Природное явление приливы и отливы: механизм, виды, влияние на землю

Разновидности

Приливно-отливные циклы принято разделять по длительности:

Полусуточные (касаются Атлантического океана, морей Северного Ледовитого океана). За сутки происходят 2 прилива и отлива. Амплитуды чередуются, но практически не различаются, поэтому представляются синусоидальной кривой.
Суточные (относятся к Тихому океану). Эти процессы фиксируются редко. В сутки происходит один прилив и один отлив. Однако если Луна располагается на линии экватора, то водные массы вообще стоят на месте. Если спутник Земли несколько склоняется, то в зоне экватора будут наблюдаться лишь небольшие приливы. Но вот если склонение значительное, то в тропических областях будут наблюдаться сильные подъёмы воды.
Смешанные (относятся к Тихому океану). В данном случае по высоте фиксируются лишь суточные или полусуточные явления, имеющие искажённую конфигурацию. За половину суток уровень водного пространства изменяется в соответствии с полусуточными приливами, а за полные сутки — с суточными. На процесс оказывает влияние степень склонения Луны в определённый промежуток времени.
Аномальные (относятся к Белому морю и Английскому каналу). Уровень воды поднимается и снижается, не попадая ни под одну и описанных выше классификационных категорий. Это связано с обилием мелководных участков, которые влияют на состояние речных устьев. Там приливы значительно короче отливов.

Явление притяжения Луны и Солнца

На Земле происходит много явлений, вызываемых притяжением Луны и Солнца.

Было доказано влияние прилива и отлива на продолжительность дня и на замедление вращения нашей планеты вокруг своей оси. Это явление называется приливным трением. Оно проявляется, например, на дне океанов между океанической земной корой и водами, движущимися в результате воздействия сил прилива и отлива, что вызывает изменение скорости вращения нашей планеты в ходе геологических эпох. Со дня на день его заметить нельзя из-за слишком малого изменения. Поскольку вращение замедляется, день удлиняется всего лишь на секунду за сто тысяч лет.

Палеонтологи, изучающие остатки животных, живших в давно минувшие времена, нашли доказательства того, что в давних геологических эпохах, например, в девонский период палеозойской эры, день длился всего 22 часа, а год насчитывал около 400 дней.

Это удалось доказать на основе изучения развития некоторых ископаемых животных, имевших не только годовые зоны роста (что известно каждому по годичным кольцам на деревьях), но и дневные.

Что такое приливы и отливы

Приливы и отливы — ритмические поднятия и опускания уровня воды в океанах, вызванные притяжением Луны и Солнца. Они возникают два раза в день и регулярно сменяют друг друга.

Наша планета Земля входит в состав солнечной системы и является третьей по счёту планетой от Солнца. Она имеет единственный спутник — Луну. Положение Земли и её спутника определяют многие процессы, происходящие на Земле. Сила лунного притяжения и сила, возникающая при взаимном вращении Земли и Луны приводит к образования приливов и отливов на Земле.

Приливно-отливные процессы имеют следующий механизм:

Сначала вода медленно поднимается. Происходит это до тех пор, пока она не достигнет пика, который носит название «полная вода».
Какое-то время вода держится на пиковом уровне, а затем начинает постепенно опускаться.
Опускаться уровень воды может в течение 6 часов. Происходит это до тех пор, пока он не достигнет минимальной отметки, которая называется «малая вода».

Опасность этого течения заключается в том, что оно формируется на малых глубинах. Человек может находиться недалеко от берега (на мелководье), а нарастающая вода может сбить с его ног и унести в открытое море (океан)

Главное в таком случае, соблюдать меры предосторожности и технику безопасности. Даже первоклассные пловцы могут не справиться с отбойным течением в результате неправильных действий

Продолжительность

В среднем полный приливно-отливной цикл длится 12-13 часов. Вращение планеты оказывает на процесс своё влияние — он имеет периодичность (т.е. происходит дважды в сутки). Вертикальный промежуток между пиком и минимумом называется приливной амплитудой.

