III. Периодические гравитационные приливы
СОДЕРЖАНИЕ
1. Полусуточные гравитационные приливы
2. Ритм долгопериодичных приливных «вибраций» в океане
3. Полумесячный и месячный периоды долгопериодных волн прилива в океане
4. Период волны полюсного прилива в океане
5. Период приливообразуюощх сил системы Солнце – планеты
6. Период колебаний приливообразующей силы, действующей на Землю
7. Многолетний лунный прилив в океане
8. Вековой период колебаний приливообразующей сил
9. Период колебания приливообразующей силы
Приливы вынесли жизнь из моря на сушу, отливы оставили ее на земле. И началась на земле жизнь...
Расцвет и увядание.
Богатство и нищета.
Рождение и смерть.
Приливы и отливы.
Вода в океане под действием силы всемирного тяготения устремляется к Луне. Когда Луна всходит над горизонтом мы наблюдаем отлив, а когда она красуется в вышине – прилив!
1. Полусуточные гравитационные приливы
Основное приливное возмущение Земля испытывает со стороны Луны и Солнца, причем лунные возмущения вдвое сильнее солнечных. Эти возмущения проявляются в океанических приливах, для которых полная вода наступает два раза в сутки, при этом высоты этих двух полных вод приблизительно равны. Полусуточные приливы наиболее отчетливо проявляются в Атлантическом океане.
Количественные характеристики
Период – 12 часов 26 минут
Механизм возникновения циклического явления
Основной причиной возникновения полусуточных гравитационных приливов является гравитационное взаимодействие системы Луна-Земля
Порождаемые циклические явления
С полусуточными гравитационными приливами связаны морские приливы, колебания уровня грунтовых вод и вулканической лавы. Лунно-солнечные приливы модулируют с полусуточным периодом амплитуды высокочастотного сейсмического шума Земли.
Наиболее ярко приливы и отливы проявляются в Атлантическом океане. Перепады уровней зависят от рельефа побережья и могут колебаться достаточно сильно. Этим пользуются местные жители, собирая во время отлива водоросли, моллюсков и крабов, – хорошее подспорье в хозяйстве
2. Ритм долгопериодичных приливных «вибраций» в океане
На возможность существования такого ритма впервые указали И.В. Максимов, В.Н. Воробьев и Н.П. Смирнов. В соответствии с их предположением ритм долгопериодических приливных «вибраций» представляет собой пакет колебаний с близкими частотами. Проведенные в дальнейшем натурные исследования в Северном Ледовитом океане подтвердили их предположение.
Количественные характеристики
Период (в среднем) – 9,1 суток
| Амплитуды колебаний уровня океана для некоторых пунктов наблюдений | |||
|---|---|---|---|
| Пункт | Амплитуда, мм | Пункт | Амплитуда, мм |
| Бухта Тихая | 32,8 | Мыс Болванский Нос | 62,0 |
| Остров Диксон | 80,0 | Остров Правды | 39,0 |
| Мыс Челюскин | 53,0 | Бухта Солнечная | 72,0 |
| Остров Домашний | 69,0 | Бухта Тикси | 118,0 |
| Остров Котельный | 14,4 | ||
Сдвиг максимума океанского прилива относительно минимума компоненты приливной силы Луны с периодом 9 суток равняется в среднем +1,2 суток.
Механизм возникновения циклического явления
Предполагается, что долгопериодические приливные вибрации в океане возникают в результате воздействия на Землю приливообразующей силы Луны и Солнца, одна из компонент которой имеет период вариаций близкий к 9 суткам.
3. Полумесячный и месячный периоды долгопериодных волн прилива в океане
Полумесячный и месячный приливы в океане выражены двумя глобальными, обширными для всего океана, стоячими приливными волнами. В высоких широтах Земли отмечены наибольшие размеры приливных колебаний уровня. В районе 35° северной и южной широты таких колебаний совсем нет. На экваторе приливные волны опять достигают наибольших величин.
Количественные характеристики
| Периоды долгопериодных волн прилива в океане | |
|---|---|
| Полумесячная волна | 13,6 – 14,8 суток |
| Месячная волна | 1 месяц |
| Амплитуды колебаний уровня для различных широт, мм | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Долгопериодная волна | Широта | |||||
| 40° ю. ш. | 20° ю. ш. | 0° | 20°с.ш. | 40° с. ш. | 60° с. ш. | |
| Полумесячная волна | 20 | 10 | 20 | 22 | 10 | 30 |
| Месячная волна | 23 | 10 | 18 | 20 | 9 | 24 |
Механизм возникновения циклического явления
Предполагается, что:
- колебания уровня океана с периодом в 13,6-14,8 суток порождаются долгопериодическими колебаниями приливной силы, действующей на Землю со стороны Луны и Солнца с периодом, близким к 13-14 суткам;
- колебания уровня с периодом в 1 месяц порождаются долгопериодическими колебаниями приливной силы, действующей на Землю со стороны Луны и Солнца с периодом, близким к 1 месяцу
4. Период волны полюсного прилива в океане
На основе анализа более 200 серий наблюдений за колебаниями уровня на побережьях Атлантического, Тихого, Индийского и Северного Ледовитого океанов И.В. Максимов экспериментально доказал существование волны полюсного прилива в океане. Основной особенностью этой волны является то, что:
- фаза прилива изменяется с долготой таким образом, что разность фаз колебаний в различных районах океана соответствует разности долгот этих районов;
- амплитуда прилива, достигая максимального значения в умеренных широтах, уменьшается до нуля в экваториальной области и вблизи полюсов.
