımdır. Sonra

A’ A = -GM ☾ / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 , a’ B = -GM ☾ / (R + r) 2 + GM / R 2 .

Mötərizədə olan hərəkətləri yerinə yetirək və bunu nəzərə alaq r ilə müqayisədə azdır R cəmlərdə və fərqlərdə isə laqeyd qala bilər. Sonra

A’ A = -GM / (R - r) 2 + GM ☾ / R 2 = GM ☾ (-2Rr + r 2) / R 2 (R - r) 2 = -2GM ☾ r / R 3 .

Sürətlənmə a’A Və a’B böyüklüyü ilə eyni, istiqaməti əks, hər biri Yerin mərkəzindən yönəldilmişdir. Onlar çağırılır gelgit sürətlənməsi. Nöqtələrdə C Və D gelgit sürətlənmələri böyüklük baxımından daha kiçikdir və Yerin mərkəzinə doğru yönəlir.

Gelgit sürətlənmələri bu cismin sonlu ölçülərinə görə onun müxtəlif hissələrinin narahat edən cisim tərəfindən fərqli şəkildə cəlb edilməsi səbəbindən cisimlə əlaqəli istinad çərçivəsində yaranan sürətlənmələrdir. Nöqtələrdə A Və B cazibə sürətinin nöqtələrdən daha az olduğu ortaya çıxır C Və D(Şəkil 37). Nəticə etibarı ilə, bu nöqtələrdə eyni dərinlikdə təzyiqin eyni olması üçün (əlaqə verən gəmilərdə olduğu kimi) su yuxarı qalxmalı və sözdə gelgit donqarını meydana gətirməlidir. Hesablamalar göstərir ki, açıq okeanda suyun və ya gelgitin qalxması təqribən 40 sm-dir.Sahil sularında isə daha böyükdür və rekord təxminən 18 m-dir.Nyuton nəzəriyyəsi bunu izah edə bilməz.

Bir çox xarici dənizlərin sahillərində maraqlı bir mənzərəni görə bilərsiniz: balıq torları sudan çox uzaqda sahil boyunca uzanır. Üstəlik, bu torlar qurutmaq üçün deyil, balıq tutmaq üçün quraşdırılıb. Sahildə qalıb dənizə baxsanız, hər şey aydınlaşacaq. İndi su qalxmağa başlayır və bir neçə saat əvvəl qum zolağı olan yerdə dalğalar sıçrayır. Su çəkiləndə torlar peyda oldu, içərisində dolaşıq balıq pulcuqlarla parıldadı. Balıqçılar torları dövrə vuraraq ovlarını çıxarıblar. Saytdan material

Bir hadisə şahidi dalğanın başlanğıcını belə təsvir edir: "Biz dənizə çatdıq" dedi bir yoldaş mənə. Çaşqınlıqla ətrafa baxdım. Qarşımda həqiqətən bir sahil var idi: dalğaların izi, suitilərin yarı basdırılmış cəsədi, nadir ağac parçaları, mərmi parçaları. Və sonra düz bir genişlik var idi... və dəniz yox idi. Amma təxminən üç saatdan sonra üfüqün hərəkətsiz xətti nəfəs almağa başladı və həyəcanlandı. İndi də onun arxasında dəniz dalğası parıldamağa başladı. Gelgit boz səth boyunca idarə olunmadan irəli yuvarlandı. Bir-birini ötüb keçən dalğalar sahilə qaçdı. Bir-birinin ardınca uzaq qayalar batdı - ətrafda yalnız su görünür. Üzümə duzlu sprey atır. Ölü düzənlik əvəzinə suların genişliyi mənim qarşımda yaşayır və nəfəs alır”.

Qunişəkilli plana malik körfəzə gelgit dalğası daxil olduqda, körfəzin sahilləri sanki onu sıxışdırır və dalğanın hündürlüyünün bir neçə dəfə artmasına səbəb olur. Beləliklə, Şimali Amerikanın şərq sahillərindəki Fundi körfəzində gelgit hündürlüyü 18 m-ə çatır.Avropada ən yüksək gelgitlər (13,5 metrə qədər) Saint-Malo şəhəri yaxınlığındakı Brittanidə baş verir.

Çox tez-tez bir gelgit dalğası estuarlara daxil olur

Göy cisimlərinə təsir edən qüvvələr və bunun yaratdığı təsirlər haqqında söhbətə davam edək. Bu gün mən gelgitlər və qeyri-qravitasiya pozğunluqları haqqında danışacağam.

Bu nə deməkdir – “qravitasiya olmayan pozuntular”? Təhlükələrə adətən böyük, əsas qüvvəyə kiçik düzəlişlər deyilir. Yəni, bir cismə təsiri cazibə qüvvələrindən qat-qat az olan bəzi qüvvələr haqqında danışacağıq.

Təbiətdə cazibə qüvvəsindən başqa hansı qüvvələr mövcuddur? Güclü və zəif nüvə qarşılıqlı təsirlərini bir kənara qoyaq, onlar yerli təbiətlidirlər (son dərəcə qısa məsafələrdə hərəkət edirlər). Lakin elektromaqnetizm, bildiyimiz kimi, cazibə qüvvəsindən qat-qat güclüdür və bir o qədər də uzanır - sonsuz. Ancaq əks işarələrin elektrik yükləri adətən balanslaşdırılmış olduğundan və qravitasiya "yükü" (rolunu kütlə ilə oynayan) həmişə eyni işarədə olduğundan, kifayət qədər böyük kütlələrlə, əlbəttə ki, cazibə ön plana çıxır. Beləliklə, reallıqda elektromaqnit sahəsinin təsiri altında səma cisimlərinin hərəkətindəki pozuntulardan danışacağıq. Daha çox variant yoxdur, baxmayaraq ki, hələ də qaranlıq enerji var, amma bu barədə daha sonra, kosmologiya haqqında danışarkən danışacağıq.

Mən izah etdiyim kimi, Nyutonun sadə cazibə qanunu F = G∙M∙m/R² astronomiyada istifadə etmək çox rahatdır, çünki əksər cisimlər sferik formaya yaxındır və bir-birindən kifayət qədər uzaqdır ki, hesablayarkən onları nöqtələrlə - bütün kütlələrini ehtiva edən nöqtə cisimləri ilə əvəz etmək olar. Ancaq qonşu cisimlər arasındakı məsafə ilə müqayisə edilə bilən sonlu ölçülü bir cisim, buna baxmayaraq, müxtəlif hissələrində müxtəlif qüvvə təsirləri yaşayır, çünki bu hissələr cazibə mənbələrindən fərqli olaraq yerləşir və bunu nəzərə almaq lazımdır.

Cazibə əzilir və parçalanır

Gelgit effektini hiss etmək üçün gəlin fiziklər arasında məşhur olan düşüncə təcrübəsini edək: özümüzü sərbəst düşən liftdə təsəvvür edək. Kabinanı tutan ipi kəsib düşməyə başlayırıq. Yıxılmadan əvvəl ətrafımızda baş verənləri izləyə bilərik. Azad kütlələri asırıq, necə davrandıqlarını müşahidə edirik. Əvvəlcə onlar sinxron şəkildə düşürlər və biz deyirik ki, bu çəkisizlikdir, çünki bu kabinədəki bütün obyektlər və onun özü təxminən eyni sərbəst düşmə sürətini hiss edir.

Lakin zaman keçdikcə maddi nöqtələrimiz öz konfiqurasiyasını dəyişməyə başlayacaq. Niyə? Başlanğıcda aşağı olan yuxarıdan cazibə mərkəzinə bir az daha yaxın olduğundan, aşağı olan daha güclü cəlb olunaraq yuxarıdan üstün olmağa başlayır. Yan nöqtələr həmişə ağırlıq mərkəzindən eyni məsafədə qalır, lakin ona yaxınlaşdıqca bir-birinə yaxınlaşmağa başlayırlar, çünki bərabər böyüklükdə sürətlənmələr paralel deyildir. Nəticədə, əlaqəsiz obyektlər sistemi deformasiyaya uğrayır. Buna gelgit effekti deyilir.

