Izvještaj o osekama i osekama. Uticaj mjeseca na oseke i oseke

Prije dvije godine bio sam na odmoru na obali Indijskog okeana na predivnom ostrvu Cejlon. Moj mali hotel je bio samo 50 metara od okeana. Svaki dan sam svojim očima posmatrao sve moćne pokrete i buran život okeana. Jednog ranog jutra stajao sam na obali, gledao u talase i razmišljao šta daje snagu tako snažnoj vibraciji okeana, njegovim svakodnevnim osekama i osekama.

Šta daje snagu osekama i osekama

Gravitacija podjednako utiče na kretanje svih objekata. Ali ako gravitacija uzrokuje plimu u okeanima, a voda uzrokuje vodu u Africi, zašto onda nema plime u jezerima? Hm, šta ako pretpostavimo da je sve što znamo pogrešno. Mnogi inteligentni ljudi iz naučnog svijeta to objašnjavaju na ovaj način. Zemljina gravitacija u tački A je slabija nego u tački B. Neto efekat Zemljine gravitacije proteže okean. Nakon toga nabubri na suprotnim stranama.

Da, činjenice su zaista stvarne i postoji razlika u gravitacijskoj sili Mjeseca u tačkama A i B.

Nesporazum leži u objašnjenju izbočina. Možda se ne pojavljuju zbog razlika u privlačnosti. Ali razlozi su manje očigledni i zbunjuju se. Više se radi o kumulativnom pritisku na različitim mjestima u vodenom stupcu. I Mjesec pretvara Zemlju u hidrauličnu pumpu na planetarnoj skali, a voda nabubri, pritišćući se prema centru. Stoga je i najmanji udar dovoljan da počne kretanje valova.

Još malo o plimama

Ali želio bih razumjeti zašto nisu u drugoj akumulaciji vode:

u ljudskom tijelu (sastoji se od 80% vode);
u napunjenoj kadi;
u jezerima;
u šoljicama kafe itd.

Najvjerovatnije zbog nižeg pritiska nego u okeanu i loše hidraulike. Za razliku od okeana, sve su to male nakupine vode. Područje jezera, čaše i ostalog nije dovoljno da minimalni pritisak na njega promijeni nivo vode, stvarajući valove.

Velika jezera mogu stvoriti pritisak za male plime. Ali budući da vjetrovi i prskanje stvaraju velike talase, mi ih jednostavno ne primjećujemo. Plima se stvara posvuda, samo su vrlo mikroskopske.

Nivo površine okeana i mora se periodično menja, otprilike dva puta dnevno. Ove fluktuacije se nazivaju oseka i oseka. Tokom plime, nivo okeana postepeno raste i dostiže svoju najvišu poziciju. Za vrijeme oseke nivo postepeno pada na najniži nivo. Za vrijeme plime voda teče prema obalama, za vrijeme oseke - dalje od obale.

Plima i oseka stoje. Nastaju usled uticaja kosmičkih tela kao što je Sunce. Prema zakonima interakcije kosmičkih tijela, naša planeta i Mjesec međusobno se privlače. Mesečeva gravitacija je toliko jaka da se čini da se površina okeana savija prema njoj. Mesec se kreće oko Zemlje, a plimni talas „trči“ iza njega preko okeana. Kada talas stigne do obale, to je plima. Proći će malo vremena, voda će pratiti Mjesec i udaljavati se od obale - to je oseka. Prema istim univerzalnim kosmičkim zakonima, oseke i oseke nastaju i od privlačenja Sunca. Međutim, plimna sila Sunca je zbog udaljenosti znatno manja od lunarne, a da nema Mjeseca, plime i oseke na Zemlji bi bile 2,17 puta manje. Njutn je prvi dao objašnjenje plimnih sila.

Plima i oseka se međusobno razlikuju po trajanju i veličini. Najčešće su tokom dana dvije plime i dvije oseke. Na lukovima i obalama istočne i centralne Amerike postoji jedna plima i jedna oseka dnevno.

Veličina plime i oseke je još raznovrsnija od njihovog perioda. Teoretski, jedna lunarna plima je jednaka 0,53 m, solarna - 0,24 m. Dakle, najveća plima bi trebala imati visinu od 0,77 m. Na otvorenom okeanu i u blizini ostrva, vrijednost plime je prilično blizu teoretskoj: na Havajskom Otoci - 1 m, na ostrvu Sveta Jelena - 1,1 m; na ostrvima - 1,7 m. Na kontinentima se veličina plime kreće od 1,5 do 2 m. U unutrašnjim morima plime su vrlo neznatne: - 13 cm, - 4,8 cm. Smatra se da nema plime, ali blizu Venecije plime i oseke su do 1 m. Najveće plime su sljedeće, zabilježene u:

U zalivu Fundy () plima je dostigla visinu od 16-17 m. Ovo je najviša plima na cijelom svijetu.

Na sjeveru, u zaljevu Penžinskaja, visina plime dostigla je 12-14 m. Ovo je najviša plima na obali Rusije. Međutim, gore navedene brojke plime su prije izuzetak nego pravilo. Na velikoj većini mjernih tačaka nivoa plime one su male i rijetko prelaze 2 m.

Važnost plime i oseke je veoma velika za pomorsku plovidbu i izgradnju luka. Svaki plimni talas nosi ogromnu količinu energije.

Postoji porast i pad vode. Ovo je fenomen morskih oseka i oseka. Već u davna vremena posmatrači su primijetili da plima dolazi neko vrijeme nakon kulminacije Mjeseca na mjestu posmatranja. Štaviše, plime su najjače u danima mladog i punog mjeseca, kada se centri Mjeseca i Sunca nalaze otprilike na istoj pravoj liniji.

Uzimajući ovo u obzir, I. Newton je objasnio plime i oseke djelovanjem gravitacije sa Mjeseca i Sunca, odnosno činjenicom da različite dijelove Zemlje Mjesec privlači na različite načine.

Zemlja se okreće oko svoje ose mnogo brže nego što se Mjesec rotira oko Zemlje. Kao rezultat toga, plimna grba (relativni položaj Zemlje i Mjeseca prikazana je na slici 38) se pomiče, plimni talas prolazi Zemljom i nastaju plimne struje. Kako se val približava obali, visina vala se povećava kako se dno diže. U unutrašnjim morima visina plimnog vala je samo nekoliko centimetara, ali na otvorenom okeanu doseže oko jedan metar. U povoljno lociranim uskim zaljevima, visina plime se povećava nekoliko puta više.

Trenje vode o dno, kao i deformacija Zemljine čvrste ljuske, praćeni su oslobađanjem toplote, što dovodi do disipacije energije iz sistema Zemlja-Mjesec. Budući da je plimna grba na istoku, maksimalna plima se javlja nakon vrhunca Mjeseca, privlačenje grbe uzrokuje ubrzanje Mjeseca i usporavanje Zemljine rotacije. Mjesec se postepeno udaljava od Zemlje. Zaista, geološki podaci pokazuju da su u periodu jure (prije 190-130 miliona godina) plime bile mnogo veće, a dani kraći. Treba napomenuti da kada se udaljenost do Mjeseca smanji za 2 puta, visina plime se povećava 8 puta. Trenutno se dan povećava za 0,00017 s godišnje. Dakle, za oko 1,5 milijardi godina njihova dužina će se povećati na 40 današnjih dana. Mjesec će biti iste dužine. Kao rezultat toga, Zemlja i Mjesec će uvijek biti okrenuti jedno prema drugom istom stranom. Nakon toga, Mjesec će se početi postepeno približavati Zemlji i za još 2-3 milijarde godina bit će rastrgan plimskim silama (ako, naravno, do tada još postoji Sunčev sistem).

