Най-силните изливания и потоци в света. Фунди Бей и най-силният прилив

География. Модерна илюстрирана енциклопедия. - М.: Росман. Редактиран от проф. А. П. Горкин. 2006 година.

Излив и поток
периодични колебания на нивото на водата (нараства и пада) във водите на Земята, които са причинени от гравитационното привличане на Луната и Слънцето, действащи върху въртящата се Земя. Всички големи водни площи, включително океаните, моретата и езерата, са повече или по-малко податливи на изливи и потоци, въпреки че са малки на езерата.
Най-високото водно ниво, наблюдавано на ден или половин ден при отлив, се нарича пълна вода, най-ниското при отлив се нарича ниска вода, а моментът на достигане на тези пределни нива се нарича стояне (или етап) на прилива или прилив. Средното морско ниво е условна стойност, над която има отличителни знаци по време на приливите и приливите. Това е резултат от осредняване на големи серии от спешни наблюдения. Средната височина на прилива (или прилив) е средна стойност, изчислена от голяма поредица от данни за нивата на пълните или ниските води. И двете от средните нива са обвързани с местния крак.
Вертикалните колебания на нивото на водата по време на приливите и отливите са свързани с хоризонтални движения на водните маси спрямо брега. Тези процеси се усложняват от вятърна вълна, отток на река и други фактори. Хоризонталните движения на водните маси в крайбрежната зона се наричат \u200b\u200bприливни (или приливни) течения, докато вертикалните колебания на нивото на водата се наричат \u200b\u200bприливи и отливи. Всички явления, свързани с приливите и отливите, се характеризират с периодичност. Приливните течения периодично променят посоката, докато океанските течения, които се движат непрекъснато и еднопосочно, се причиняват от обща атмосферна циркулация и обхващат големи открити океански райони (виж също ОКЕАН).
В интервалите на преход от прилив към отлив и обратно, е трудно да се установи тенденцията на приливния ток. По това време (което не винаги съвпада с изливането или потока), се казва, че водата "застоя".
Приливите се редуват циклично в съответствие с променящите се астрономически, хидрологични и метеорологични условия. Последователността на приливните фази се определя от два максимума и два понижения в дневния курс.
Обяснение на произхода на приливните сили.Въпреки че Слънцето играе важна роля в процесите на приливите и отливите, решаващият фактор за тяхното развитие е силата на гравитационното привличане на Луната. Степента на влияние на приливните сили върху всяка частица вода, независимо от местоположението й на земната повърхност, се определя от закона на универсалното гравитация на Нютон. Този закон казва, че две материални частици се привличат една към друга със сила, която е пряко пропорционална на произведението на маси от двете частици и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях. Разбира се, че колкото по-голяма е масата на телата, толкова по-голяма е силата на взаимно привличане между тях (при една и съща плътност, по-малко тяло ще създаде по-малко привличане от повече). Законът означава също, че колкото по-голямо е разстоянието между две тела, толкова по-малко привличане между тях. Тъй като тази сила е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между две тела, при определяне на величината на приливната сила факторът на разстоянието играе много по-голяма роля от масите на телата.
Гравитационното привличане на Земята, действаща върху Луната и я държи в околоземна орбита, е противоположна на силата на гравитацията на Земята от Луната, която има тенденция да измества Земята към Луната и „повдига“ всички обекти на Земята по посока на Луната. Точка от земната повърхност, разположена непосредствено под Луната, е само на 6400 км от центъра на Земята и средно на 386 063 км от центъра на Луната. Освен това масата на Земята е 81,3 пъти по-голяма от масата на Луната. По този начин, в този момент на земната повърхност, земната гравитация, действаща върху всеки обект, е приблизително 300 хиляди пъти по-голяма от привличането на Луната. Широко разпространено е мнението, че водата на Земята, непосредствено под Луната, се издига в посока на Луната, което води до изтичане на вода от други места на земната повърхност, обаче, тъй като привличането на Луната е толкова малко в сравнение с привличането на Земята, че не би било достатъчно да се издигне огромно тегло.