Ətrafına dənləri səpələyən və bütün sistem nəhəng bir obyektin üzərinə düşərkən ayrı-ayrı taxılların necə hərəkət etdiyini izləyən müşahidəçinin nöqteyi-nəzərindən, gelgit qüvvələri sahəsi kimi bir anlayış təqdim etmək olar. Gəlin hər nöqtədə bu qüvvələri bu nöqtədəki cazibə sürəti ilə müşahidəçinin və ya kütlə mərkəzinin sürəti arasındakı vektor fərqi kimi təyin edək və nisbi məsafə üçün Teylor silsiləsində genişlənmənin yalnız birinci həddini götürsək, simmetrik bir şəkil alacağıq: ən yaxın taxıllar müşahidəçini qabaqlayacaq, uzaqlar ondan geri qalacaq, yəni. sistem qravitasiya edən obyektə doğru yönəlmiş ox boyunca uzanacaq və ona perpendikulyar istiqamətlər boyunca hissəciklər müşahidəçiyə doğru sıxılacaq.

Sizcə planet qara dəliyə çəkildikdə nə baş verəcək? Astronomiyadan mühazirələrə qulaq asmayanlar adətən qara dəliyin maddəni yalnız özünə baxan səthdən qoparacağını düşünürlər. Sərbəst düşən cismin o biri tərəfində demək olar ki, eyni dərəcədə güclü təsirin baş verdiyini bilmirlər. Bunlar. iki diametral əks istiqamətdə cırılır, ümumiyyətlə birində deyil.

Kosmosun Təhlükələri

Gelgit effektini nəzərə almağın nə qədər vacib olduğunu göstərmək üçün Beynəlxalq Kosmik Stansiyanı götürək. O, bütün Yer peykləri kimi, qravitasiya sahəsinə sərbəst şəkildə düşür (mühərriklər işə salınmazsa). Ətrafındakı gelgit qüvvələrinin sahəsi olduqca nəzərə çarpan bir şeydir, buna görə də astronavt stansiyanın kənarında işləyərkən özünü ona bağlamalıdır və bir qayda olaraq, iki kabellə - hər halda, heç vaxt bilməyəcəksiniz. nə ola bilər. Əgər o, gelgit qüvvələrinin onu stansiyanın mərkəzindən uzaqlaşdırdığı şəraitdə özünü sərbəst tapsa, onunla əlaqəni asanlıqla itirə bilər. Bu, çox vaxt alətlərlə olur, çünki siz onların hamısını birləşdirə bilməzsiniz. Əgər astronavtın əlindən nəsə düşərsə, bu cisim uzaqlara doğru gedir və Yerin müstəqil peykinə çevrilir.

BKS-nin iş planına şəxsi reaktiv paketinin kosmosda sınaqları daxildir. Onun mühərriki sıradan çıxdıqda, gelgit qüvvələri astronavtı aparır və biz onu itiririk. İtkin düşənlərin adları təsnif edilir.

Bu, təbii ki, zarafatdır: xoşbəxtlikdən hələ də belə bir hadisə baş verməyib. Ancaq bu çox yaxşı baş verə bilər! Və bəlkə bir gün bu baş verəcək.

Planet-okean

Yerə qayıdaq. Bu, bizim üçün ən maraqlı obyektdir və ona təsir edən gelgit qüvvələri kifayət qədər hiss olunur. Onlar hansı göy cisimlərindən hərəkət edir? Əsas olan Aydır, çünki o, yaxındır. Növbəti ən böyük təsir Günəşdir, çünki o, kütləvidir. Digər planetlərin də Yerə müəyyən təsiri var, lakin bu, demək olar ki, nəzərə çarpmır.

Yerdəki xarici qravitasiya təsirlərini təhlil etmək üçün o, adətən maye qabıqla örtülmüş bərk top şəklində təmsil olunur. Bu yaxşı modeldir, çünki planetimiz əslində okean və atmosfer şəklində mobil qabığa malikdir və qalan hər şey olduqca möhkəmdir. Yer qabığının və daxili təbəqələrinin məhdud sərtliyinə və gelgit təsirinə bir qədər həssas olmasına baxmayaraq, okeana təsirin hesablanması zamanı onların elastik deformasiyasına əhəmiyyət verilə bilər.

Yerin kütlə sisteminin mərkəzində gelgit qüvvəsinin vektorlarını çəksək, aşağıdakı mənzərəni alırıq: gelgit qüvvələrinin sahəsi okeanı Yer-Ay oxu boyunca çəkir və ona perpendikulyar bir müstəvidə onu Yerin mərkəzinə sıxır. . Beləliklə, planet (ən azı onun hərəkət edən qabığı) ellipsoid şəklini almağa meyllidir. Bu vəziyyətdə, yer kürəsinin əks tərəflərində iki qabarıqlıq (bunlara gelgit düyünləri deyilir) görünür: biri Aya, digəri Aydan uzağa baxır və onların arasındakı zolaqda müvafiq "qabarıq" görünür (daha doğrusu , orada okeanın səthi daha az əyriliyə malikdir).

Boşluqda daha maraqlı bir şey baş verir - gelgit gücü vektoru maye qabığını yer səthi boyunca hərəkət etdirməyə çalışır. Bu da təbiidir: əgər dənizi bir yerdə qaldırıb, başqa yerdə endirmək istəyirsənsə, suyu oradan bura köçürməlisən. Onların arasında gelgit qüvvələri suyu “ayaltı nöqtəyə” və “ay əleyhinə nöqtəyə” aparır.

Gelgit təsirini ölçmək çox sadədir. Yerin cazibə qüvvəsi okeanı sferik hala gətirməyə çalışır, Ay və Günəş təsirinin gelgit hissəsi onu öz oxu boyunca uzatmağa çalışır. Əgər biz Yer kürəsini tək buraxsaq və onun Aya sərbəst düşməsinə icazə versəydik, qabarıqlığın hündürlüyü təxminən yarım metrə çatacaqdı, yəni. Okean orta səviyyəsindən cəmi 50 sm yuxarı qalxır. Əgər açıq dənizdə və ya okeanda bir gəmidə üzürsənsə, yarım metr nəzərə çarpmır. Buna statik gelgit deyilir.

Demək olar ki, hər imtahanda mən inamla dalğanın Yerin yalnız bir tərəfində - Aya baxan tərəfində baş verdiyini iddia edən bir tələbəyə rast gəlirəm. Bir qayda olaraq, bir qız belə deyir. Ancaq daha az olsa da, gənclərin bu məsələdə yanıldığı olur. Eyni zamanda, ümumiyyətlə, qızlar astronomiyanı daha dərindən bilirlər. Bu "gelgit-cins" asimmetriyasının səbəbini öyrənmək maraqlı olardı.

Ancaq ayaltı nöqtədə yarım metrlik qabarıqlıq yaratmaq üçün burada çoxlu miqdarda suyu distillə etmək lazımdır. Lakin Yerin səthi hərəkətsiz qalmır, o, Ayın və Günəşin istiqamətinə nisbətən sürətlə fırlanır, bir gündə tam bir inqilab edir (və Ay orbitdə yavaş-yavaş hərəkət edir - demək olar ki, bir dəfə Yer ətrafında bir inqilab edir. ay). Buna görə də, gelgit donqarı daim okeanın səthi boyunca axır ki, Yerin bərk səthi gündə 2 dəfə gelgit donqarının altında və okean səviyyəsində 2 dəfə gelgit düşməsi altında olur. Gəlin hesablayaq: gündə 40 min kilometr (yerin ekvatorunun uzunluğu), bu saniyədə 463 metrdir. Bu o deməkdir ki, bu yarım metrlik dalğa mini sunami kimi ekvator bölgəsindəki qitələrin şərq sahillərini səsdən yüksək sürətlə vurur. Bizim enliklərdə sürət 250-300 m/s-ə çatır - həm də kifayət qədər çoxdur: dalğa çox yüksək olmasa da, ətalət səbəbindən böyük effekt yarada bilər.