Uticaj Mjeseca na plimu

Razmotrimo, slijedeći Newtona, detaljnije plime i oseke uzrokovane privlačenjem Mjeseca, budući da je utjecaj Sunca znatno (2,2 puta) manji.

Zapišimo izraze za ubrzanja uzrokovana privlačenjem Mjeseca za različite tačke Zemlje, uzimajući u obzir da su za sva tijela u datoj tački prostora ta ubrzanja ista. U inercijskom referentnom sistemu povezanom sa centrom mase sistema, vrijednosti ubrzanja će biti:

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

Gdje aa, a O, a B— ubrzanja uzrokovana privlačenjem Mjeseca u tačkama A, O, B(Sl. 37); M— Mesečeva masa; r— poluprečnik Zemlje; R- udaljenost između centara Zemlje i Mjeseca (za proračune može se uzeti jednako 60 r); G— gravitaciona konstanta.

Ali mi živimo na Zemlji i vršimo sva posmatranja u referentnom sistemu koji je povezan sa centrom Zemlje, a ne sa centrom mase Zemlje - Mjesecom. Za prelazak na ovaj sistem potrebno je od svih ubrzanja oduzeti ubrzanje centra Zemlje. Onda

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

Izvršimo radnje u zagradama i uzmimo to u obzir r malo u poređenju sa R a u zbrojima i razlikama može se zanemariti. Onda

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

Ubrzanje a’A I a’B identične po veličini, suprotnog smjera, svaki usmjeren od centra Zemlje. Oni se zovu plimna ubrzanja. U tačkama C I D plimna ubrzanja su manja po veličini i usmjerena su prema centru Zemlje.

Plimna ubrzanja su ubrzanja koja nastaju u referentnom okviru povezanom s tijelom zbog činjenice da, zbog konačnih dimenzija ovog tijela, njegove različite dijelove tijelo koje uznemirava različito privlači. U tačkama A I B ispada da je ubrzanje gravitacije manje nego u tačkama C I D(Sl. 37). Shodno tome, da bi pritisak na istoj dubini bio isti (kao u komunikacijskim posudama) na ovim tačkama, voda mora porasti, formirajući takozvanu plimnu grbu. Proračuni pokazuju da je porast vode ili plime na otvorenom okeanu oko 40 cm.U priobalnim vodama je mnogo veći, a rekord je oko 18 m. Newtonova teorija to ne može objasniti.

Na obalama mnogih vanjskih mora možete vidjeti zanimljivu sliku: ribarske mreže su razvučene duž obale nedaleko od vode. Štaviše, ove mreže nisu bile postavljene za sušenje, već za ulov ribe. Ako ostanete na obali i promatrate more, sve će vam biti jasno. Sada voda počinje da raste, a tamo gde je pre samo nekoliko sati bio sprud, talasi prskaju. Kada se voda povukla, pojavile su se mreže u kojima su ljuskama svjetlucale zapetljane ribe. Ribari su obišli mreže i izvadili svoj ulov. Materijal sa sajta

Ovako jedan očevidac opisuje početak plime: „Stigli smo do mora“, rekao mi je jedan saputnik. Pogledao sam oko sebe u nedoumici. Ispred mene je zaista bila obala: trag mreškanja, napola zatrpana lešina tuljana, rijetki komadi naplavine, krhotine školjki. A onda je bilo ravno prostranstvo... i bez mora. Ali nakon otprilike tri sata, nepomična linija horizonta počela je da diše i uznemirila se. A sada je morski talas počeo da blista iza nje. Plima se nekontrolirano kotrljala naprijed po sivoj površini. Prestižući jedni druge, talasi su naleteli na obalu. Jedno za drugim, daleke stene su tonule - a svuda okolo se vidi samo voda. Baca mi slani sprej u lice. Umjesto mrtve ravnice, vodeno prostranstvo živi i diše preda mnom.”

Kada plimni val uđe u zaljev, koji ima oblik lijevka, čini se da ga obale zaljeva sabijaju, uzrokujući da se visina plime poveća nekoliko puta. Tako, u zalivu Fundy kod istočne obale Sjeverne Amerike, visina plime doseže 18 m. U Evropi se najviše plime (do 13,5 metara) javljaju u Bretanji u blizini grada Saint-Malo.

Vrlo često plimni talas ulazi u ušća

Nastavimo razgovor o silama koje djeluju na nebeska tijela i efektima koje to uzrokuje. Danas ću govoriti o plimama i negravitacionim poremećajima.

Šta to znači – “negravitacijski poremećaji”? Perturbacije se obično nazivaju malim korekcijama velike, glavne sile. Odnosno, govorit ćemo o nekim silama, čiji je utjecaj na objekt mnogo manji od gravitacijskih

Koje druge sile postoje u prirodi osim gravitacije? Ostavimo po strani jake i slabe nuklearne interakcije, one su lokalne prirode (djeluju na ekstremno kratkim udaljenostima). Ali elektromagnetizam je, kao što znamo, mnogo jači od gravitacije i proteže se jednako daleko – beskonačno. Ali kako su električni naboji suprotnih predznaka obično uravnoteženi, a gravitacijski "naboj" (čiju ulogu igra masa) uvijek je istog predznaka, onda s dovoljno velikim masama, naravno, gravitacija dolazi do izražaja. Dakle, u stvarnosti ćemo govoriti o smetnjama u kretanju nebeskih tijela pod utjecajem elektromagnetnog polja. Nema više opcija, iako još uvijek postoji tamna energija, ali o tome ćemo kasnije, kada budemo govorili o kosmologiji.

Kao što sam objasnio na , Newtonov jednostavan zakon gravitacije F = G∙M∙m/R² je vrlo zgodan za korištenje u astronomiji, jer većina tijela ima oblik blizak sfernom i dovoljno su udaljena jedno od drugog, tako da se prilikom izračunavanja mogu zamijeniti tačkama - tačkastim objektima koji sadrže njihovu cjelokupnu masu. Ali tijelo konačne veličine, uporedivo s rastojanjem između susjednih tijela, ipak doživljava različite utjecaje sila u svojim različitim dijelovima, jer se ti dijelovi nalaze drugačije od izvora gravitacije, i to se mora uzeti u obzir.

Privlačnost slama i razdire

Da bismo osjetili efekat plime, hajde da izvedemo misaoni eksperiment popularan među fizičarima: zamislimo sebe u liftu koji slobodno pada. Odsiječemo konopac koji drži kabinu i počinjemo padati. Prije nego što padnemo, možemo gledati šta se dešava oko nas. Kašimo slobodne mase i posmatramo kako se ponašaju. Isprva padaju sinhrono, a mi kažemo da je to bestežinsko stanje, jer svi predmeti u ovoj kabini i ona sama osjećaju približno isto ubrzanje slobodnog pada.

Ali s vremenom će naše materijalne točke početi mijenjati svoju konfiguraciju. Zašto? Budući da je donji na početku bio malo bliži centru privlačenja od gornjeg, pa donji, budući da se jače privlači, počinje da nadmašuje gornji. I bočne tačke ostaju uvijek na istoj udaljenosti od centra gravitacije, ali kako mu se približavaju počinju se približavati jedna drugoj, jer ubrzanja jednake veličine nisu paralelna. Kao rezultat, sistem nepovezanih objekata je deformisan. Ovo se zove efekat plime i oseke.