Но гораздо важнее в приливно-отливном процессе не столько суточная, сколько месячная цикличность. Положение «малой» и «полной» отметки изменяется в зависимости от лунной фазы (т.е. полнолуния и новолуния). Так что частота максимальной приливной амплитуды составляет дважды в месяц, это же касается и минимальной.

На показатели приливной высоты влияет и особенность рельефа побережья. Например, если участок имеет воронкообразную форму, то во время движения приливной волны берег будет сжиматься. Уровень воды станет выше, чем на соседних участках суши, которые имеют отличную от него форму.

Наиболее высокие точки приливов наблюдаются в:

североамериканском заливе Фанди (отметка равна 18 м);
заливах Бретани в Европе (приливная волна доходит до 14 м).

Как они работают

К обоим действиям, которые Луна оказывает на Землю в сочетании с Солнцем, мы должны добавить эффекты, которые движения земли такие как вращение и перемещение. Вращательное движение создает силу, известную как центробежная сила. Хотя в возникновении этого явления действуют многие силы, оно, несомненно, луна проявляет наибольшую силу.

Приливы работают циклически. Поскольку Земле требуется 24 часа, чтобы полностью обойти себя, однажды она будет полностью выровнена с Луной. Логика подсказывает нам, как За день должен быть только один прилив (прилив). Но это не так. Есть два прилива с 12-часовым циклом и отлив (отлив) между ними. Почему это происходит, а не по логике?

Мы объясним шаг за шагом. Поскольку Земля и Луна образуют систему, вращающуюся вокруг центра вращения, именно Луна привлекает воды, когда она находится в вертикальном положении, и, следовательно, они поднимаются. По ту сторону Земли То же самое произойдет благодаря центробежной силе, создаваемой вращательным движением Земли.. Этот прилив, который происходит на противоположной стороне Земли, менее интенсивен.

Однако на лицах, которые не совпадают с луной, происходит обратное. Гравитационная и центробежная силы противодействуют друг другу и приводят к отливу.

Как возникают приливы и отливы в результате воздействия нашего спутника

Разработаны четыре метода использования энергии приливов, но наиболее практичным из них является создание системы приливных бассейнов. При этом колебания уровня воды, связанные с приливо-отливными явлениями, используются в системе шлюзов так, что постоянно поддерживается перепад уровней, позволяющий получать энергию. Мощность приливных электростанций непосредственно зависит от площади бассейнов-ловушек и потенциального перепада уровней. Последний фактор, в свою очередь, является функцией амплитуды приливо-отливных колебаний. Достижимый перепад уровней, безусловно, наиболее важен для производства электроэнергии, хотя стоимость сооружений зависит от площади бассейнов. В настоящее время крупные приливные электростанции действуют в России на Кольском п-ове и в Приморье, во Франции в эстуарии р.Ранс, в Китае близ Шанхая, а также в других районах земного шара.Приливные электростанции (ПЭС). Для создания экономичной приливной электростанции необходимо сочетание необычайно большого перепада уровней при приливе и отливе (6 м и более) с особенностями береговой линии, позволяющими создать плотину и водный бассейн соответствующих размеров. На Земле не так много мест, где выполняются эти условия: побережья штата Мэн (США) и провинции Нью-Брансуик (Канада), некоторые заливы Желтого моря, Персидский залив, Аляска, некоторые места Аргентины, юг Англии, север Франции, север европейской России и ряд заливов Австралии. Но даже в таких подходящих местах, как залив Пассамакуодди на границе штата Мэн и провинции Нью-Брансуик, ПЭС в настоящее время вряд ли могли бы по стоимости вырабатываемой электроэнергии конкурировать с современными ТЭС.В проектах ПЭС обычно предусматривается создание двух бассейнов — верхового и низового — с водопропускными отверстиями и затворами. Верховой бассейн наполняется во время прилива, а затем опорожняется в низовой, опорожнившийся при отливе.Итак, человек не может управлять приливом (отливом), но использует энергию от этих процесса. Уровень развития гидроэнергетики в разных странах и на разных континентах неодинаков. Больше всего гидроэлектроэнергии производят Соединенные Штаты, за ними идут Россия, Украина, Канада, Япония, Бразилия, КНР и Норвегия.