Yerə təsir baxımından ikinci obyekt Günəşdir. O, bizdən Aydan 400 dəfə uzaqdır, lakin kütləsi 27 milyon dəfə çoxdur. Buna görə də, Aydan və Günəşdən gələn təsirlər böyüklük baxımından müqayisə edilə bilər, baxmayaraq ki, Ay hələ də bir az daha güclü hərəkət edir: Günəşdən gələn cazibə gelgit təsiri Aydan təxminən yarısı qədər zəifdir. Bəzən onların təsiri birləşir: bu, yeni ayda, Ay Günəşin fonunda keçdikdə və tam ayda, Ay Günəşin əks tərəfində olduqda baş verir. Bu günlərdə - Yer, Ay və Günəş düzüldükdə və bu, hər iki həftədən bir baş verir - ümumi gelgit effekti təkcə Aydan olandan bir yarım dəfə çoxdur. Və bir həftədən sonra Ay öz orbitinin dörddə birini keçir və Günəşlə kvadratda (onların üzərindəki istiqamətlər arasında düz bucaq) tapır və sonra onların təsiri bir-birini zəiflədir. Orta hesabla, açıq dənizdə gelgitlərin hündürlüyü dörddə bir metrdən 75 santimetrə qədər dəyişir.

Dənizçilər uzun müddətdir ki, gelgitləri bilirlər. Gəmi quruya çıxanda kapitan nə edir? Əgər siz dəniz macəra romanlarını oxumusunuzsa, o zaman bilirsiniz ki, o, dərhal Ayın hansı fazada olduğuna baxır və növbəti tam ayı və ya yeni ayı gözləyir. Sonra maksimum gelgit gəmini qaldıra və onu yenidən suda qaldıra bilər.

Sahil problemləri və xüsusiyyətləri

Tides liman işçiləri və gəmilərini limana və ya limandan çıxarmaq üzrə olan dənizçilər üçün xüsusilə vacibdir. Bir qayda olaraq, dayaz su problemi sahilə yaxın yerlərdə yaranır və onun gəmilərin hərəkətinə mane olmasının qarşısını almaq üçün buxtaya daxil olmaq üçün sualtı kanallar - süni fervarlar qazılır. Onların dərinliyi maksimum aşağı gelgitin hündürlüyünü nəzərə almalıdır.

Zamanın bir nöqtəsində gelgitlərin hündürlüyünə baxsaq və xəritədə bərabər hündürlükdə su xətləri çəksək, iki nöqtədə (ayaltı və ayın əleyhinə) mərkəzləri olan konsentrik dairələr alacağıq. . Ayın orbital müstəvisi Yerin ekvatorunun müstəvisi ilə üst-üstə düşərsə, bu nöqtələr həmişə ekvator boyunca hərəkət edər və gündə tam bir inqilab edərdi (daha doğrusu, 24ʰ 50ᵐ 28ˢ). Bununla belə, Ay bu müstəvidə deyil, ekvatorun 23,5 dərəcə meylli olduğu ekliptik müstəvinin yaxınlığında hərəkət edir. Buna görə də, ayaltı nöqtə də enlik boyunca "gedir". Beləliklə, eyni limanda (yəni, eyni enlikdə) hər 12,5 saatdan bir təkrarlanan maksimum gelgitin hündürlüyü gün ərzində Ayın Yer ekvatoruna nisbətən oriyentasiyasından asılı olaraq dəyişir.

Bu "xırdalıq" gelgitlər nəzəriyyəsi üçün vacibdir. Yenidən baxaq: Yer öz oxu ətrafında fırlanır və Ay orbitinin müstəvisi ona doğru meyl edir. Buna görə də, hər bir dəniz limanı gün ərzində Yerin qütbünün ətrafında bir dəfə ən yüksək gelgit bölgəsinə düşür və 12,5 saatdan sonra - yenidən gelgit bölgəsinə düşür, lakin daha az yüksəkdir. Bunlar. gün ərzində iki gelgit hündürlüyü bərabər deyil. Biri həmişə digərindən daha böyükdür, çünki Ay orbitinin müstəvisi yerin ekvatorunun müstəvisində yatmır.

Sahil sakinləri üçün gelgit təsiri həyati əhəmiyyət kəsb edir. Məsələn, Fransada boğazın dibi ilə çəkilmiş asfalt yol ilə materiklə birləşən biri var. Adada çoxlu insan yaşayır, lakin dəniz səviyyəsi yüksək olduğu halda bu yoldan istifadə edə bilmirlər. Bu yolla gündə iki dəfə hərəkət etmək olar. İnsanlar maşınla yuxarı qalxır və suyun səviyyəsi aşağı düşəndə ​​və yola əlçatan olanda su axını gözləyirlər. İnsanlar hər bir sahil yaşayış məntəqəsi üçün dərc edilən xüsusi gelgit cədvəlindən istifadə edərək sahildə işə gedib-gəlirlər. Bu hadisə nəzərə alınmasa, su yol boyu piyadanı aşmış ola bilər. Turistlər sadəcə olaraq ora gəlib su olmayanda dənizin dibinə baxmaq üçün gəzirlər. Və yerli sakinlər aşağıdan bir şey toplayır, bəzən hətta yemək üçün, yəni. mahiyyət etibarilə bu təsir insanları qidalandırır.

Həyat okeandan sellərin axması və axması sayəsində çıxdı. Aşağı gelgit nəticəsində bəzi sahil heyvanları özlərini qumda tapdılar və birbaşa atmosferdən oksigenlə nəfəs almağı öyrənməyə məcbur oldular. Ay olmasaydı, həyat okeandan bu qədər aktiv şəkildə çıxmazdı, çünki orada hər cəhətdən yaxşıdır - termostatik mühit, çəkisizlik. Ancaq birdən özünüzü sahildə tapsanız, birtəhər sağ qalmalı idiniz.

Sahil, xüsusən də düzdürsə, aşağı gelgitdə çox məruz qalır. İnsanlar isə bir müddətdir ki, sahildə balinalar kimi çarəsiz uzanaraq su gəmilərindən istifadə etmək imkanını itirirlər. Ancaq burada faydalı bir şey var, çünki aşağı gelgit dövrü gəmiləri təmir etmək üçün istifadə edilə bilər, xüsusən də bəzi körfəzlərdə: gəmilər üzdü, sonra su getdi və bu zaman onları təmir etmək olar.

Məsələn, Kanadanın şərq sahilində dünyada ən yüksək gelgitlərə malik olduğu deyilən Fundi körfəzi var: suyun səviyyəsinin enməsi 16 metrə çata bilər ki, bu da Yer kürəsində dəniz dalğası üçün rekord hesab olunur. Dənizçilər bu xüsusiyyətə uyğunlaşdılar: yüksək gelgit zamanı gəmini sahilə çıxarır, gücləndirirlər və su getdikdə gəmi asılır və dibini tıxaya bilər.

İnsanlar bu fenomeni necə proqnozlaşdıracağını öyrənmək üçün çoxdan yüksək gelgit anlarını və xüsusiyyətlərini izləməyə və müntəzəm olaraq qeyd etməyə başladılar. Tezliklə icad edildi gelgit ölçer- floatin dəniz səviyyəsindən asılı olaraq yuxarı və aşağı hərəkət etdiyi və oxunuşların avtomatik olaraq qrafik şəklində kağız üzərində çəkildiyi cihaz. Yeri gəlmişkən, ölçmə vasitələri ilk müşahidələrdən bu günə qədər demək olar ki, dəyişməyib.