Sa stanovišta posmatrača koji je oko sebe rasuo zrna i posmatra kako se pojedina zrna kreću dok ceo sistem pada na masivni objekat, može se uvesti takav koncept kao polje plimnih sila. Definirajmo ove sile u svakoj tački kao vektorsku razliku između gravitacijskog ubrzanja u ovoj tački i ubrzanja promatrača ili centra mase, a ako za relativnu udaljenost uzmemo samo prvi član širenja u Taylorovom nizu, dobićemo simetričnu sliku: najbliža zrna će biti ispred posmatrača, udaljena će zaostajati za njim, tj. sistem će se protezati duž ose usmerene prema gravitirajućem objektu, a duž pravca okomitih na njega čestice će biti pritisnute prema posmatraču.

Šta mislite da će se dogoditi kada se planeta uvuče u crnu rupu? Oni koji nisu slušali predavanja iz astronomije obično misle da će crna rupa otkinuti materiju samo sa površine okrenute prema sebi. Oni ne znaju da se skoro jednako snažan efekat javlja na drugoj strani tijela koje slobodno pada. One. pocijepan je u dva dijametralno suprotna smjera, a ne u jednom.

Opasnosti svemira

Da bismo pokazali koliko je važno uzeti u obzir efekat plime i oseke, uzmimo Međunarodnu svemirsku stanicu. On, kao i svi sateliti Zemlje, slobodno pada u gravitacionom polju (ako motori nisu uključeni). A polje plimnih sila oko njega je sasvim opipljiva stvar, pa se astronaut, kada radi na vanjskoj strani stanice, mora vezati za nju, i to po pravilu sa dva kabla - za svaki slučaj, nikad se ne zna šta bi se moglo dogoditi. A ako se nađe nevezan u onim uslovima u kojima ga plimne sile odvlače od centra stanice, lako može izgubiti kontakt s njim. To se često dešava sa alatima, jer ih ne možete sve povezati. Ako astronautu nešto ispadne iz ruku, onda ovaj objekt odlazi u daljinu i postaje nezavisni satelit Zemlje.

Plan rada za ISS uključuje ispitivanja u svemiru ličnog mlaznog ranca. A kada mu motor pokvari, plimne sile odnesu astronauta, a mi ga izgubimo. Imena nestalih su povjerljiva.

Ovo je, naravno, šala: na sreću, takav incident se još nije dogodio. Ali ovo bi se vrlo lako moglo dogoditi! A možda će se to jednog dana i dogoditi.

Planeta-okean

Vratimo se na Zemlju. Ovo nam je najzanimljiviji objekt, a plimne sile koje djeluju na njega se dosta primjetno osjećaju. Sa kojih nebeskih tijela djeluju? Glavni je Mesec, jer je blizu. Sledeći najveći udar je Sunce, jer je masivno. I druge planete imaju određeni uticaj na Zemlju, ali je to jedva primetno.

Za analizu vanjskih gravitacijskih utjecaja na Zemlju, obično se predstavlja kao čvrsta lopta prekrivena tečnom ljuskom. Ovo je dobar model, jer naša planeta zapravo ima pokretnu školjku u obliku okeana i atmosfere, a sve ostalo je prilično čvrsto. Iako Zemljina kora i unutrašnji slojevi imaju ograničenu krutost i blago su podložni utjecaju plime i oseke, njihova elastična deformacija može se zanemariti pri izračunavanju utjecaja na ocean.

Ako nacrtamo vektore sile plime i oseke u sistemu Zemljinog centra mase, dobijamo sljedeću sliku: polje plimnih sila vuče okean duž ose Zemlja-Mjesec, a u ravni okomitoj na njega pritiska ga u centar Zemlje. . Dakle, planeta (barem njena pokretna školjka) teži da poprimi oblik elipsoida. U tom slučaju se pojavljuju dvije izbočine (nazivaju se plimne grbe) na suprotnim stranama globusa: jedna je okrenuta prema Mjesecu, druga prema Mjesecu, a u traci između njih pojavljuje se odgovarajuća „izbočina“ (tačnije , površina okeana ima manju zakrivljenost).

Zanimljivija stvar se dešava u jazu - gde vektor plimne sile pokušava da pomeri tečnu školjku duž površine zemlje. I ovo je prirodno: ako želite na jednom mjestu podići more, a na drugom ga spustiti, onda morate vodu odatle premjestiti ovamo. A između njih, plimne sile tjeraju vodu do "sublunarne tačke" i do "anti-lunarne tačke".

Kvantifikacija efekta plime i oseke je vrlo jednostavna. Zemljina gravitacija pokušava okean učiniti sfernim, a plimni dio lunarnog i sunčevog utjecaja pokušava ga rastegnuti duž njegove ose. Kada bismo Zemlju ostavili na miru i dozvolili joj da slobodno pada na Mesec, visina izbočine bi dostigla oko pola metra, tj. Okean se uzdiže samo 50 cm iznad svog prosječnog nivoa. Ako plovite na brodu po otvorenom moru ili oceanu, pola metra se ne primjećuje. Ovo se zove statična plima.

Gotovo na svakom ispitu naiđem na studenta koji samouvjereno tvrdi da se plima dešava samo na jednoj strani Zemlje – na onoj okrenutoj prema Mjesecu. Po pravilu, to kaže devojka. Ali dešava se, iako ređe, da mladići greše u ovom pitanju. U isto vrijeme, općenito, djevojčice imaju dublje znanje o astronomiji. Bilo bi interesantno otkriti razlog za ovu asimetriju "plime i oseke".

Ali da biste stvorili ispupčenje od pola metra na sublunarnoj tački, ovdje morate destilirati veliku količinu vode. Ali površina Zemlje ne ostaje nepomična, ona se brzo rotira u odnosu na pravac Meseca i Sunca, čineći punu revoluciju za jedan dan (a Mesec se kreće polako u orbiti - jedan obrt oko Zemlje za skoro jedan mjesec). Zbog toga plimna grba neprestano teče duž površine okeana, tako da je čvrsta površina Zemlje ispod plimne grbe 2 puta dnevno i 2 puta ispod plimnog pada nivoa okeana. Procijenimo: 40 hiljada kilometara (dužina Zemljinog ekvatora) dnevno, to je 463 metra u sekundi. To znači da ovaj talas od pola metra, poput mini-cunamija, nadzvučnom brzinom pogađa istočne obale kontinenata u ekvatorskoj regiji. Na našim geografskim širinama, brzina doseže 250-300 m/s - također prilično: iako val nije jako visok, zbog inercije može stvoriti odličan efekat.

Drugi objekat po uticaju na Zemlju je Sunce. On je 400 puta udaljeniji od nas od Meseca, ali 27 miliona puta masivniji. Stoga su efekti sa Mjeseca i sa Sunca uporedivi po veličini, iako Mjesec ipak djeluje malo jače: gravitacijski plimni efekat sa Sunca je otprilike upola slabiji nego s Mjeseca. Ponekad je njihov uticaj kombinovan: to se dešava na mladom mesecu, kada Mesec prolazi kroz pozadinu Sunca, i na punom mesecu, kada je Mesec na suprotnoj strani od Sunca. Ovih dana - kada se Zemlja, Mjesec i Sunce poravnaju, a to se dešava svake dvije sedmice - ukupan efekat plime je jedan i po puta veći nego samo od Mjeseca. I nakon nedelju dana, Mesec prođe četvrtinu svoje orbite i nađe se u kvadraturi sa Suncem (pravi ugao između pravaca na njima), a onda njihov uticaj jedan drugog slabi. U prosjeku, visina plime na otvorenom moru varira od četvrt metra do 75 centimetara.