Для морей, глубоко вдающихся в сушу и имеющих причудливую конфигурацию (Средиземное, Балтийское, Охотское) характерно усиление амплитуды волны полюсного прилива. Такое же явление наблюдается у побережья Бенгальского залива, у Гавайских и Маршалловых островов.
Количественные характеристики
Период – 14 месяцев
| Амплитуда колебаний для различных широт, см | ||
|---|---|---|
| Область | Приэкваториальная | Умеренные широты |
| Амплитуда | 0,5 | 1,5-2,0 |
Механизм возникновения циклического явления
Колебания уровня мирового океана с периодом 14 месяцев связывают с нутационными колебаниями оси вращения Земли – периодом Чандлера.
5. Период приливообразующих сил системы Солнце – планеты
Теоретически, а затем и практически, было установлено, что приливообразующие силы системы Солнце – планеты испытывают циклические вариации, которые проявляются в образовании небольших приливных волн в фотосферных слоях Солнца. Особенно заметны эти волны в тех случаях, когда две, три, четыре планеты располагаются на одной прямой, проходящей через центр Солнца, по одну или обе стороны от него.
Количественные характеристики
| Период | 15-17 месяцев |
|---|---|
| Высота прилива в фотосфере Солнца (в отсутствии резонанса) | до 3 мм |
| Время действия прилива | 15-20 суток |
Механизм возникновения циклического явления
Циклической изменение интенсивности приливообразующих сил системы Солнце – планеты порождается периодическим группированием троек планет Юпитер – Земля – Венера и Юпитер – Венера – Меркурий и их гравитационным взаимодействием с Солнцем.
6. Период колебаний приливообразующей силы, действующей на Землю
Шведский океанолог О. Паттерсон, исследуя условия возникновения внутренних волн в океане, пришел к выводу, что эти волны образуются за счет периодического колебания приливообразующей силы, действующей на Землю со стороны Луны.
Количественные характеристики
| Период | 8,9 года |
|---|---|
| Эпоха минимума приливообразующей силы | 1953 г. |
Механизм возникновения циклического явления
Колебания приливообразующей силы являются следствием механического движения, гравитационного взаимодействия и периодически повторяющегося взаиморасположения в мировом пространстве Земли и Луны.
Порождаемые циклические явления
Колебания приливообразующей силы с таким периодом порождают образование внутренних волн в океане, которые приводят к периодическому скачкообразному изменению солености и температуры воды в различных точках Мирового океана, что, в свою очередь, приводит к возникновению ритмических изменений климата на Земле.
7. Многолетний лунный прилив в океане
Многолетний лунный прилив в океане проявляется в существовании глобальной стоячей волны. Имеющиеся в распоряжении естествоиспытателей более или менее длительные ряды наблюдений за уровнем Атлантического океана (северной его части) показывают, что основная особенность рассматриваемых приливных колебаний – это повышение их интенсивности в областях, лежащих выше 35°с.ш. и ю.ш., и понижение их интенсивности между 35°с.ш. и 35°ю.ш.
Количественные характеристики
| Период | 18,61 года |
|---|---|
| Средняя амплитуда колебаний в северной части Атлантического океана | 21,4 мм |
Механизм возникновения циклического явления
Предполагается, что эти колебания порождаются долгопериодическими вариациями приливной силы Луны с периодом, близким к 18,6 года.
8. Вековой период колебаний приливообразующей силы
Предположение о существования периодических колебаний приливообразующей силы первым высказал шведский океанолог О. Петтерсон в 1929 г. В дальнейшем оно подтверждено различными косвенными данными, в частности, ритмичностью в возникновении особо благоприятных условий для рыболовства в северных морях.
Количественные характеристики
Период – 111 лет
Механизм возникновения циклического явления
Предполагается, что это явление порождается периодическими повторениями определенной конфигурации в расположениях Земли, Луны и Солнца.
Порождаемые циклические явления
Колебания приливообразующей силы оказывают прямое воздействие на ритмичность изменения климата Земли.
9. Период колебания приливообразующей силы
В 1914г. шведский океанограф О. Петтерсон высказал предположение о существовании колебаний действующей на Землю приливообразующей силы с периодом в несколько десятков столетий. В дальнейшем анализ океанических отложений в целом подтвердил предположение О. Петтерсона, а дополнительные теоретические исследования позволили оценить период этих колебаний.
Количественные характеристики
| Период | 1850 лет |
|---|---|
| Эпоха максимума приливообразующей силы | 1433 г. н.э. |
Механизм возникновения циклического явления
О. Петтерсон утверждает, что в моменты взаиморасположения констелляции Солнца, Земли в перигелии и Луны в полнолунии на одной прямой происходит наибольшее нарушение приливообразующей силы, действующей на Землю. Такое явление повторяется в среднем через 1850 лет, что и порождает периодичность в колебаниях приливообразующей силы.
Порождаемые циклические явления
Предполагается, что колебания приливообразующей силы порождают периодичность в изменениях климата на Земле, проявляющиеся в многовековом ритме горного оледенения Шнитникова. О. Петтерсон связал эти колебания с нарушением циркуляции вод океана.