Çoxlu sayda hidroqrafik qeydlərə əsaslanaraq, riyaziyyatçılar gelgitlər nəzəriyyəsini yaratmağa çalışırlar. Dövri bir prosesin uzunmüddətli qeydi varsa, onu elementar harmoniklərə - bir neçə dövrə malik müxtəlif amplituda sinusoidlərə parçalaya bilərsiniz. Və sonra, harmoniklərin parametrlərini təyin edərək, ümumi əyrini gələcəyə genişləndirin və bu əsasda gelgit cədvəllərini düzəldin. Hal-hazırda bu cür cədvəllər Yer kürəsinin hər bir limanı üçün dərc olunur və limana daxil olmaq istəyən hər bir kapitan onun üçün stol götürür və gəmisi üçün kifayət qədər su səviyyəsinin nə vaxt olacağını görür.

Proqnoz hesablamalarla bağlı ən məşhur hekayə İkinci Dünya Müharibəsi zamanı baş verdi: 1944-cü ildə müttəfiqlərimiz - İngilislər və Amerikalılar Nasist Almaniyasına qarşı ikinci cəbhə açmağa hazırlaşdılar, bunun üçün Fransa sahillərinə enmək lazım idi. Fransanın şimal sahilləri bu baxımdan çox xoşagəlməzdir: sahil sıldırım, hündürlüyü 25-30 metr, okeanın dibi isə kifayət qədər dayazdır, ona görə də gəmilər sahilə yalnız maksimum su axını zamanı yaxınlaşa bilirlər. Quruya qaçsalar, sadəcə olaraq toplardan atəşə tutulacaqdılar. Bunun qarşısını almaq üçün xüsusi mexaniki (hələ elektronları yox idi) kompüter yaradılmışdır. O, öz sürəti ilə fırlanan barabanlardan istifadə edərək dəniz səviyyəsindəki zaman sıralarının Furye analizini həyata keçirdi, buradan Furye seriyasının bütün şərtlərini ümumiləşdirən bir metal kabel keçdi və kabelə qoşulmuş lələk gelgit hündürlüyünün qrafikini tərtib etdi. vaxt. Bu, gelgit nəzəriyyəsini böyük dərəcədə inkişaf etdirən çox məxfi iş idi, çünki ən yüksək gelgit anını kifayət qədər dəqiqliklə proqnozlaşdırmaq mümkün idi, bunun sayəsində ağır hərbi nəqliyyat gəmiləri Manş boğazından keçərək qoşunları sahilə çıxardı. Riyaziyyatçılar və geofiziklər bir çox insanın həyatını belə xilas etdilər.

Bəzi riyaziyyatçılar məlumatları planetar miqyasda ümumiləşdirməyə çalışır, vahid gelgit nəzəriyyəsi yaratmağa çalışırlar, lakin müxtəlif yerlərdə aparılan qeydləri müqayisə etmək çətindir, çünki Yer çox nizamsızdır. Yalnız sıfır təxminində bir okean planetin bütün səthini əhatə edir, lakin əslində materiklər və bir neçə zəif əlaqəli okeanlar var və hər bir okeanın öz təbii salınım tezliyi var.

Ayın və Günəşin təsiri altında dəniz səviyyəsinin dəyişməsi ilə bağlı əvvəlki müzakirələr gelgit sürətinin bir sahildən digərinə çox dəyişdiyi açıq okean fəzalarına aid idi. Yerli su obyektlərində - məsələn, göllərdə - gelgit nəzərəçarpacaq təsir yarada bilərmi?

Görünür ki, bu, olmamalıdır, çünki gölün bütün nöqtələrində gelgit sürətlənməsi təxminən eynidır, fərq azdır. Məsələn, Avropanın mərkəzində Cenevrə gölü var, uzunluğu cəmi 70 km-dir və okeanlarla heç bir əlaqəsi yoxdur, lakin insanlar orada suyun əhəmiyyətli gündəlik dalğalanmalarının olduğunu çoxdan müşahidə ediblər. Onlar niyə yaranır?

Bəli, gelgit gücü çox kiçikdir. Ancaq əsas odur ki, müntəzəmdir, yəni. vaxtaşırı fəaliyyət göstərir. Bütün fiziklər bir qüvvənin vaxtaşırı tətbiq edilməsinin bəzən salınımların artan amplitudasına səbəb olduğunu bilirlər. Məsələn, yeməkxanadan bir kasa şorba götürürsən və... Bu o deməkdir ki, addımlarınızın tezliyi boşqabdakı mayenin təbii vibrasiyası ilə rezonanslıdır. Bunu fərq edərək, gedişin sürətini kəskin şəkildə dəyişdiririk - və şorba "sakitləşir". Hər bir su obyektinin öz əsas rezonans tezliyi var. Və rezervuarın ölçüsü nə qədər böyükdürsə, içindəki mayenin təbii vibrasiya tezliyi bir o qədər azdır. Beləliklə, Cenevrə gölünün öz rezonans tezliyi gelgitlərin tezliyinin çoxluğuna bərabər oldu və kiçik bir gelgit təsiri Cenevrə gölünü "boşaldır" ki, sahillərindəki səviyyə olduqca nəzərəçarpacaq dərəcədə dəyişir. Qapalı su hövzələrində meydana gələn bu uzun müddətli daimi dalğalara deyilir seiches.

Gelgit enerjisi

İndi onlar alternativ enerji mənbələrindən birini gelgit effekti ilə birləşdirməyə çalışırlar. Dediyim kimi, gelgitlərin əsas təsiri suyun qalxıb enməsi deyil. Əsas təsir bir gündə bütün planet ətrafında suyu hərəkət etdirən gelgit axınıdır.

Dayaz yerlərdə bu təsir çox vacibdir. Yeni Zelandiya ərazisində kapitanlar hətta bəzi boğazlardan gəmilərə rəhbərlik etmək riskinə də girmirlər. Yelkənli qayıqlar heç vaxt oradan keçə bilməyiblər və hətta müasir gəmilər də oradan keçməkdə çətinlik çəkirlər, çünki dibi dayazdır və gelgit axınları çox böyük sürətə malikdir.

Amma su axdığı üçün bu kinetik enerjidən istifadə etmək olar. Və artıq elektrik stansiyaları tikilib, burada turbinlər gelgit axınları səbəbindən irəli-geri fırlanır. Onlar kifayət qədər funksionaldır. İlk gelgit elektrik stansiyası (İES) Fransada hazırlanmışdır, o, hələ də 240 MVt gücü ilə dünyanın ən böyüyüdür. Su elektrik stansiyası ilə müqayisədə, əlbəttə ki, o qədər də böyük deyil, lakin ən yaxın kənd ərazilərinə xidmət edir.

Qütbə nə qədər yaxın olsa, gelgit dalğasının sürəti bir o qədər aşağı olar, buna görə də Rusiyada çox güclü gelgitlərə malik sahillər yoxdur. Ümumiyyətlə, dənizə çıxışımız azdır və Şimal Buzlu Okeanın sahilləri gelgit enerjisindən istifadə üçün xüsusilə sərfəli deyil, çünki gelgit suyu şərqdən qərbə aparır. Ancaq hələ də PES üçün uyğun yerlər var, məsələn, Kislaya Bay.

Fakt budur ki, körfəzlərdə gelgit həmişə daha böyük təsir yaradır: dalğa yuxarı qalxır, körfəzə doğru qaçır və daralır, daralır - və amplituda artır. Bənzər bir proses sanki qamçı çatlamış kimi baş verir: əvvəlcə uzun dalğa qamçı boyunca yavaş-yavaş hərəkət edir, lakin sonra qamçının hərəkətdə iştirak edən hissəsinin kütləsi azalır, buna görə də sürət artır (impuls mv qorunub saxlanılır!) və dar ucunda səsdən yüksəkliyə çatır, bunun nəticəsində klik səsi eşidirik.