Приливы и отливы

Каждый день моря и океаны затапливают берега, а затем вода отступает. Эти явления называют приливами и отливами, и происходят они с определённой периодичностью. То есть после прилива через шесть часов наступит отлив, а затем спустя такое же время – прилив, и так по кругу. Если принять оба прилива и отлива за цикл, то его продолжительность составляет двадцать четыре часа и пятьдесят минут, что соответствует промежутку времени, за который Луна занимает одну из двух кульминационных точек своей траектории. Таким образом, можно заметить зависимость между спутником Земли и движением воды, доказательство которой совершил Ньютон, тем самым показывая ещё один способ использования закона притяжения.

приливы в мировом океане

Исходя из третьего постулата механики, можно сказать, что не только Земля притягивает Луну, но и наоборот. При этом разные точки земного шара испытывают на себе разную по величине силу воздействия: чем ближе точка, тем сильнее притяжение. Такая разница становится причиной деформирования водной оболочки планеты: где-то она будет растянута, что вызовет прилив, а где-то сжата, и произойдёт отлив. А так как не только Луна движется вокруг Земли, но и сама Земля вращается вокруг своей оси, точки будут меняться местами между собой.

Воздействие и использование человеком

Огромная сила приливно-отливных процессов не могла остаться без внимания человека.

Суда получают возможность войти в реку на многие километры против течения и таким образом добраться до нужного портового пункта. График передвижения судов сопоставляется капитанами с таблицами, в которых подробно расписано время начала подъёма и спада водных масс.
Приливы и отливы способствуют формирования прибрежные области, превращая скалы в пляжи.
Обеспечивают доставку соленой воды, микроэлементов(удобрения), живых организмов в устья рек, впадающих в моря и океаны.
Могут стать источником энергии. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины. Приливная энергетика не так широко распространена в мире. Приливные циклы не всегда соответствуют норме потребления электричества.

Высочайшие на Земле приливы (15,6 — 18 м) наблюдаются в бухте Фанди (заливе в северо-восточной части залива Мэн). В России самые высокие приливы случаются в Пенжинской губе Охотского моря — до 12,9 м.

Возмущение в движении планет

Законы Кеплера, описывающие траектории движения планет, учитывают только тяготение Солнца и упускают влияние других объектов системы. Поэтому при реальных наблюдениях за вращением какого-либо небесного тела можно увидеть небольшие отклонения от предсказанной орбиты, нехарактерные для кеплеровских постулатов. Эти отклонения называют возмущениями, и в сегодняшней науке рассчитываются достаточно точно благодаря формуле тяготения и известным значениям расстояний между Солнцем и планетами, а также их масс.

Нептун

Одно из самых масштабных проявлений возмущений в науке – несоответствие рассчитанного и наблюдаемого движения планеты Уран, открытой Вильямом Гершелем в 1781 году. Несмотря на то, что было учтено влияние как звезды, так и остальных тел, существовали небольшие отклонения, с которыми астрономы никак не могли примириться. Тогда было высказано предположение о существовании за Ураном ещё одной, восьмой планеты. В 1846 году на основании расчетов Урбена Леверье и Джона Адамса она была найдена, получив название Нептун. А в 1930 году подобным образом, «на кончике пера», открылось существование Плутона, споры о статусе которого не утихают и по сей день.

Основные разновидности приливов и отливов

Полусуточные изменения поверхности водного пространства. Такие преобразования заключаются в двух полных и таком же количестве неполных вод. Параметры чередующихся амплитуд практически равны между собой и выглядят в виде кривой синусоидального типа. Более всего локализируются они в водах Баренцева моря, на обширной линии прибрежной полосы Белого моря и на территории практически всего Атлантического океана.
Суточные колебания уровня воды. Процесс их заключается в одной полной и неполной воде за период, исчисляемый в пределах суток. Наблюдается подобное явление в районе Тихого океана, и его образование встречается крайне редко. В период прохождения спутника Земли через экваториальную зону возможен эффект стояния воды. Если Луна склоняется с наименьшим показателем, возникают малые приливы экваториального характера. При наиболее высоких цифрах происходит процесс образования тропических приливов, сопровождающихся наибольшей мощностью поступления воды.
Приливы смешанного типа. Это понятие включает в себя наличие полусуточных и суточных приливов неправильной конфигурации. Полусуточные изменения уровня земной водной оболочки, которые имеют неправильную конфигурацию, по многих признакам похожи на полусуточные приливы. В измененных суточных приливах можно наблюдать тенденцию к суточным колебаниям, зависящим от градуса склонения Луны. Наиболее подвержены приливам смешанного типа воды Тихого океана.
Аномальные приливы. Эти подъемы и спады воды не подходят под описание некоторых признаков из перечисленных пунктов. Данная аномалия связана с понятием «мелководье», что меняет цикл подъема и спада уровня воды. Влияние этого процесса особенно сказывается в устьях рек, где приливы меньше по времени, чем отливы. Наблюдать подобный катаклизм можно в некоторых участках Ла-Манша и в течениях Белого моря.