Независимо от това, океаните, моретата и големите езера на Земята, бидейки големи течни тела, са свободни да се движат под действието на сили на странично изместване и всяка слаба тенденция към хоризонтално изместване ги придвижва. Всички води, които не са непосредствено под Луната, са подложени на действието на компонента на гравитационната сила на Луната, насочена тангенциално (тангенциално) към земната повърхност, както и нейния компонент, насочен навън, и са обект на хоризонтално изместване спрямо плътната земна кора. В резултат на това има поток вода от съседните райони на земната повърхност в посока на мястото под Луната. Полученото натрупване на вода в точка под Луната образува прилив там. Самата приливна вълна в открития океан има височина само 30-60 см, но тя се увеличава значително, когато се приближава до бреговете на континентите или островите.
Поради движението на водата от съседните райони към точката под Луната, съответни изтичания на вода възникват в две други точки, отстранени от нея на разстояние, равно на една четвърт от обиколката на Земята. Интересно е да се отбележи, че понижението на морското равнище в тези две точки е придружено от покачване на морското равнище, не само от страната на Земята, обърната към Луната, но и от противоположната страна. Този факт се обяснява и със закона на Нютон. Два или повече обекта, разположени на различни разстояния от един и същ източник на гравитация и, следователно, подложени на ускорение на гравитацията с различни размери, се движат един спрямо друг, тъй като обектът, който е най-близо до центъра на тежестта, е най-привлечен от него. Водата в лунната точка изпитва по-силно привличане към Луната, отколкото Земята под нея, но Земята от своя страна е по-привлечена от Луната, отколкото от водата, от другата страна на планетата. Така възниква приливна вълна, която отстрани на Земята, обърната към Луната, се нарича права линия, а от противоположната страна - обратната. Първият от тях е само с 5% по-висок от втория.
Поради въртенето на Луната в орбитата си около Земята между два последователни приливи или две изливания на това място минават приблизително 12 часа 25 минути. Интервалът между кулминациите на последователните приливи и отливи е приблизително. 6 ч. 12 мин Период от 24 часа 50 минути между два последователни прилива се нарича приливни (или лунни) дни.
Неравенства на прилива.Процесите на приливите и отливите са много сложни, следователно, за да ги разберем, трябва да се вземат предвид много фактори. Във всеки случай основните характеристики ще бъдат определени: 1) етапът на развитие на прилива спрямо преминаването на Луната; 2) амплитудата на прилива и 3) вида на приливните колебания или формата на кривата на хода на нивото на водата. Многобройните вариации в посоката и големината на силите на приливите и отливите създават разлика в стойностите на сутрешните и вечерните приливи в дадено пристанище, както и между едни и същи приливи и отливи в различни пристанища. Тези разлики се наричат \u200b\u200bприливи на приливи и отливи.
Полусеменният ефект. Обикновено през деня поради основната приливна сила - въртенето на Земята около оста си - се образуват два пълни приливни цикъла. Когато се гледа от Северния полюс на еклиптиката, е очевидно, че Луната се върти около Земята в същата посока, в която Земята се върти около оста си - обратно на часовниковата стрелка. При всяка следваща революция тази точка на земната повърхност отново заема позиция непосредствено под Луната, малко по-късно, отколкото при предишната революция. Поради тази причина приливите и потоците на прилива се забавят с приблизително 50 минути всеки ден. Тази стойност се нарича лунен лаг.
Половин месец неравенство. Този основен тип вариация се характеризира с периодичност от около 143/4 дни, което се свързва с въртенето на Луната около земята и преминаването на последователни фази, по-специално syzygy (нови луни и пълни луни), т.е. моменти, когато Слънцето, Земята и Луната са разположени на една права линия. Досега се занимавахме само с приливния ефект на Луната. Гравитационното поле на Слънцето също действа на приливите и отливите, въпреки че масата на Слънцето е много по-голяма от масата на Луната, разстоянието от Земята до Слънцето е толкова по-голямо от разстоянието до Луната, че силата на прилив на Слънцето е по-малка от половината от приливната сила на Луната. Когато обаче Слънцето и Луната са на една и съща линия както от една и съща страна на Земята, така и от обратната страна (към новолунието или пълнолунието), техните атрактивни сили се прибавят, действайки по една и съща ос и слънчевият прилив се наслагва върху лунния. По същия начин привличането на слънцето засилва изливането, причинено от влиянието на Луната. В резултат на това приливите и отливите стават по-високи, а отливите са по-ниски, отколкото ако са причинени само от привличането на Луната. Такива приливи се наричат \u200b\u200bsyzygy.