Aşağı gücə malik eksperimental Kisloqubskaya İES-i yaratmaqla energetiklər elektrik enerjisi istehsal etmək üçün qütb enliklərində dalğaların nə qədər effektiv istifadə oluna biləcəyini anlamağa çalışdılar. Bunun çox iqtisadi mənası yoxdur. Ancaq indi çox güclü Rusiya İES (Mezenskaya) üçün bir layihə var - 8 giqavat üçün. Bu nəhəng gücə nail olmaq üçün Ağ dənizi Barents dənizindən bəndlə ayıran böyük bir körfəzin qarşısını almaq lazımdır. Düzdür, nə qədər ki, neftimiz, qazımız var, bunun olacağı çox şübhəlidir.

Dalğaların keçmişi və gələcəyi

Yeri gəlmişkən, gelgit enerjisi haradan gəlir? Turbin fırlanır, elektrik enerjisi yaranır və hansı obyekt enerjini itirir?

Gelgit enerjisinin mənbəyi Yerin fırlanması olduğundan, ondan çəksək, fırlanma yavaşlamalıdır. Görünür ki, Yerin daxili enerji mənbələri var (dərinliklərdən gələn istilik geokimyəvi proseslərdən və radioaktiv elementlərin parçalanmasından gəlir) və kinetik enerji itkisini kompensasiya edəcək bir şey var. Bu doğrudur, lakin bütün istiqamətlərdə orta hesabla demək olar ki, bərabər şəkildə yayılan enerji axını çətin ki, açısal momentuma təsir edə və fırlanmanı dəyişdirə bilər.

Əgər Yer fırlanmasaydı, gelgitlər tam olaraq Ayın istiqamətini və əks istiqaməti göstərərdi. Ancaq fırlandıqca Yerin cəsədi onları fırlanma istiqamətində irəli aparır - və gelgit zirvəsi ilə 3-4 dərəcə ayaltı nöqtənin daimi fərqi yaranır. Bu nəyə gətirib çıxarır? Aya daha yaxın olan donqar onu daha güclü cəlb edir. Bu cazibə qüvvəsi Yerin fırlanmasını yavaşlatmağa meyllidir. Və əks donqar Aydan daha uzaqdadır, fırlanmağı sürətləndirməyə çalışır, lakin daha zəif cəlb olunur, buna görə də nəticədə güc anı Yerin fırlanmasına əyləc təsir göstərir.

Beləliklə, planetimiz öz fırlanma sürətini daim azaldır (kifayət qədər müntəzəm olmasa da, atlamalarda, bu, okeanlarda və atmosferdə kütlə köçürmə xüsusiyyətləri ilə əlaqədardır). Yerin gelgitləri Aya hansı təsir göstərir? Yaxınlıqdakı gelgit qabarıqlığı Ayı özü ilə birlikdə çəkir, uzaqdakı isə əksinə, onu ləngidir. Birinci qüvvə daha böyükdür, nəticədə Ay sürətlənir. İndi əvvəlki mühazirəni xatırlayın, hərəkətdə zorla irəli çəkilən peyklə nə baş verir? Enerjisi artdıqca planetdən uzaqlaşır və orbital radiusu artdığı üçün bucaq sürəti azalır. Yeri gəlmişkən, Ayın Yer ətrafında fırlanma müddətində artım hələ Nyutonun dövründə müşahidə edilmişdir.

Rəqəmlərlə danışsaq, Ay bizdən ildə təxminən 3,5 sm uzaqlaşır və Yer gününün uzunluğu hər yüz ildən bir saniyənin yüzdə biri qədər artır. Bu cəfəngiyat kimi görünür, amma unutmayın ki, Yer milyardlarla ildir mövcuddur. Dinozavrların dövründə gündə təxminən 18 saat olduğunu hesablamaq asandır (əlbəttə indiki saatlar).

Ay uzaqlaşdıqca gelgit qüvvələri azalır. Amma o, həmişə uzaqlaşırdı və keçmişə nəzər salsaq görərik ki, Aydan əvvəl Yerə daha yaxın idi, yəni gelgitlər daha yüksək idi. Məsələn, arxey dövründə, 3 milyard il əvvəl gelgitlərin kilometrlərlə hündürlüyünü qiymətləndirə bilərsiniz.

Digər planetlərdə gelgit hadisələri

Təbii ki, eyni hadisələr peykləri olan digər planetlərin sistemlərində də baş verir. Məsələn, Yupiter çoxlu sayda peyki olan çox böyük bir planetdir. Onun dörd ən böyük peyki (onlar Qaliley adlanır, çünki onları Galileo kəşf etmişdir) Yupiterdən olduqca əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənir. Onlardan ən yaxını olan İo tamamilə vulkanlarla örtülmüşdür, onların arasında əllidən çox aktiv vulkan var və onlar 250-300 km yuxarıya “əlavə” maddə yayırlar. Bu kəşf olduqca gözlənilməz oldu: Yer kürəsində belə güclü vulkanlar yoxdur, amma burada Ay boyda kiçik bir cisim var, o, çoxdan soyumalı idi, amma əvəzində bütün istiqamətlərdə istilik partlayır. Bu enerjinin mənbəyi haradadır?

İonun vulkanik fəaliyyəti hamı üçün təəccüblü deyildi: ilk zond Yupiterə yaxınlaşmazdan altı ay əvvəl iki amerikalı geofizik Yupiterin bu aya gelgit təsirini hesabladıqları bir məqalə dərc etdi. O qədər böyük olduğu ortaya çıxdı ki, peykin gövdəsini deformasiya edə bilər. Və deformasiya zamanı istilik həmişə sərbəst buraxılır. Soyuq plastilindən bir parça götürüb əlimizdə yoğurmağa başlayanda bir neçə sıxılmadan sonra yumşaq və elastik olur. Bu, əlin onu öz istisi ilə qızdırdığı üçün deyil (soyuqda əzsəniz, eyni şey baş verəcək), deformasiya ona mexaniki enerji qoyduğu üçün baş verir, bu da istilik enerjisinə çevrilir.

Bəs nə üçün yer üzündə Yupiterdən gələn gelgitlərin təsiri altında peykin forması dəyişir? Deyəsən, dairəvi orbitdə hərəkət edən və sinxron şəkildə fırlanan, Ayımız kimi, bir dəfə ellipsoid halına gəldi - və formanın sonrakı təhrifləri üçün heç bir səbəb yoxdur? Bununla belə, İo yaxınlığında başqa peyklər də var; bunların hamısı onun (Io) orbitinin bir qədər irəli-geri sürüşməsinə səbəb olur: ya Yupiterə yaxınlaşır, ya da uzaqlaşır. Bu o deməkdir ki, gelgit təsiri ya zəifləyir, ya da güclənir və bədənin forması daim dəyişir. Yeri gəlmişkən, mən hələ Yerin bərk cismindəki gelgitlər haqqında danışmamışam: təbii ki, onlar da mövcuddur, o qədər də yüksək deyil, bir desimetr səviyyəsindədir. Yerinizdə altı saat otursanız, gelgitlər sayəsində Yerin mərkəzinə nisbətən təxminən iyirmi santimetr "gəzəcəksiniz". Bu vibrasiya, əlbəttə ki, insanlar üçün hiss olunmur, lakin geofiziki alətlər onu qeydə alır.

Bərk yerdən fərqli olaraq, Io-nun səthi hər orbital dövr ərzində çox kilometr amplituda dəyişir. Böyük miqdarda deformasiya enerjisi istilik kimi yayılır və yeraltını qızdırır. Yeri gəlmişkən, onun üzərində meteorit kraterləri görünmür, çünki vulkanlar daim bütün səthi təzə maddə ilə bombalayır. Zərbə krateri yaranan kimi, yüz ildən sonra o, qonşu vulkanların püskürmə məhsulları ilə örtülür. Onlar davamlı və çox güclü işləyirlər və buna planetin qabığında sınıqlar əlavə olunur ki, onun vasitəsilə müxtəlif mineralların, əsasən də kükürdün əriməsi dərinliklərdən axır. Yüksək temperaturda qaralır, buna görə də kraterdən gələn axın qara görünür. Vulkanın yüngül kənarı isə vulkanın ətrafına düşən soyudulmuş maddədir. Planetimizdə vulkandan atılan maddə adətən hava ilə yavaşlayır və ventilyasiyaya yaxın düşür, konus əmələ gətirir, lakin Io-da atmosfer yoxdur və o, bütün istiqamətlərdə çox uzaqlarda ballistik trayektoriya ilə uçur. Bəlkə də bu, günəş sistemindəki ən güclü gelgit effektinin nümunəsidir.