Mornari već dugo poznaju plimu. Šta kapetan radi kada se brod nasukao? Ako ste čitali morske avanturističke romane, onda znate da on odmah gleda u kojoj je fazi Mjesec i čeka sljedeći pun mjesec ili mlad mjesec. Tada maksimalna plima može podići brod i ponovo ga isplivati.

Obalni problemi i karakteristike

Plima je posebno važna za lučke radnike i nautičare koji se spremaju uvesti svoj brod u luku ili iz nje. U pravilu se problem plitke vode javlja u blizini obale, a kako bi se spriječilo da ometa kretanje brodova, za ulazak u zaljev kopaju se podvodni kanali - umjetni plovni putevi. Njihova dubina treba uzeti u obzir visinu maksimalne oseke.

Ako pogledamo visinu plime i oseke u nekom trenutku i nacrtamo linije jednakih visina vode na karti, dobićemo koncentrične krugove sa centrima u dvije tačke (sublunarna i anti-mjesečeva), u kojima je plima najveća . Ako bi se orbitalna ravan Mjeseca poklapala sa ravninom Zemljinog ekvatora, tada bi se ove tačke uvijek kretale duž ekvatora i napravile bi punu revoluciju dnevno (tačnije, za 24ʰ 50ᵐ 28ˢ). Međutim, Mjesec se ne kreće u ovoj ravni, već blizu ravni ekliptike, u odnosu na koju je ekvator nagnut za 23,5 stepeni. Dakle, sublunarna tačka takođe "šeta" duž geografske širine. Dakle, u istoj luci (tj. na istoj geografskoj širini) visina maksimalne plime, koja se ponavlja svakih 12,5 sati, mijenja se tokom dana u zavisnosti od orijentacije Mjeseca u odnosu na Zemljin ekvator.

Ova „sitnica“ je važna za teoriju plime i oseke. Pogledajmo još jednom: Zemlja rotira oko svoje ose, a ravan lunarne orbite je nagnuta prema njoj. Dakle, svaka morska luka "kruži" oko Zemljinog pola tokom dana, jednom pada u područje najveće plime, a nakon 12,5 sati - ponovo u područje plime, ali manje visoke. One. dvije plime tokom dana nisu jednake po visini. Jedna je uvijek veća od druge, jer ravan mjesečeve orbite ne leži u ravni Zemljinog ekvatora.

Za stanovnike obale, efekat plime je od vitalnog značaja. Na primjer, u Francuskoj postoji jedan koji je s kopnom povezan asfaltnim putem položenim uz dno tjesnaca. Na ostrvu živi mnogo ljudi, ali ne mogu koristiti ovaj put dok je nivo mora visok. Ovim putem se može voziti samo dva puta dnevno. Ljudi se voze i čekaju oseku, kada nivo vode opadne i put postane pristupačan. Ljudi putuju na posao i s posla na obali koristeći posebnu tablicu plime i oseke koja se objavljuje za svako obalno naselje. Ako se ovaj fenomen ne uzme u obzir, voda može preplaviti pješaka na putu. Turisti jednostavno dođu tamo i prošetaju da pogledaju dno mora kada nema vode. A lokalni stanovnici skupljaju nešto sa dna, ponekad čak i za hranu, tj. u suštini, ovaj efekat hrani ljude.

Život je nastao iz okeana zahvaljujući osekama i osekama. Kao rezultat oseke, neke obalne životinje našle su se na pijesku i bile prisiljene naučiti udisati kisik direktno iz atmosfere. Da nije bilo Mjeseca, onda život možda ne bi tako aktivno izlazio iz okeana, jer je tamo dobro u svakom pogledu - termostatsko okruženje, bestežinsko stanje. Ali ako ste se iznenada našli na obali, morali ste nekako preživjeti.

Obala je, posebno ako je ravna, jako izložena za vrijeme oseke. I neko vrijeme ljudi gube priliku da koriste svoje plovilo, ležeći bespomoćno kao kitovi na obali. Ali u tome ima nečeg korisnog, jer se period oseke može iskoristiti za popravku brodova, posebno u nekim zaljevima: brodovi su zaplovili, zatim je voda otišla, a u ovo vrijeme se mogu popraviti.

Na primjer, postoji zaliv Fundy na istočnoj obali Kanade, za koji se kaže da ima najviše plime na svijetu: pad nivoa vode može doseći 16 metara, što se smatra rekordom za morsku plimu na Zemlji. Mornari su se prilagodili ovom svojstvu: za vrijeme plime dovode brod na obalu, učvršćuju ga, a kada voda nestane, brod visi, a dno se može začepiti.

Ljudi su odavno počeli da prate i redovno bilježe trenutke i karakteristike plime kako bi naučili kako predvidjeti ovu pojavu. Ubrzo izmišljeno mjerač oseke- uređaj u kojem se plovak kreće gore-dolje ovisno o razini mora, a očitanja se automatski iscrtavaju na papiru u obliku grafikona. Inače, mjerna sredstva gotovo se nisu promijenila od prvih osmatranja do danas.

Na osnovu velikog broja hidrografskih zapisa, matematičari pokušavaju stvoriti teoriju plime i oseke. Ako imate dugoročnu evidenciju o periodičnom procesu, možete ga razložiti na elementarne harmonike - sinusoide različitih amplituda sa više perioda. A zatim, nakon što odredite parametre harmonika, produžite ukupnu krivu u budućnost i na osnovu toga napravite tabele plima i oseke. Danas se takve tabele objavljuju za svaku luku na Zemlji, a svaki kapetan koji se sprema ući u luku uzima sto za njega i vidi kada će biti dovoljan nivo vode za njegov brod.

Najpoznatija priča vezana za prediktivne proračune dogodila se tokom Drugog svjetskog rata: 1944. naši saveznici - Britanci i Amerikanci - trebali su otvoriti drugi front protiv nacističke Njemačke, za to je bilo potrebno iskrcati se na francuskoj obali. Sjeverna obala Francuske je u tom pogledu vrlo neugodna: obala je strma, visoka 25-30 metara, a okeansko dno prilično plitko, pa se brodovi mogu približiti obali samo u vrijeme najveće plime. Da su se nasukali, jednostavno bi ih pucali iz topova. Da bi se to izbjeglo, napravljen je poseban mehanički (elektronskih još nije bilo) kompjuter. Izvršila je Fourierovu analizu vremenskih serija na nivou mora koristeći bubnjeve koji se rotiraju sopstvenom brzinom, kroz koje je prolazio metalni kabel, koji je sažimao sve članove Fourierovog niza, a pero spojeno na kabel iscrtavalo je grafikon visine plime i oseke u odnosu na vrijeme. To je bio strogo povjerljivi rad koji je uvelike unaprijedio teoriju plime i oseke jer je bilo moguće s dovoljnom preciznošću predvidjeti trenutak najveće plime, zahvaljujući kojoj su teški vojni transportni brodovi preplivali Lamanš i iskrcali trupe na obalu. Tako su matematičari i geofizičari spasili živote mnogih ljudi.

Neki matematičari pokušavaju da generalizuju podatke na planetarnoj skali, pokušavajući da stvore jedinstvenu teoriju plime i oseke, ali je poređenje zapisa napravljenih na različitim mestima teško jer je Zemlja tako nepravilna. Samo u nultom aproksimaciji jedan okean pokriva cijelu površinu planete, ali u stvarnosti postoje kontinenti i nekoliko slabo povezanih okeana, a svaki okean ima svoju frekvenciju prirodnih oscilacija.