Когато векторите на гравитацията на Слънцето и Луната са взаимно перпендикулярни (по време на квадратури, т.е. когато Луната е в първата или последната четвърт), техните приливни сили противодействат, тъй като приливът, причинен от привличането на Слънцето, се припокрива с прилива, причинен от Луната. При такива условия приливите и отливите не са толкова високи, а приливите и отливите не са толкова ниски, сякаш се дължат само на силата на гравитацията на Луната. Такива междинни приливи се наричат \u200b\u200bквадратура. Обхватът на възвишенията на пълните и ниските води в този случай се намалява приблизително три пъти в сравнение с прилива на сизигията. В Атлантическия океан сизигията и квадратурните приливи обикновено закъсняват с един ден в сравнение със съответната фаза на Луната. В Тихия океан такова закъснение е само 5 часа. В пристанищата на Ню Йорк и Сан Франциско и в Мексиканския залив сизигитните приливи и отливи са с 40% по-високи от квадратурата.
Лунно паралактическо неравенство. Периодът на колебания във височините на приливите и отливите, произтичащи от лунния паралакс, е 271/2 дни. Причината за това неравенство е промяната в разстоянието на Луната от земята по време на въртенето на последната. Поради елиптичната форма на лунната орбита, приливната сила на Луната в перигея е с 40% по-голяма, отколкото при апогей. Това изчисление е валидно за пристанището в Ню Йорк, където ефектът от престоя на Луната при апогея или перигея обикновено изостава с около 11/2 дни спрямо съответната фаза на Луната. За пристанището на Сан Франциско разликата във височините на приливите и отливите поради луната в перигей или апогей е едва 32% и те следват съответните фази на Луната със закъснение от два дни.
Ежедневно неравенство. Периодът на това неравенство е 24 часа 50 минути. Причините за появата му са въртенето на Земята около оста й и промяната в деклинацията на Луната. Когато Луната е близо до небесния екватор, двата приливи и отливи в този ден (както и два ниски приливи и отливи) са малко по-различни, а височините на сутринта и вечерта пълни и плитки води са много близки. Въпреки това, с увеличаване на северната или южната деклинация на Луната, сутрешните и вечерните приливи от същия тип се различават по височина, а когато Луната достигне най-голямото северно или южно наклонение, тази разлика е максимална. Известни са и тропическите приливи, така наречените, тъй като Луната е разположена почти над северните или южните тропици.
Ежедневното неравенство не влияе значително на височините на два последователни отлива в Атлантическия океан и дори неговият ефект върху приливните височини е малък в сравнение с общата амплитуда на трептенията. Въпреки това, в Тихия океан, дневната неравномерност се проявява в нивата на отливите три пъти по-силни, отколкото в нивата на приливите и отливите.
Полугодишно неравенство. Нейната причина е революцията на земята около слънцето и съответната промяна в декланирането на слънцето. Два пъти годишно в продължение на няколко дни по време на равноденствията Слънцето е близо до небесния екватор, т.е. неговото наклонение е близо до 0 °. Луната също се намира близо до небесния екватор за около ден на всеки половин месец. Така по време на равноденствията има периоди, когато деклинацията както на Слънцето, така и на Луната е приблизително 0 °. Общият приливен ефект от привличането на тези две тела в такива моменти е най-силно изразен в области, разположени в близост до земния екватор. Ако в същото време Луната е във фаза на новолуние или пълнолуние, т.нар приливи и отливи.