График приливов и отливов на Земле

Обозначение территории, где важно знать данные о приливах и отливах. Стоит помнить, что даже близко расположенные объекты будут иметь разную характеристику интересующего явления.
Нахождение необходимой информации с помощью интернет-ресурсов

Для более точных сведений можно посетить порт изучаемого региона.
Конкретизацию времени необходимости точных данных. Этот аспект зависит от того, нужна ли информация на определенный день или график исследования — более гибкий.
Работу с таблицей в режиме возникших потребностей. В ней будут отображаться все сведения о приливах и отливах.

Колонки в верхней части таблицы свидетельствуют о днях и датах предполагаемого явления. Этот пункт позволит выяснить точку определения временных рамок изучаемого.
Под линией временного учета находятся цифры, размещенные в два ряда. В формате суток здесь помещается расшифровка фаз восхода Луны и Солнца.
Ниже находится график волнообразной формы. Эти показатели фиксируют пики (приливы) и впадины (отливы) вод изучаемой территории.
После расчета амплитуды волн располагаются данные захода небесных тел, которые влияют на изменения водной оболочки Земли. Данный аспект позволит наблюдать активность Луны и Солнца.
По обеим сторонам таблицы можно увидеть цифры с плюсовыми и минусовыми показателями. Этот анализ важен для определения уровня поднятия или спада воды, исчисляемый в метрах.

Все эти показатели не могут гарантировать стопроцентную информацию, потому что природа сама диктует нам параметры, по которым происходят ее структурные изменения.

Термины

Градиент – скорость, с которой уменьшается или увеличивается физическая величина относительно изменения переменной.
Инерциальная система отсчета описывает время и пространство однородно, изотропно и не зависит от времени.
Сутки – ежедневный цикл, охватывающий 24 часа.

Прилив – подъем и падение уровня моря из-за воздействия гравитации, создаваемой Солнцем, Луной и вращением Земли вокруг оси. Они отличаются по степени и частоте и зависят от расположения. Береговые линии с двумя практически одинаковыми ежедневными приливами и отливами обладают полудневными приливом. Если он один, тогда это суточный прилив. Смешанный вид проявляет себя как два неровных прилива (один высокий). Время и амплитуда зависят от выравнивания Солнца и Луны, глубины океана, формы береговой линии и т.д.

Схема лунной части прилива, демонстрирующая прилив в подлунной и диаметрально противоположной точках для гипотетического океана с постоянной глубиной без земли. Можно заметить крупные выпуклости, отвернутые от Солнца

Как был открыт закон всемирного тяготения?

По легенде, теория гравитации родилась в голове Ньютона благодаря упавшему на него яблоку, и это не пустой миф. Близкие знакомые ученого оставили свидетельства о разговоре с ним и о самом «яблочном инциденте», который, по-видимому, случился в 1666 году, когда молодой Исаак пережидал эпидемию бубонной чумы в поместье своей матери. Находясь в самоизоляции, 23-летний юноша размышлял о том, почему яблоко падает перпендикулярно к земной поверхности, а не вбок или вверх, и пришел к выводу о том, что яблоко притягивает Землю так же, как Земля притягивает яблоко.