Prethodne rasprave o fluktuacijama nivoa mora pod uticajem Mjeseca i Sunca odnosile su se na otvorene okeanske prostore, gdje se ubrzanje plime i oseke uvelike razlikuje od jedne obale do druge. A u lokalnim vodenim tijelima - na primjer, jezerima - može li plima stvoriti primjetan učinak?

Čini se da ne bi trebalo biti, jer je na svim tačkama jezera ubrzanje plime približno isto, razlika je mala. Na primjer, u centru Evrope nalazi se Ženevsko jezero, dugačko je samo oko 70 km i ni na koji način nije povezano sa okeanima, ali ljudi su odavno primijetili da tamo ima značajnih dnevnih oscilacija vode. Zašto nastaju?

Da, sila plime je izuzetno mala. Ali najvažnije je da je redovno, tj. radi periodično. Svi fizičari znaju efekat da, kada se sila periodično primjenjuje, ponekad uzrokuje povećanu amplitudu oscilacija. Na primjer, uzmete činiju supe iz kafeterije i... To znači da je frekvencija vaših koraka u rezonanciji sa prirodnim vibracijama tečnosti u ploči. Primijetivši to, naglo mijenjamo tempo hodanja - i juha se "smiruje". Svako vodeno tijelo ima svoju osnovnu rezonantnu frekvenciju. I što je veća veličina rezervoara, to je niža frekvencija prirodnih vibracija tečnosti u njemu. Dakle, ispostavilo se da je vlastita rezonantna frekvencija Ženevskog jezera umnožak frekvencije plime i oseke, a mali utjecaj plime i oseke "gubi" Ženevsko jezero tako da se nivo na njegovim obalama prilično zamjetno mijenja. Ovi dugoperiodični stajaći talasi koji se javljaju u zatvorenim vodenim tijelima nazivaju se seiches.

Energija plime i oseke

Danas pokušavaju povezati jedan od alternativnih izvora energije sa efektom plime i oseke. Kao što sam rekao, glavni efekat plime nije to što voda raste i opada. Glavni efekat je plimna struja koja pomiče vodu oko cijele planete u jednom danu.

Na plitkim mestima ovaj efekat je veoma važan. U području Novog Zelanda, kapetani čak i ne riskiraju da vode brodove kroz neke tjesnace. Jedrilice nikada nisu uspjele tuda proći, a čak i moderni brodovi teško prolaze, jer je dno plitko, a plimne struje imaju ogromnu brzinu.

Ali pošto voda teče, ova kinetička energija se može iskoristiti. A već su izgrađene i elektrane u kojima se turbine rotiraju naprijed-natrag zbog plimskih struja. Prilično su funkcionalni. Prva plimna elektrana (TE) napravljena je u Francuskoj, i danas je najveća na svijetu, snage 240 MW. U poređenju sa hidroelektranom, nije tako sjajan, naravno, ali opslužuje najbliža ruralna područja.

Što je bliže polu, to je manja brzina plimnog vala, stoga u Rusiji nema obala koje bi imale vrlo snažne plime. Generalno, imamo malo izlaza na more, a obala Arktičkog okeana nije posebno isplativa za korištenje energije plime i oseke, također zato što plima tjera vodu sa istoka na zapad. Ali još uvijek postoje mjesta pogodna za PES, na primjer, Kislaya Bay.

Činjenica je da u zaljevima plima uvijek stvara veći učinak: val se podiže, juri u zaljev, a on se sužava, sužava - i amplituda se povećava. Sličan proces se događa kao da je bič napukao: u početku dugi val polako putuje duž biča, ali onda se masa dijela biča koji je uključen u kretanje smanjuje, pa se brzina povećava (impuls mv je očuvan!) i na uskom kraju dostiže supersonični, usled čega čujemo klik.

Stvarajući eksperimentalnu Kislogubsku TE male snage, inženjeri energetike su pokušali da shvate koliko se efikasno plime na cirkumpolarnim geografskim širinama mogu koristiti za proizvodnju električne energije. Nema mnogo ekonomskog smisla. Međutim, sada postoji projekat za veoma moćnu rusku TE (Mezenskaya) – za 8 gigavata. Da bi se postigla ova kolosalna snaga, potrebno je blokirati veliki zaliv, koji branom odvaja Bijelo more od Barencovog mora. Istina, vrlo je sumnjivo da će se to raditi sve dok imamo naftu i gas.

Prošlost i budućnost plime i oseke

Usput, odakle dolazi energija plime i oseke? Turbina se okreće, stvara se električna energija, a koji objekt gubi energiju?

Pošto je izvor energije plime i oseke rotacija Zemlje, ako crpimo iz nje, to znači da se rotacija mora usporiti. Čini se da Zemlja ima unutrašnje izvore energije (toplota iz dubina dolazi od geohemijskih procesa i raspada radioaktivnih elemenata), a postoji nešto što može nadoknaditi gubitak kinetičke energije. To je tačno, ali tok energije, koji se prosječno širi gotovo ravnomjerno u svim smjerovima, teško može značajno utjecati na ugaoni moment i promijeniti rotaciju.

Da se Zemlja ne okreće, plimne grbe bi bile usmjerene tačno u smjeru Mjeseca i suprotnom smjeru. Ali, dok se rotira, Zemljino ih tijelo nosi naprijed u smjeru svoje rotacije - i nastaje stalna divergencija vrha plime i sublunarne točke od 3-4 stepena. čemu ovo vodi? Jače ga privlači grba koja je bliža Mjesecu. Ova gravitaciona sila ima tendenciju da uspori Zemljinu rotaciju. A suprotna grba je dalje od Meseca, pokušava da ubrza rotaciju, ali se slabije privlači, pa rezultujući moment sile ima kočni efekat na rotaciju Zemlje.

Dakle, naša planeta konstantno smanjuje svoju brzinu rotacije (iako ne sasvim redovno, skokovima, što je zbog posebnosti prijenosa mase u oceanima i atmosferi). Kakav uticaj imaju Zemljine plime i oseke na Mesec? Blisko plimno ispupčenje vuče za sobom i Mjesec, dok ga udaljeno, naprotiv, usporava. Prva sila je veća, zbog čega se Mjesec ubrzava. Sjetite se sada iz prethodnog predavanja, šta se dešava sa satelitom koji je nasilno povučen naprijed u kretanju? Kako se njegova energija povećava, ona se udaljava od planete i njena ugaona brzina se smanjuje jer se orbitalni radijus povećava. Inače, povećanje perioda okretanja Mjeseca oko Zemlje primijećeno je još u vrijeme Njutna.

Govoreći u brojevima, Mjesec se udaljava od nas za oko 3,5 cm godišnje, a dužina Zemljinog dana se povećava za stoti dio sekunde svakih sto godina. Izgleda kao besmislica, ali zapamtite da Zemlja postoji milijardama godina. Lako je izračunati da je u vrijeme dinosaurusa bilo oko 18 sati u danu (sadašnji sati, naravno).

Kako se Mjesec udaljava, plimne sile postaju sve manje. Ali on se uvek udaljavao, a ako pogledamo u prošlost, videćemo da je pre Mesec bio bliže Zemlji, što znači da su plime bile veće. Možete cijeniti, na primjer, da su u arhejskoj eri, prije 3 milijarde godina, plime bile kilometarske visoke.