Yupiterin ikinci peyki olan Avropa, hamısı bizim Antarktidaya bənzəyir, o, davamlı buz qabığı ilə örtülmüşdür, bəzi yerlərdə çatlamışdır, çünki nəsə onu da daim deformasiya edir. Bu peyk Yupiterdən daha uzaqda yerləşdiyi üçün buradakı gelgit effekti o qədər də güclü olmasa da, kifayət qədər nəzərə çarpır. Bu buzlu qabığın altında maye okean var: fotoşəkillərdə açılmış bəzi çatlardan fışqıran fəvvarələr görünür. Gelgit qüvvələrinin təsiri altında okean qızışır və buz sahələri, Şimal Buzlu Okeanında və Antarktida sahillərində olduğu kimi onun səthində üzür və toqquşur. Avropanın okean mayesinin ölçülmüş elektrik keçiriciliyi onun duzlu su olduğunu göstərir. Niyə orada həyat olmasın? Cihazı çatlardan birinə endirmək və orada kimin yaşadığını görmək cazibədar olardı.

Əslində, bütün planetlərin ucları birləşmir. Məsələn, Saturnun peyki olan Enseladın da buzlu qabığı və altında okean var. Lakin hesablamalar göstərir ki, gelgit enerjisi buzaltı okeanı maye vəziyyətdə saxlamaq üçün kifayət etmir. Əlbəttə ki, gelgitlərdən əlavə, hər hansı bir göy cisminin başqa enerji mənbələri var - məsələn, çürüyən radioaktiv elementlər (uran, torium, kalium), lakin kiçik planetlərdə onlar çətin ki, əhəmiyyətli rol oynaya bilərlər. Bu o deməkdir ki, hələ başa düşmədiyimiz bir şey var.

Ulduzlar üçün gelgit effekti son dərəcə vacibdir. Niyə - bu barədə daha çox növbəti mühazirədə.

15 oktyabr 2012-ci il

Britaniyalı fotoqraf Maykl Marten Britaniya sahillərini eyni bucaqlardan, lakin müxtəlif vaxtlarda çəkən orijinal fotoşəkillər silsiləsi yaradıb. Bir atəş yüksək gelgit və bir aşağı gelgit.

Olduqca qeyri-adi oldu və layihə haqqında müsbət rəylər müəllifi sözün əsl mənasında kitabı nəşr etməyə başlamağa məcbur etdi. “Dəniz dəyişikliyi” adlanan kitab bu ilin avqustunda çap olunub və iki dildə işıq üzü görüb. Maykl Marten təsirli fotoşəkillər seriyasını yaratmaq üçün təxminən səkkiz il çəkdi. Yüksək və aşağı su arasındakı vaxt orta hesabla altı saatdan bir qədər çoxdur. Buna görə də, Maykl hər yerdə bir neçə deklanşör klikindən daha uzun müddət qalmalıdır. Müəllif uzun müddətdir ki, belə əsərlər silsiləsi yaratmaq ideyasını irəli sürürdü. O, insan təsiri olmadan təbiətdəki dəyişiklikləri filmdə necə reallaşdıracağını axtarırdı. Mən bunu təsadüfən, bütün günü keçirdiyim və yüksək və aşağı gelgit vaxtını tutduğum sahilyanı Şotlandiya kəndlərindən birində tapdım.

Yer kürəsində su ərazilərində suyun səviyyəsinin vaxtaşırı dəyişməsinə (yüksəlmə və enmə) gelgit deyilir.

Yüksək gelgit zamanı bir gün və ya yarım gün ərzində müşahidə olunan ən yüksək su səviyyəsinə yüksək su, aşağı gelgit zamanı ən aşağı səviyyəyə aşağı su deyilir və bu maksimum səviyyə işarələrinə çatma anına yüksək su səviyyəsinin dayanması (və ya mərhələsi) deyilir. müvafiq olaraq gelgit və ya aşağı gelgit. Orta dəniz səviyyəsi şərti bir dəyərdir, səviyyə işarələri yüksək gelgitlər zamanı, aşağıda isə aşağı gelgitlər zamanı yerləşir. Bu, böyük bir sıra təcili müşahidələrin orta hesablanmasının nəticəsidir.

Yüksək və aşağı gelgitlər zamanı suyun səviyyəsindəki şaquli dalğalanmalar su kütlələrinin sahilə nisbətən üfüqi hərəkətləri ilə əlaqələndirilir. Bu proseslər küləyin yüksəlməsi, çayların axması və digər amillərlə mürəkkəbləşir. Sahil zonasında su kütlələrinin üfüqi hərəkətləri gelgit (və ya gelgit) cərəyanları, suyun səviyyəsinin şaquli tərəddüdləri isə axınlar və axınlar adlanır. Ebbs və axınlarla əlaqəli bütün hadisələr dövriliklə xarakterizə olunur. Gelgit cərəyanları vaxtaşırı istiqamətini əksinə dəyişir, əksinə, davamlı və bir istiqamətli hərəkət edən okean axınları atmosferin ümumi sirkulyasiyasından qaynaqlanır və açıq okeanın geniş sahələrini əhatə edir.

Yüksək və aşağı gelgitlər dəyişən astronomik, hidroloji və meteoroloji şəraitə uyğun olaraq dövri olaraq növbələşir. Gelgit fazalarının ardıcıllığı gündəlik dövrədə iki maksimum və iki minimum ilə müəyyən edilir.

Günəş gelgit proseslərində əhəmiyyətli rol oynasa da, onların inkişafında həlledici amil Ayın cazibə qüvvəsidir. Yer səthində yerləşməsindən asılı olmayaraq suyun hər bir hissəciyinə gelgit qüvvələrinin təsir dərəcəsi Nyutonun universal cazibə qanunu ilə müəyyən edilir.

Bu qanunda deyilir ki, iki maddi hissəcik bir-birini hər iki hissəciyin kütlələrinin hasilinə düz mütənasib və aralarındakı məsafənin kvadratına tərs mütənasib qüvvə ilə çəkir. Belə başa düşülür ki, cisimlərin kütləsi nə qədər çox olarsa, onlar arasında yaranan qarşılıqlı cazibə qüvvəsi də bir o qədər çox olar (eyni sıxlıqla, daha kiçik bir cisim daha böyük olandan daha az cazibə yaradar).

Qanun həm də o deməkdir ki, iki cisim arasındakı məsafə nə qədər çox olarsa, onlar arasındakı cazibə də bir o qədər azdır. Bu qüvvə iki cisim arasındakı məsafənin kvadratına tərs mütənasib olduğundan məsafə amili gelgit gücünün miqyasını təyin etməkdə cisimlərin kütlələrindən qat-qat böyük rol oynayır.

Ayda hərəkət edən və onu Yerə yaxın orbitdə saxlayan Yerin cazibə qüvvəsi Yeri Aya doğru hərəkət etdirməyə və yerləşən bütün obyektləri “qaldırmağa” meylli olan Ay tərəfindən Yerin cazibə qüvvəsinin əksinədir. Yerdə Ay istiqamətində.

Yerin səthindəki Ayın birbaşa altında yerləşən nöqtəsi Yerin mərkəzindən cəmi 6400 km, Ayın mərkəzindən isə orta hesabla 386063 km məsafədədir. Bundan əlavə, Yerin kütləsi Ayın kütləsindən 81,3 dəfə böyükdür. Beləliklə, yer səthinin bu nöqtəsində hər hansı bir obyektə təsir edən Yerin cazibə qüvvəsi Ayın cazibə qüvvəsindən təxminən 300 min dəfə böyükdür.