Пока чума косила англичан, погубив пятую часть населения Лондона, научная мысль Ньютона шагала за пределы нашей планеты и он спрашивал себя: как далеко простирается эта незримая сила (гравитация) и не она ли удерживает Луну вблизи Земли, не давая ей улететь? История с падением яблока стала популярна благодаря Вольтеру, описавшему инцидент со слов племянницы Ньютона, и биографу Уильяму Стьюкли, который изложил ее в книге «Воспоминания о жизни Ньютона», выпущенной в 1752 году.

На формулировку закона всемирного тяготения у гениального британского ученого ушло два десятка лет: впервые он оповестил мир о нем в 1687 году — в своем фундаментальном труде «Математические начала натуральной философии». Так наконец удалось дать объяснение траектории движения планет вокруг Солнца, обосновать открытия немецкого астронома Кеплера, сформулированные в начале XVII века, ответив на главный вопрос: почему планеты движутся не по кругу, а по эллиптической орбите? Закон всемирного тяготения Ньютона и сама идея гравитации помогли объяснить феномены, о которых эмпирическим путем уже догадывались самые наблюдательные ученые. Большинство же людей верили в божий промысел, считали Землю центром Вселенной и даже не подозревали о том, что на яблоко и Луну влияют одни и те же физические законы.

Энергия приливов

Энергию приливов можно добыть двумя методами: установка водяной турбины в приливной ток или постройка прудов, пропускающих воду сквозь турбину. В первом примере количество энергии зависит от величины времени и приливного тока. Но турбины могут создавать препятствия судам. Во втором возникает проблема с дороговизной. Но если создать несколько прудов, то в правильно выбранное время можно сгенерировать мощность. Сейчас есть всего лишь несколько активных системы генерации приливной энергии. Но они вызывают не только экологические проблемы, но и технические.

Генератор приливной энергии функционирует как ветряная турбина, но энергия поступает от океанических течений. Круг в центре – турбина. Устройство перемещается вверх и вниз, напоминая движение лифта. Во время использования опускается на дно

Многие поддерживают идею использования приливной энергии, так как событие можно предсказать. Однако специалисты говорят о потерях эффективности при низких эксплуатационных расходах.


Введение в равномерное круговое движение и гравитацию	Кинематика равномерного кругового движения Динамика равномерного кругового движения Осуществление виражей на изогнутом шоссе
Неравномерное круговое движение
Скорость, ускорение и сила	Вращательный угол и угловая скорость Центростремительное ускорение Центростремительная сила
Типы сил в природе	Приливы Сила Кориолиса Другие геофизические применения
Закон универсальной гравитации Ньютона	Закон всемирного тяготения Гравитационное притяжение сферических тел: однородная сфера Вес Земли
Законы Кеплера	Первый закон Кеплера Второй закон Кеплера Третий закон Кеплера Орбитальные маневры Спутники
Гравитационно потенциальная энергия
Энергосбережение
Угловые и линейные величины

Разновидности

Приливы и отливы классифицируют по продолжительности цикла. Они бывают:

Полусуточные, когда в сутки случается два прилива и два отлива, то есть преобразование пространства воды в океане или на море заключается в полных и неполных водах. Параметры амплитуд, которые чередуются между собой, практически не имеют различий. Они выглядят как кривая синусоидальная черта и локализуются в водах такого моря, как Баренцево, у берегов Белого, распространены практически на всей территории Атлантического океана.
Суточные – характеризуются одним приливом и таким же количеством отливов в течение суток. Такие природные явления наблюдаются и в Тихом океане, но очень редко. Так, если спутник Земли проходит через экваториальную зону, наблюдается стояние воды. Но если происходит склонение Луны с самым маленьким показателем, наблюдаются приливы малой мощности, имеющие экваториальный характер. Если цифры более высокие, образуются тропические приливы, сопровождающиеся значительной силой.
Смешанные, когда по высоте преобладают полусуточные или суточные приливы, имеющие неправильную конфигурацию. Например, в полусуточных изменениях уровня гидросферы прослеживается схожесть с полусуточными приливами по многим признакам, а в суточных – с такими же по времени приливами, то есть суточными, которые зависят от того, с каким градусом склоняется Луна в данный промежуток времени. Приливы и отливы смешанного типа чаще встречаются в водном пространстве Тихого океана.