Plimni fenomeni na drugim planetama

Naravno, iste se pojave dešavaju i u sistemima drugih planeta sa satelitima. Jupiter je, na primjer, vrlo masivna planeta sa velikim brojem satelita. Njegova četiri najveća satelita (nazvani su Galilejevi jer ih je Galileo otkrio) su pod velikim uticajem Jupitera. Najbliži od njih, Io, u potpunosti je prekriven vulkanima, među kojima ima više od pedeset aktivnih, a emituju "dodatnu" materiju 250-300 km naviše. Ovo otkriće bilo je prilično neočekivano: na Zemlji nema tako moćnih vulkana, ali evo malog tijela veličine Mjeseca, koje se već odavno trebalo ohladiti, ali umjesto toga pršti od vrućine na sve strane. Gdje je izvor ove energije?

Iova vulkanska aktivnost nije bila iznenađenje za sve: šest mjeseci prije nego što se prva sonda približila Jupiteru, dvojica američkih geofizičara objavila su rad u kojem su izračunali Jupiterov plimni utjecaj na ovaj mjesec. Ispostavilo se da je toliko velik da bi mogao deformirati tijelo satelita. A tokom deformacije, toplota se uvijek oslobađa. Kada uzmemo komad hladnog plastelina i počnemo ga mijesiti u rukama, nakon nekoliko kompresija postaje mekan i savitljiv. To se ne događa zato što ga je ruka zagrijala svojom toplinom (isto će se dogoditi ako ga zgnječite u hladnom škripcu), već zato što je deformacija u njega unijela mehaničku energiju koja se pretvarala u toplinsku energiju.

Ali zašto se, zaboga, oblik satelita mijenja pod utjecajem plime i oseke sa Jupitera? Čini se da je, krećući se po kružnoj orbiti i rotirajući sinhrono, poput našeg Mjeseca, jednom postao elipsoid - i nema razloga za naknadna izobličenja oblika? Međutim, postoje i drugi sateliti u blizini Ia; svi oni uzrokuju da se njegova (Io) orbita lagano pomjera naprijed-nazad: ili se približava Jupiteru ili se udaljava. To znači da plimni utjecaj ili slabi ili se pojačava, a oblik tijela se stalno mijenja. Inače, još nisam govorio o plimama u čvrstom tijelu Zemlje: naravno, i one postoje, nisu tako visoke, reda veličine decimetra. Ako sjedite na svom mjestu šest sati, tada ćete zahvaljujući plimi i oseci "hodati" dvadesetak centimetara u odnosu na centar Zemlje. Ova vibracija je ljudima, naravno, neprimjetna, ali geofizički instrumenti je registruju.

Za razliku od čvrste Zemlje, površina Ioa fluktuira sa amplitudom od mnogo kilometara tokom svakog orbitalnog perioda. Velika količina energije deformacije se raspršuje kao toplina i zagrijava podzemnu površinu. Inače, na njemu se ne vide meteoritski krateri, jer vulkani neprestano bombarduju cijelu površinu svježom materijom. Čim se formira udarni krater, sto godina kasnije prekriven je produktima erupcija susjednih vulkana. Oni rade kontinuirano i vrlo snažno, a tome se dodaju i pukotine u kori planete, kroz koje iz dubina teče otopljeni minerali, uglavnom sumpor. Na visokim temperaturama potamni, pa potok iz kratera izgleda crn. A lagani rub vulkana je ohlađena supstanca koja pada oko vulkana. Na našoj planeti materija izbačena iz vulkana obično se usporava zrakom i pada blizu otvora, formirajući konus, ali na Io nema atmosfere i leti balističkom putanjom daleko u svim smjerovima. Možda je ovo primjer najmoćnijeg efekta plime i oseke u Sunčevom sistemu.

Drugi Jupiterov satelit, Evropa, sve liči na naš Antarktik, prekriven je neprekidnom ledenom korom, na nekim mestima napukao, jer i njega nešto stalno deformiše. Budući da je ovaj satelit udaljeniji od Jupitera, efekat plime i oseke ovdje nije tako jak, ali ipak prilično uočljiv. Ispod ove ledene kore nalazi se tečni okean: fotografije prikazuju fontane koje izviru iz nekih pukotina koje su se otvorile. Pod uticajem plimnih sila, okean bjesni, a ledena polja plutaju i sudaraju se na njegovoj površini, slično kao što imamo u Arktičkom okeanu i kod obala Antarktika. Izmjerena električna provodljivost okeanske tekućine Evrope ukazuje da je riječ o slanoj vodi. Zašto tamo ne bi bilo života? Bilo bi primamljivo spustiti uređaj u jednu od pukotina i vidjeti tko tamo živi.

U stvari, ne susreću se sve planete. Na primjer, Enceladus, mjesec Saturna, također ima ledenu koru i ocean ispod. Ali proračuni pokazuju da energija plime i oseke nije dovoljna za održavanje subglacijalnog okeana u tekućem stanju. Naravno, osim plime, bilo koje nebesko tijelo ima i druge izvore energije - na primjer, raspadajuće radioaktivne elemente (uranijum, torijum, kalij), ali na malim planetama teško da mogu igrati značajnu ulogu. To znači da postoji nešto što još ne razumijemo.

Efekat plime je izuzetno važan za zvijezde. Zašto - više o tome u narednom predavanju.

15. oktobra 2012

Britanski fotograf Michael Marten napravio je seriju originalnih fotografija na kojima je prikazana obala Britanije iz istih uglova, ali u različito vrijeme. Jedan snimak za vrijeme oseke i jedan za vrijeme oseke.

Ispostavilo se da je to bilo prilično neobično, a pozitivne kritike projekta doslovno su natjerale autora da počne objavljivati knjigu. Knjiga pod nazivom "Sea Change" objavljena je u avgustu ove godine i objavljena je na dva jezika. Michaelu Martenu je trebalo oko osam godina da stvori svoju impresivnu seriju fotografija. Vrijeme između visoke i niske vode u prosjeku je nešto više od šest sati. Stoga, Michael mora da se zadržava na svakom mjestu duže od samo nekoliko klikova zatvarača. Autor je dugo gajio ideju o stvaranju serije ovakvih radova. Tražio je kako na filmu, bez ljudskog uticaja, realizovati promjene u prirodi. I našao sam ga slučajno, u jednom od primorskih škotskih sela, gdje sam proveo cijeli dan i uhvatio vrijeme oseke i oseke.

Periodične fluktuacije nivoa vode (rastanja i padanja) u vodenim područjima na Zemlji nazivaju se plime i oseke.

Najviši vodostaj uočen u danu ili pola dana tokom oseke naziva se visoka voda, najniži nivo tokom oseke naziva se niska voda, a trenutak dostizanja ovih maksimalnih nivoa se naziva stajanje (ili stepen) oseke. plima ili oseka, respektivno. Prosječni nivo mora je uslovna vrijednost iznad koje se oznake nivoa nalaze za vrijeme plime, a ispod koje za vrijeme oseke. Ovo je rezultat usrednjavanja velikih serija hitnih zapažanja.

Vertikalne fluktuacije vodostaja za vrijeme plime i oseke povezane su s horizontalnim kretanjima vodenih masa u odnosu na obalu. Ovi procesi su komplikovani udarima vjetra, riječnim otjecanjem i drugim faktorima. Horizontalna kretanja vodenih masa u obalnom pojasu nazivaju se plimne (ili plimne) struje, dok se vertikalne fluktuacije vodostaja nazivaju osekama i osekama. Sve pojave povezane sa osekama i osekama karakteriše periodičnost. Plimne struje povremeno mijenjaju smjer u suprotan, nasuprot tome, okeanske struje, koje se kreću kontinuirano i jednosmjerno, uzrokovane su općom cirkulacijom atmosfere i pokrivaju velike površine otvorenog oceana.