Ayın birbaşa altındakı Yerdəki suyun Ay istiqamətində yüksəlməsi, suyun Yer səthindəki digər yerlərdən axmasına səbəb olması adi bir fikirdir, lakin Ayın cazibə qüvvəsi Yerlə müqayisədə çox kiçik olduğundan, bu qədər su qaldırmaq üçün kifayət qədər böyük çəki.
Lakin Yer kürəsindəki okeanlar, dənizlər və iri göllər iri maye cisimlər olmaqla yanal yerdəyişmə qüvvələrinin təsiri altında sərbəst hərəkət edir və üfüqi istiqamətdə hər hansı bir cüzi hərəkət meyli onları hərəkətə gətirir. Birbaşa Ayın altında olmayan bütün sular Ayın yer səthinə tangensial (tangensial) yönəldilmiş cazibə qüvvəsinin komponentinin, eləcə də onun xaricə yönəldilmiş komponentinin təsirinə məruz qalır və bərk cismə nisbətən üfüqi yerdəyişməyə məruz qalır. yer qabığı.

Nəticədə, su yer səthinin bitişik hissələrindən Ayın altında yerləşən yerə doğru axır. Nəticədə Ayın altındakı bir nöqtədə suyun yığılması orada bir gelgit əmələ gətirir. Açıq okeandakı gelgit dalğasının özü yalnız 30-60 sm hündürlüyə malikdir, lakin qitələrin və ya adaların sahillərinə yaxınlaşdıqda əhəmiyyətli dərəcədə artır.
Qonşu ərazilərdən suyun Ayın altındakı bir nöqtəyə doğru hərəkəti ilə əlaqədar olaraq, Yerin çevrəsinin dörddə birinə bərabər məsafədə ondan çıxarılan digər iki nöqtədə müvafiq suyun axması baş verir. Maraqlıdır ki, bu iki nöqtədə dəniz səviyyəsinin azalması Yerin təkcə Aya baxan tərəfində deyil, həm də əks tərəfində dəniz səviyyəsinin qalxması ilə müşayiət olunur.

Bu fakt Nyuton qanunu ilə də izah edilir. Eyni cazibə mənbəyindən müxtəlif məsafələrdə yerləşən və buna görə də müxtəlif böyüklükdə cazibə qüvvəsinin sürətlənməsinə məruz qalan iki və ya daha çox cisim bir-birinə nisbətən hərəkət edir, çünki ağırlıq mərkəzinə ən yaxın olan obyekt ona ən güclü şəkildə cəlb olunur.

Ayaltı nöqtədəki su, onun altındakı Yerə nisbətən Aya doğru daha güclü çəkilmə hiss edir, lakin Yer öz növbəsində planetin əks tərəfindəki sudan daha güclü Aya doğru çəkilir. Beləliklə, Yerin Aya baxan tərəfində birbaşa, əks tərəfdə isə tərs adlanan gelgit dalğası yaranır. Onlardan birincisi ikincidən cəmi 5% yüksəkdir.

Ayın Yer ətrafında öz orbitində fırlanması səbəbindən müəyyən bir yerdə iki ardıcıl yüksək gelgit və ya iki aşağı gelgit arasında təxminən 12 saat 25 dəqiqə keçir. Ardıcıl yüksək və aşağı gelgitlərin kulminasiyası arasındakı interval təqribəndir. 6 saat 12 dəqiqə Ardıcıl iki gelgit arasındakı 24 saat 50 dəqiqəlik dövr gelgit (və ya ay) günü adlanır.

Dalğa bərabərsizlikləri. Gelgit prosesləri çox mürəkkəbdir və onları anlamaq üçün bir çox amillər nəzərə alınmalıdır. Hər halda, əsas xüsusiyyətlər müəyyən ediləcək:
1) Ayın keçməsinə nisbətən gelgitin inkişaf mərhələsi;
2) gelgit amplitudası və
3) gelgit dalğalanmalarının növü və ya suyun səviyyəsi əyrisinin forması.
Gelgit qüvvələrinin istiqamətində və miqyasında çoxsaylı dəyişikliklər müəyyən bir limanda səhər və axşam gelgitlərinin böyüklüyündə, eləcə də müxtəlif limanlarda eyni gelgitlər arasında fərqlərə səbəb olur. Bu fərqlərə dalğa bərabərsizlikləri deyilir.

Yarım günlük effekt. Adətən bir gün ərzində əsas gelgit qüvvəsi - Yerin öz oxu ətrafında fırlanması səbəbindən iki tam gelgit dövrü yaranır.

Ekliptikanın Şimal qütbündən baxanda aydın olur ki, Ay Yer ətrafında fırlanır, Yer öz oxu ətrafında fırlanırsa, eyni istiqamətdə - saat əqrəbinin əksinə. Hər bir sonrakı inqilabla, yer səthindəki müəyyən bir nöqtə əvvəlki inqilabdan bir qədər gec birbaşa Ayın altında mövqe tutur. Bu səbəbdən, gelgitlərin həm axması, həm də axması hər gün təxminən 50 dəqiqə gecikir. Bu dəyər ayın gecikməsi adlanır.

Yarım aylıq bərabərsizlik. Bu əsas dəyişkənlik növü təxminən 143/4 günlük dövriliklə xarakterizə olunur ki, bu da Ayın Yer ətrafında fırlanması və onun ardıcıl fazalardan, xüsusən syzygies (yeni ay və tam ay) keçməsi ilə bağlıdır, yəni. Günəş, Yer və Ayın eyni düz xətt üzərində yerləşdiyi anlar.

İndiyə qədər biz yalnız Ayın gelgit təsirinə toxunmuşuq. Günəşin cazibə sahəsi gelgitlərə də təsir edir, lakin Günəşin kütləsi Ayın kütləsindən çox böyük olsa da, Yerdən Günəşə olan məsafə Aya olan məsafədən o qədər böyükdür ki, gelgit qüvvəsi Günəşin ölçüsü Ayın yarısından azdır.

Bununla belə, Günəş və Ay eyni düz xətt üzərində, Yerin eyni tərəfində və ya əks tərəfdə olduqda (yeni ay və ya tam ay zamanı) onların cazibə qüvvələri toplanır, eyni ox boyunca hərəkət edir və günəş gelgiti Ayın gelgiti ilə üst-üstə düşür.

Eynilə, Günəşin cazibəsi də Ayın təsirindən yaranan enişi artırır. Nəticədə, gelgitlər daha yüksək olur və gelgitlər yalnız Ayın cazibə qüvvəsindən qaynaqlandığından daha aşağı olur. Belə gelgitlərə yaz gelgitləri deyilir.

Günəşin və Ayın cazibə qüvvəsi vektorları bir-birinə perpendikulyar olduqda (kvadratlar zamanı, yəni Ay birinci və ya sonuncu rübdə olduqda) onların gelgit qüvvələri qarşı çıxır, çünki Günəşin cazibəsindən yaranan gelgit dalğanın üzərinə qoyulur. Ayın yaratdığı eniş.

Belə şəraitdə gelgitlər o qədər yüksək deyil və gelgitlər yalnız Ayın cazibə qüvvəsindən qaynaqlandığı kimi aşağı deyil. Belə aralıq enişlər və axınlar kvadratura adlanır.

Bu vəziyyətdə yüksək və aşağı su nişanlarının diapazonu yaz gelgiti ilə müqayisədə təxminən üç dəfə azalır.

Ayın paralaktik bərabərsizliyi. Ayın paralaksı səbəbindən baş verən gelgit hündürlüyündə dalğalanmalar dövrü 271/2 gündür. Bu bərabərsizliyin səbəbi, sonuncunun fırlanması zamanı Ayın Yerdən məsafəsinin dəyişməsidir. Ay orbitinin elliptik formasına görə perigeydə Ayın gelgit qüvvəsi apogeyə nisbətən 40% yüksəkdir.