Слънчево паралактическо неравенство. Периодът на проявление на това неравенство е една година. Нейната причина е промяна в разстоянието от Земята до Слънцето по време на орбиталното движение на Земята. Веднъж за всяка революция около Земята, Луната е на най-краткото разстояние от нея в перигей. Веднъж годишно, около 2 януари, Земята, движеща се по своята орбита, също достига точката на най-близко приближение до Слънцето (перихелион). Когато тези два момента на най-близко сближаване съвпадат, причинявайки най-голямата обща приливна сила, могат да се очакват по-високи нива на прилив и по-ниски нива на прилив. По същия начин, ако преминаването на афелия съвпада с апогея, има по-малко високи приливи и по-малко дълбоки приливи.
Методи за наблюдение и прогнозиране на височината на приливите и отливите.Нивата на приливите и отливите се измерват с помощта на различни видове устройства.
Подножието е стандартна релса със сантиметрова скала, приложена към нея, прикрепена вертикално към кея или към опора, потопена във вода, така че нулевата маркировка да е под най-ниското ниво на отлив. Промените в нивата се четат директно от тази скала.
Поплавък Такива стъпала се използват, когато постоянното вълнение или плиткият набъбване затрудняват определянето на нивото по фиксирана скала. Вътре в защитния кладенец (куха камера или тръба), вертикално монтиран на морското дъно, се поставя поплавък, който е свързан с показалец, монтиран във фиксирана скала, или с писалката на рекордера. Водата влиза в кладенеца през малка дупка, разположена доста под минималното морско ниво. Неговите промени на приливите се предават чрез поплавъка на измервателни уреди.
Хидростатичен рекордер на морското ниво. Блок гумени торбички се поставя на определена дълбочина. С височината на приливите и отливите (воден слой) се променя, хидростатичното налягане се променя, което се записва от измервателни уреди. Автоматичните записващи устройства (приливни прибори) също могат да бъдат използвани за получаване на непрекъснат запис на приливни колебания във всяка точка.
Приливни маси. При съставянето на приливни таблици се използват два основни метода: хармоничен и нехармоничен. Нехармоничният метод се основава изцяло на резултатите от наблюденията. Освен това се включват характеристиките на пристанищните водни зони и някои основни астрономически данни (часовият ъгъл на Луната, времето на преминаването й през небесния меридиан, фазите, деклинацията и паралакса). След като направите изменения на тези фактори, изчисляването на нивата на прилив и отлив за всяко пристанище е чисто математическа процедура.
Хармоничният метод отчасти е аналитичен и отчасти се основава на наблюдения на височините на приливите и отливите, проведени в продължение на поне един лунен месец. За да се потвърди този тип прогнози за всяко пристанище, са необходими дълги серии от наблюдения, тъй като поради физически явления като инерция и триене, както и сложната конфигурация на крайбрежните райони и особеностите на долната топография, възникват изкривявания. Тъй като приливните процеси са присъщи на периодичността, към тях се прилага анализ на хармонични трептения. Наблюдаваният прилив се счита за резултат от добавяне на серия от прости компоненти на приливни вълни, всеки от които е причинен от една от приливните сили или един от факторите. За цялостно решение се използват 37 такива прости компонента, въпреки че в някои случаи допълнителните компоненти над 20 основни са незначителни. Едновременно заместване на 37 константи в уравнението и неговото реално решение се извършва на компютър.
Приливи и отливи по реки и течения.Взаимодействието на приливи и отливи е ясно видимо там, където големи реки се вливат в океана. Височината на приливите и отливите в заливите, устията и устията може да се увеличи значително в резултат на увеличен отток в пределните потоци, особено по време на наводнения. В същото време океанските приливи проникват далеч нагоре по реките под формата на приливни течения. Например на река Хъдсън приливна вълна навлиза на разстояние 210 км от устието. Приливни течения обикновено се разпространяват нагоре по реката до трудни водопади или бързеи. По време на приливи и отливи теченията в реките се характеризират с по-висока скорост, отколкото по време на отливи. Максималните скорости на приливните течения достигат 22 км / ч.