Plima i oseka se ciklički smjenjuju u skladu sa promjenjivim astronomskim, hidrološkim i meteorološkim uvjetima. Redoslijed plimnih faza određen je sa dva maksimuma i dva minimuma u dnevnom ciklusu.

Iako Sunce igra značajnu ulogu u procesima plime i oseke, odlučujući faktor u njihovom razvoju je gravitaciona sila Mjeseca. Stepen uticaja plimnih sila na svaku česticu vode, bez obzira na njen položaj na zemljinoj površini, određen je Newtonovim zakonom univerzalne gravitacije.

Ovaj zakon kaže da dvije materijalne čestice privlače jedna drugu silom koja je direktno proporcionalna proizvodu masa obje čestice i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih. Podrazumijeva se da što je veća masa tijela, to je veća sila međusobne privlačnosti koja nastaje između njih (sa istom gustinom, manje tijelo će stvarati manje privlačenja od većeg).

Zakon također znači da što je veća udaljenost između dva tijela, to je manja privlačnost između njih. Budući da je ova sila obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između dva tijela, faktor udaljenosti igra mnogo veću ulogu u određivanju veličine sile plime i oseke nego mase tijela.

Gravitacijska privlačnost Zemlje, koja djeluje na Mjesec i drži ga u orbiti blizu Zemlje, suprotna je sili privlačenja Zemlje od strane Mjeseca, koji teži da pomjeri Zemlju prema Mjesecu i „podiže“ sve objekte koji se nalaze. na Zemlji u pravcu Meseca.

Tačka na zemljinoj površini koja se nalazi neposredno ispod Mjeseca udaljena je samo 6.400 km od centra Zemlje i u prosjeku 386.063 km od centra Mjeseca. Osim toga, masa Zemlje je 81,3 puta veća od mase Mjeseca. Dakle, u ovoj tački zemljine površine, Zemljina gravitacija koja djeluje na bilo koji objekt je približno 300 hiljada puta veća od Mjesečeve gravitacije.

Uobičajena je ideja da voda na Zemlji direktno ispod Mjeseca raste u smjeru Mjeseca, uzrokujući da voda otiče sa drugih mjesta na Zemljinoj površini, ali pošto je Mjesečeva gravitacija tako mala u poređenju sa Zemljinom, to ne bi bilo biti dovoljan da podigne toliko vode, ogromnu težinu.
Međutim, okeani, mora i velika jezera na Zemlji, budući da su velika tečna tijela, mogu se slobodno kretati pod utjecajem sila bočnog pomaka, a svaka blaga tendencija horizontalnog kretanja ih pokreće. Sve vode koje nisu direktno ispod Meseca podložne su delovanju komponente Mesečeve gravitacione sile usmerene tangencijalno (tangencijalno) na površinu zemlje, kao i njene komponente usmerene prema van, i podložne su horizontalnom pomeranju u odnosu na čvrstu materiju. zemljine kore.

Kao rezultat, voda teče iz susjednih područja zemljine površine prema mjestu koje se nalazi ispod Mjeseca. Rezultirajuća akumulacija vode u tački ispod Mjeseca formira tu plimu. Sam plimni val na otvorenom oceanu ima visinu od samo 30-60 cm, ali se značajno povećava kada se približava obalama kontinenata ili otoka.
Zbog kretanja vode iz susjednih područja prema tački ispod Mjeseca, odgovarajuće oseke vode se javljaju u dvije druge točke udaljene od njega na udaljenosti jednakoj četvrtini Zemljinog obima. Zanimljivo je napomenuti da je smanjenje nivoa mora na ove dvije tačke praćeno porastom nivoa mora ne samo na strani Zemlje koja je okrenuta Mjesecu, već i na suprotnoj strani.

Ovu činjenicu objašnjava i Newtonov zakon. Dva ili više objekata koji se nalaze na različitim udaljenostima od istog izvora gravitacije i stoga su podvrgnuti ubrzanju gravitacije različitih veličina, kreću se jedan u odnosu na drugi, jer ga objekt koji je najbliži centru gravitacije najjače privlači.

Voda u sublunarnoj tački doživljava jače privlačenje prema Mjesecu nego Zemlja ispod njega, ali Zemlja zauzvrat ima jače privlačenje prema Mjesecu od vode na suprotnoj strani planete. Tako nastaje plimni val, koji se na strani Zemlje okrenutoj prema Mjesecu naziva direktnim, a na suprotnoj strani - obrnutim. Prvi od njih je samo 5% veći od drugog.

Zbog rotacije Mjeseca u orbiti oko Zemlje, između dvije uzastopne plime ili dvije oseke na datom mjestu prođe otprilike 12 sati i 25 minuta. Interval između vrhunaca uzastopnih plime i oseke je cca. 6 sati 12 minuta Period od 24 sata i 50 minuta između dvije uzastopne plime naziva se plimni (ili lunarni) dan.

Nejednakosti plime. Procesi plime i oseke su vrlo složeni i mnogi faktori se moraju uzeti u obzir da bi se razumjeli. U svakom slučaju, bit će određene glavne karakteristike:
1) faza razvoja plime u odnosu na prolazak Mjeseca;
2) amplituda plime i oseke i
3) vrstu plimnih fluktuacija, odnosno oblik krivulje vodostaja.
Brojne varijacije u smjeru i veličini plimnih sila dovode do razlika u veličini jutarnje i večernje plime u datoj luci, kao i između istih plime i oseke u različitim lukama. Ove razlike se nazivaju nejednakosti plime.

Poludnevni efekat. Obično u roku od jednog dana, zbog glavne plimne sile - rotacije Zemlje oko svoje ose - formiraju se dva potpuna ciklusa plime i oseke.

Kada se posmatra sa sjevernog pola ekliptike, očito je da Mjesec rotira oko Zemlje u istom smjeru u kojem Zemlja rotira oko svoje ose - suprotno od kazaljke na satu. Sa svakim narednim obrtajem, data tačka na zemljinoj površini ponovo zauzima položaj direktno ispod Meseca nešto kasnije nego tokom prethodne revolucije. Iz tog razloga, i oseka i oseka kasne otprilike 50 minuta svakog dana. Ova vrijednost se naziva lunarno kašnjenje.

Polumjesečna nejednakost. Ovaj glavni tip varijacije karakteriše periodičnost od približno 143/4 dana, što je povezano sa rotacijom Mjeseca oko Zemlje i njegovim prolaskom kroz uzastopne faze, posebno sizigije (mladak i pun mjesec), tj. trenucima kada se Sunce, Zemlja i Mjesec nalaze na istoj pravoj liniji.

Do sada smo se dotakli samo plimnog uticaja Meseca. Gravitaciono polje Sunca takođe utiče na plimu, međutim, iako je masa Sunca mnogo veća od mase Meseca, udaljenost od Zemlje do Sunca je toliko veća od udaljenosti do Meseca da je sila plime i oseke Sunca je manje od polovine od Mjeseca.

Međutim, kada su Sunce i Mjesec na istoj pravoj liniji, bilo na istoj strani Zemlje ili na suprotnim stranama (za vrijeme mladog mjeseca ili punog mjeseca), njihove gravitacijske sile se zbrajaju, djelujući duž iste ose, a solarna plima se preklapa sa mjesečevom plimom.