Gündəlik bərabərsizlik. Bu bərabərsizliyin müddəti 24 saat 50 dəqiqədir. Onun meydana gəlməsinin səbəbləri Yerin öz oxu ətrafında fırlanması və Ayın meylinin dəyişməsidir. Ay səma ekvatoruna yaxın olduqda, müəyyən bir gündə iki yüksək gelgit (həmçinin iki aşağı gelgit) bir qədər fərqlənir və səhər və axşam yüksək və aşağı suların yüksəklikləri çox yaxındır. Bununla belə, Ayın şimal və ya cənub meyli artdıqca, eyni tipli səhər və axşam gelgitləri hündürlüyü ilə fərqlənir və Ay ən böyük şimal və ya cənub meylinə çatdıqda, bu fərq ən böyük olur.

Tropik gelgitlər də məlumdur, çünki Ay demək olar ki, Şimal və ya Cənub tropiklərinin üstündədir.

Gündüz bərabərsizliyi Atlantik Okeanında ardıcıl iki aşağı gelgitin hündürlüyünə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərmir və hətta dalğaların ümumi amplitudası ilə müqayisədə onun gelgitlərin hündürlüyünə təsiri kiçikdir. Bununla belə, Sakit Okeanda gündəlik dəyişkənlik aşağı gelgit səviyyələrində yüksək gelgit səviyyələrindən üç dəfə çoxdur.

Yarımillik bərabərsizlik. Onun səbəbi Yerin Günəş ətrafında fırlanması və buna uyğun olaraq Günəşin meylinin dəyişməsidir. İldə iki dəfə bir neçə gün bərabərlik zamanı Günəş səma ekvatoruna yaxındır, yəni. onun meyli 0-a yaxındır. Ay da hər yarım ayda təxminən bir gün səma ekvatorunun yaxınlığında yerləşir. Beləliklə, gecə-gündüz bərabərliyi zamanı həm Günəşin, həm də Ayın əyilmələrinin təxminən 0-a bərabər olduğu dövrlər olur.Belə məqamlarda bu iki cismin cazibəsinin ümumi gelgit effekti daha çox yerin ekvatoruna yaxın ərazilərdə nəzərə çarpır. Eyni zamanda Ay yeni ay və ya tam ay mərhələsindədirsə, sözdə. bərabərləşən yaz gelgitləri.

Günəş paralaks bərabərsizliyi. Bu bərabərsizliyin təzahür müddəti bir ildir. Onun səbəbi Yerin orbital hərəkəti zamanı Yerdən Günəşə olan məsafənin dəyişməsidir. Yer ətrafında hər bir dövrədə bir dəfə Ay perigeydə ondan ən qısa məsafədə olur. İldə bir dəfə, təxminən yanvarın 2-də öz orbitində hərəkət edən Yer də Günəşə ən yaxın yaxınlaşma nöqtəsinə (perihelion) çatır. Ən yaxın yaxınlaşmanın bu iki anı üst-üstə düşəndə, ən böyük xalis gelgit qüvvəsinə səbəb olur, daha yüksək gelgit səviyyələri və aşağı gelgit səviyyələri gözlənilə bilər. Eynilə, afelinin keçidi apogey ilə üst-üstə düşürsə, aşağı gelgitlər və daha dayaz gelgitlər meydana gəlir.

Ən böyük gelgit amplitüdləri. Dünyanın ən yüksək gelgiti Fundy körfəzindəki Minas körfəzindəki güclü cərəyanlar tərəfindən əmələ gəlir. Buradakı gelgit dalğalanmaları yarımgünlük dövrlə normal gedişatla xarakterizə olunur. Yüksək gelgitdə suyun səviyyəsi tez-tez altı saat ərzində 12 m-dən çox yüksəlir və sonrakı altı saat ərzində eyni miqdarda azalır. Yaz gelgitinin təsiri, Ayın perigeydəki mövqeyi və Ayın maksimum enişi eyni gündə baş verdikdə, gelgit səviyyəsi 15 m-ə çata bilər.Qalxma dalğalarının bu müstəsna böyük amplitudası qismən huni formalı ilə bağlıdır. dərinliklərinin azaldığı və sahillərin körfəzin yuxarısına doğru bir-birinə yaxınlaşdığı Fundy Körfəzinin forması.Əsrlər boyu davamlı araşdırma mövzusu olan gelgitlərin səbəbləri bir çox problemə səbəb olan problemlər sırasındadır. hətta nisbətən yaxın zamanlarda mübahisəli nəzəriyyələr

Çarlz Darvin 1911-ci ildə yazırdı: “Qrotesk gelgit nəzəriyyələri üçün qədim ədəbiyyat axtarmağa ehtiyac yoxdur”. Bununla belə, dənizçilər onların baş verməsinin əsl səbəbləri haqqında heç bir təsəvvürə malik olmadan hündürlüklərini ölçməyi və gelgitlərdən faydalanmağı bacarırlar.

Düşünürəm ki, gelgitlərin səbəbləri barədə çox da narahat olmaq lazım deyil. Uzunmüddətli müşahidələrə əsasən, yerin sularının istənilən nöqtəsi üçün hər gün üçün suyun yüksək və aşağı düşmə vaxtlarını göstərən xüsusi cədvəllər hesablanır. Mən səyahətimi, məsələn, dayaz gölməçələri ilə məşhur olan Misirə planlaşdırıram, lakin əvvəlcədən planlaşdırmağa çalışın ki, günün birinci yarısında dolu su baş versin ki, bu da sizə ən çox səyahətə çıxmağa imkan verəcək. gündüz saatları.
Kiters üçün maraqlı olan gelgitlərlə bağlı başqa bir sual külək və su səviyyəsinin dəyişməsi arasındakı əlaqədir.

Bir xalq xurafatı yüksək gelgitdə küləyin gücləndiyini, aşağı gelgitdə isə turşlaşdığını bildirir.
Küləyin gelgit hadisələrinə təsiri daha başa düşüləndir. Dənizdən əsən külək suyu sahilə doğru itələyir, axının hündürlüyü normadan yuxarı qalxır və aşağı gelgitdə suyun səviyyəsi də orta səviyyəni keçir. Əksinə, qurudan külək əsəndə su sahildən uzaqlaşır, dənizin səviyyəsi aşağı düşür.

İkinci mexanizm, suyun böyük bir sahəsi üzərində atmosfer təzyiqini artırmaqla işləyir; atmosferin üst-üstə düşən çəkisi əlavə olunduqca suyun səviyyəsi azalır. Atmosfer təzyiqi 25 mm Hg artdıqda. Art., suyun səviyyəsi təxminən 33 sm azalır.Yüksək təzyiq zonası və ya antisiklon adətən yaxşı hava adlanır, lakin kiterlər üçün deyil. Antisiklonun mərkəzində sakitlik hökm sürür. Atmosfer təzyiqinin azalması suyun səviyyəsinin müvafiq olaraq artmasına səbəb olur. Nəticə etibarilə, atmosfer təzyiqinin kəskin azalması qasırğalı küləklərlə birlikdə suyun səviyyəsinin nəzərəçarpacaq dərəcədə artmasına səbəb ola bilər. Belə dalğalar gelgit adlandırılsa da, əslində gelgit qüvvələrinin təsiri ilə əlaqəli deyil və gelgit hadisələri üçün xarakterik olan dövriliyə malik deyildir.

Ancaq aşağı gelgitlərin də küləyə təsir göstərə bilməsi tamamilə mümkündür, məsələn, sahil laqonlarında suyun səviyyəsinin azalması suyun daha çox istiləşməsinə səbəb olur və nəticədə soyuq dəniz ilə dəniz arasındakı temperatur fərqinin azalmasına səbəb olur. meh təsirini zəiflədən qızdırılan torpaq.

Foto: Michael Marten