Бор. Когато водата, която влиза в движение под въздействието на отлив, е ограничена в движението си по тесен канал, се образува доста стръмна вълна, която се движи нагоре по течението по един фронт. Това явление се нарича приливна вълна или бор. Такива вълни се наблюдават на реки, много по-високи от устията, където комбинацията от триене и течението на реката най-много предотвратява разпространението на прилива. Известен е феноменът на образуване на бор в залива на Фунди в Канада. Близо до Монктон (Ню Брънсуик Пров.) Река Пикодиак се влива в залива на Фунди, образувайки пределно течение. При отлив ширината му е 150 м и преминава през отводнителната лента. По време на прилив, водна стена с дължина 750 м и височина 60–90 см се вдига нагоре по реката с бучене и бучене. Най-големият известен отвор с височина 4,5 м се образува на река Фучунджан, която се влива в залива Ханжоу. Вижте също BOR.
Обратният водопад (обратна посока) е друго явление, свързано с приливите и отливите по реките. Типичен пример е водопад на река Сейнт Джон (Ню Брънсуик, Канада). Тук, по тесен пролом, вода при отлив прониква в басейн, разположен над ниското ниво на водата, но малко под нивото на пълната вода в същото дефиле. Така възниква препятствие, преминаващо през което водата образува водопад. По време на отлив водният поток се втурва надолу по течението през стеснения проход и, преодолявайки подводния перваз, образува обикновен водопад. При прилив, стръмна вълна, влизаща в дефилето, пада във водопад в една надвиснала кухина. Обратният поток продължава, докато нивата на водата от двете страни на прага се изравнят и приливът не започне. След това водопадът, обърнат надолу по течението, се възстановява отново. Средната разлика в нивото на водата в дефилето е приблизително. 2.7 m, обаче при най-високите приливи, височината на директния водопад може да надвиши 4,8 m, а на обратния - 3,7 m.
Най-големите амплитуди на приливите и отливите.Най-високият прилив в света се формира в условия на силни течения в залива Минас в залива Фунди. Колебанията на приливите и отливите се характеризират с нормален ход с полудневен период. Нивото на водата при отлив често се повишава с повече от 12 м за шест часа, след което през следващите шест часа спада със същото количество. Когато влиянието на прилива на сизигията, положението на Луната в перигея и максималното наклонение на Луната се появят в един ден, нивото на приливите и отливите може да достигне 15 м. Такава изключително голяма амплитуда на приливни колебания се дължи отчасти на формата на фуния на залива на Фунди, където дълбочините намаляват и бреговете се сближават към върха на залива.
Вятър и време.Вятърът оказва значително влияние върху приливите и отливите. Вятърът от морето води вода към брега, приливът се увеличава над нормалното, а при отлив нивото на водата също надвишава средното. Напротив, с вятър, който духа от сушата, водата се задвижва от брега, а нивото на морето спада.
Поради увеличаване на атмосферното налягане върху огромна водна площ, се получава понижение на нивото на водата, тъй като се добавя наложеното тегло на атмосферата. Когато атмосферното налягане се повиши с 25 mm Hg. Чл., Нивото на водата намалява с приблизително 33 см. Намаляването на атмосферното налягане води до съответно повишаване на нивото на водата. Следователно рязкото спадане на атмосферното налягане в комбинация с вятъра от ураган може да причини забележимо покачване на нивото на водата. Такива вълни, въпреки че се наричат \u200b\u200bприливни вълни, всъщност не са свързани с влиянието на приливните сили и нямат характерната за приливите и явленията периодичност. Образуването на споменатите вълни може да бъде съчетано или с урагани със сила на урагани, или с подводни земетресения (в последния случай те се наричат \u200b\u200bсеизмични морски вълни, или цунами).
Използването на приливната енергия.Разработени са четири метода за използване на приливна енергия, но най-практичният от тях е създаването на система за приливни басейни. В същото време колебанията в нивото на водата, свързани с приливите и отливите, се използват в системата за заключване, така че разликата в нивата постоянно се поддържа, което позволява получаването на енергия. Капацитетът на приливните електроцентрали директно зависи от площта на басейните на капаните и разликата в потенциалното ниво. Последният фактор, от своя страна, е функция от амплитудата на приливните колебания. Достижимата разлика в нивото е най-важната за производството на електроенергия, въпреки че цената на съоръженията зависи от площта на басейните. Понастоящем големи приливни електроцентрали работят в Русия на полуостров Кола и в Приморие, във Франция в устието на река Ранс, в Китай близо до Шанхай, както и в други части на земното кълбо.
ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПРИЛОЖЕНИЯ В НЯКОИ ПОРТИ НА СВЕТА
порт :: Интервал между приливите и отливите :: Средната височина на прилива, m ::   Височината на приливът syzygy, m
:: з :: мин :: ::
метро Морис-Джезеп, Гренландия, Дания :: 10 :: 49 :: 0,12 :: 0.18
Рейкявик, Исландия :: 4 :: 50 :: 2.77 :: 3.66
стр. Коксоак, протока Хъдсън, Канада :: 8 :: 56 :: 7.65 :: 10.19
Сейнт Джонс, Нюфаундленд, Канада :: 7 :: 12 :: 0.76 :: 1.04
Баренко, Fundy Bay, Канада :: 0 :: 09 :: 12.02 :: 13.51
Портланд ,. Мейн, САЩ :: 11 :: 10 :: 2.71 :: 3.11
Boston, МА. Масачузетс, САЩ :: 11 :: 16 :: 2.90 :: 3.35
Ню Йорк Ню Йорк, САЩ :: 8 :: 15 :: 1.34 :: 1.62
Балтимор ,. Мериленд, САЩ :: 6 :: 29 :: 0.33 :: 0.40
Маями Бийч Флорида, САЩ :: 7 :: 37 :: 0.76 :: 0.91
Galveston парчета. Тексас, САЩ :: 5 :: 07 :: 0.30 :: 0.43 *
за. Марака, Бразилия :: 6 :: 00 :: 6.98 :: 9.15
Рио де Жанейро, Бразилия :: 2 :: 23 :: 0.76 :: 1.07
Калао, Перу :: 5 :: 36 :: 0.55 :: 0.73
Балбоа, Панама :: 3 :: 05 :: 3.84 :: 5.00
Сан Франциско Калифорния, САЩ :: 11 :: 40 :: 1.19 :: 1.74 *
Сиатъл, Вашингтон, САЩ :: 4 :: 29 :: 2.32 :: 3.45 *
Нанаймо, Британска Колумбия, Канада :: 5 :: 00 :: ... :: 3.42 *
Ситка, Аляска, САЩ :: 0 :: 07 :: 2.35 :: 3.02 *
Изгрев, Кук Бей Аляска, САЩ :: 6 :: 15 :: 9.24 :: 10.16
Хонолулу, бр. Хавай, САЩ :: 3 :: 41 :: 0.37 :: 0.58 *
Папеете, о. Таити, Френска Полинезия :: ... :: ... :: 0,24 :: 0,33
Дарвин, Австралия :: 5 :: 00 :: 4.39 :: 6.19
Мелбърн, Австралия :: 2 :: 10 :: 0.52 :: 0.58
Янгон, Мианмар :: 4 :: 26 :: 3,90 :: 4,97
Занзибар, Танзания :: 3 :: 28 :: 2.47 :: 3.63
Кейптаун, Южна Африка :: 2 :: 55 :: 0.98 :: 1.31
Гибралтар, Влад. Великобритания :: 1 :: 27 :: 0.70 :: 0.94
Гранвил, Франция :: 5 :: 45 :: 8.69 :: 12.26
Лийт, Обединеното кралство :: 2 :: 08 :: 3.72 :: 4.91
Лондон, Обединеното кралство :: 1 :: 18 :: 5.67 :: 6.56
Дувър, Великобритания :: 11 :: 06 :: 4.42 :: 5.67
Ейвънмут, Обединеното кралство :: 6 :: 39 :: 9.48 :: 12.32
Рамзи, о. Мейн, Великобритания :: 10 :: 55 :: 5.25 :: 7.17
Осло, Норвегия :: 5 :: 26 :: 0.30 :: 0.33
Хамбург, Германия :: 4 :: 40 :: 2.23 :: 2.38
* Дневната амплитуда на прилива.
СПРАВКА
Шулейкин В.В. Физика на морето. М., 1968
Харви Дж. Атмосфера и океан. М., 1982
Drake C., Imbri J., Knaus J., Turekian K. Ocean в себе си и за нас. М., 1982

Енциклопедия Обиколи света. 2008.