Isto tako, privlačenje Sunca povećava oseku uzrokovanu utjecajem Mjeseca. Kao rezultat toga, plime postaju veće, a plime niže nego da ih uzrokuje samo Mjesečeva gravitacija. Takve plime i oseke se nazivaju prolećne.

Kada su vektori gravitacionih sila Sunca i Mjeseca međusobno okomiti (za vrijeme kvadratura, tj. kada je Mjesec u prvoj ili posljednjoj četvrti), njihove plimne sile se suprotstavljaju, jer se plima uzrokovana privlačenjem Sunca superponira na oseke uzrokovane Mjesecom.

U takvim uslovima, plime i oseke nisu tako velike i plime nisu tako niske kao da su posledica samo gravitacione sile Meseca. Takve srednje oseke i oseke nazivaju se kvadratura.

Raspon visokih i niskih vodenih oznaka u ovom slučaju je smanjen za otprilike tri puta u odnosu na proljetnu plimu.

Lunarna paralaktička nejednakost. Period fluktuacije visina plime i oseke, koji nastaje zbog lunarne paralakse, iznosi 271/2 dana. Razlog za ovu nejednakost je promjena udaljenosti Mjeseca od Zemlje tokom njene rotacije. Zbog eliptičnog oblika lunarne orbite, plimna sila Mjeseca u perigeju je 40% veća nego u apogeju.

Dnevna nejednakost. Period ove nejednakosti je 24 sata i 50 minuta. Razlozi za njegovu pojavu su rotacija Zemlje oko svoje ose i promjena deklinacije Mjeseca. Kada je Mjesec blizu nebeskog ekvatora, dvije plime određenog dana (kao i dvije oseke) se neznatno razlikuju, a visine jutarnje i večernje visoke i niske vode su vrlo blizu. Međutim, kako se mjesečeva sjeverna ili južna deklinacija povećava, jutarnje i večernje plime istog tipa se razlikuju po visini, a kada Mjesec dostigne najveću sjevernu ili južnu deklinaciju, ova razlika je najveća.

Poznate su i tropske plime i oseke, tako nazvane jer je Mjesec skoro iznad sjevernog ili južnog tropa.

Dnevna nejednakost ne utječe značajno na visine dvije uzastopne oseke u Atlantskom oceanu, a čak je i njen utjecaj na visine plime i oseke mali u odnosu na ukupnu amplitudu fluktuacija. Međutim, u Tihom okeanu dnevna varijabilnost je tri puta veća u nivoima oseke nego u visokim nivoima plime.

Polugodišnja nejednakost. Njegov uzrok je okretanje Zemlje oko Sunca i odgovarajuća promjena deklinacije Sunca. Dva puta godišnje po nekoliko dana tokom ekvinocija, Sunce je blizu nebeskog ekvatora, tj. njegova deklinacija je blizu 0. Mesec se takođe nalazi blizu nebeskog ekvatora otprilike jedan dan svake pola meseca. Dakle, tokom ekvinocija postoje periodi kada su deklinacije i Sunca i Mjeseca približno jednake 0. Ukupni plimni efekat privlačenja ova dva tijela u takvim trenucima je najuočljiviji u područjima koja se nalaze u blizini Zemljinog ekvatora. Ako je u isto vrijeme Mjesec u fazi mladog mjeseca ili punog mjeseca, tzv. ekvinocijalne proljetne plime.

Nejednakost solarne paralakse. Period ispoljavanja ove nejednakosti je godinu dana. Njegov uzrok je promjena udaljenosti od Zemlje do Sunca tokom orbitalnog kretanja Zemlje. Jednom za svaku revoluciju oko Zemlje, Mjesec je na najkraćoj udaljenosti od nje u perigeju. Jednom godišnje, oko 2. januara, Zemlja, krećući se po svojoj orbiti, takođe dostiže tačku najbližeg približavanja Suncu (perihel). Kada se ova dva momenta najbližeg približavanja poklope, uzrokujući najveću neto silu plime, mogu se očekivati viši nivoi plime i niži nivoi plime. Isto tako, ako se prolazak afela poklopi sa apogejem, dolazi do niže plime i pliće plime.

Najveće amplitude plime. Najveću plimu na svijetu stvaraju jake struje u zalivu Minas u zalivu Fundy. Fluktuacije plime i oseke ovdje karakterizira normalan tok sa poludnevnim periodom. Nivo vode u vrijeme plime često poraste za više od 12 m za šest sati, a zatim opadne za istu količinu u narednih šest sati. Kada se dejstvo prolećne plime, položaj Meseca u perigeju i maksimalna deklinacija Meseca pojave istog dana, nivo plime može dostići i 15 m. Ova izuzetno velika amplituda fluktuacija plime delom je posledica levkastog oblika. oblik zaljeva Fundy, gdje se dubine smanjuju, a obale približavaju vrhu zaljeva.. Uzroci plime i oseke, koji su predmet stalnih proučavanja dugi niz stoljeća, spadaju u one probleme koji su izazvali mnoge kontroverzne teorije čak iu relativno novije vrijeme

Charles Darwin je 1911. napisao: “Nema potrebe tražiti drevnu literaturu radi grotesknih teorija plime i oseke.” Međutim, mornari uspijevaju izmjeriti svoju visinu i iskoristiti plimu, a da nemaju pojma o stvarnim uzrocima njihove pojave.

Mislim da ne moramo previše da brinemo o uzrocima plime. Na osnovu dugoročnih posmatranja, za bilo koju tačku zemaljskih voda izračunavaju se posebne tabele koje ukazuju na vrijeme visoke i niske vode za svaki dan. Planiram svoje putovanje, na primjer, u Egipat, koji je poznat po plitkim lagunama, ali pokušajte unaprijed planirati tako da puna voda bude u prvoj polovini dana, što će vam omogućiti da u potpunosti vozite većinu dnevnim satima.
Još jedno pitanje vezano za plimu i oseku koje je interesantno za zmajeve je odnos između vjetra i fluktuacija nivoa vode.

Narodno praznovjerje kaže da se za vrijeme plime vjetar pojača, ali za vrijeme oseke pokiseli.
Utjecaj vjetra na pojave plime i oseke je razumljiviji. Vjetar s mora gura vodu prema obali, visina plime raste iznad normale, a za vrijeme oseke i vodostaj prelazi prosjek. Naprotiv, kada vjetar puše s kopna, voda se odbacuje od obale, a nivo mora opada.

Drugi mehanizam djeluje povećanjem atmosferskog tlaka na ogromnoj površini vode; razina vode opada kako se dodaje superponirana težina atmosfere. Kada se atmosferski pritisak poveća za 25 mm Hg. čl., vodostaj opada za otprilike 33 cm Zona visokog pritiska ili anticiklon se obično naziva dobrim vremenom, ali ne i za zmajeve. U središtu anticiklone vlada zatišje. Smanjenje atmosferskog pritiska uzrokuje odgovarajući porast nivoa vode. Posljedično, oštar pad atmosferskog tlaka u kombinaciji s uraganskim vjetrovima može uzrokovati primjetan porast nivoa vode. Takvi valovi, iako se zovu plimni, zapravo nisu povezani s utjecajem plimnih sila i nemaju periodičnost karakterističnu za fenomene plime i oseke.

No, sasvim je moguće da oseke mogu utjecati i na vjetar, na primjer, smanjenje vodostaja u obalnim lagunama dovodi do većeg zagrijavanja vode, a kao posljedica i smanjenja temperaturne razlike između hladnog mora i zagrijano zemljište, što slabi efekat povetarca.

Fotografija Michaela Martena