Приливы аномального характера – характеризуются подъемами и спадами воды, не подходящими ни под одно описание по различным признакам. Аномалия имеет непосредственную связь с мелководьем, в результате чего меняется сам цикл как подъема, так и спада воды. Этот процесс особенно влияет на устье рек. Здесь приливы по времени меньше отливов. Подобными катаклизмами характеризуются отдельные участки пролива Ла-Манш, а также течения Белого моря.

Однако приливы практически не заметны в морях, которые называются внутренними, то есть отделенных от океана проливами, узкими по ширине.

Основные разновидности приливов и отливов

Лунные приливы и отливы разделяют по степени длительности.

Полусуточные – полная вода сменяется малой. Такое явление проходит два раза за одни сутки. Амплитуды практически одинаковы;
Суточные – по одному отливу и приливу. Когда Луна движется через экватор, уровень водоемов практически не изменяется. Если угол отклонения Луны невелик, то происходят маломощные приливы, если угол увеличивается – они набирают силу;
Смешанные – это подъем воды, описанные в п. 1 и 2 с несвойственными проявлениями;
Аномальные проходят в водоемах с небольшой глубиной. Время на водный приток сокращено.

Приливы практически незаметны в тех морях, которые отделены неширокими проливами от океанов.

График приливов и отливов на Земле

Для людей, чья деятельность связана с морями и океанами, разработаны таблицы с графиком приливов и отливов. В них обозначены периоды и пики этих явлений, фазы восхода Луны и Солнца, расчет амплитуды изменения уровня вод. Явления происходят летом и зимой в одно и то же время по меридиану. Весной и летом с отклонением на 23 градуса от линии максимального водяного притока и оттока. Графики дают только ориентировочную информацию, так как природа не подвластна человеку. Ее каприз может случиться в любое время.

Энергия отливов.

Очень мощным источником энергии являются приливы и отливы. Если верить цифрам, они могут дать человечеству около 70 миллионов миллиардов кВт/ч в год. Если сравнивать, то это примерно столько энергии, сколько можно получить из всех разведанных запасов бурого и каменного угля. В 1977г. вся экономика СССР базировалась на 1150 миллиардах кВт/ч, экономика США — на 200 миллиардах кВт/ч. Так что, в теории, только приливы и отливы могли обеспечить энергетическое процветание 6000 СССР, но это сухие цифры не имеющие ничего общего с реальностью.

Технология гидроэлектростанций , основанных на приливах и отливах, досконально проработаны в инженерном плане, многие варианты уже опробованы в некоторых странах, даже в Кольском полуострове. Выдвинута даже оптимальная стратегия использования такой энергии: во время приливов накапливать воду в водохранилищах, а во время максимальной нагрузки на энерго-добывающую сеть, разгружать ее, используя энергию, накопленную при приливе.

Приливы и отливы, вызываемые силой гравитации, служат предметом изучения нескольких наук — физики, астрономии и физической географии. На побережьях океанов и открытых морей приливы и отливы можно наблюдать ежедневно. Обычно уровень воды у берегов дважды повышается и дважды понижается в течение суток, точнее, 24 ч 50 мин. Это время соответствует периоду видимого обращения Луны на небе. Люди давно связали приливы и отливы с Луной, а Исаак Ньютон показал, что их причина — притяжение спутником Земли, точнее, ее водной оболочки.

Луна, как и другие небесные тела, притягивает Землю. Капли воды на участке, наиболее близком к Луне в определенный момент, притягиваются спутником сильнее, чем капли на наиболее далеких от нее территориях.

В результате водная оболочка Земли вытягивается в направлении Луны. На стороне нашей планеты, обращенной к ее спутнику, и на противоположной ее стороне вода поднимается, за этот счет она опускается в других местах.

Солнце тоже вызывает приливы, но они слабее лунных. Дело в том, что приливные силы зависят не от самой силы притяжения, а от ее неоднородности, которая уменьшается быстрее, чем сила притяжения. Можно сравнить это со светом от разных источников. Поднесите руку на несколько сантиметров к горящей свечке на столе. Сразу станет теплее. Приблизившись на те же пару сантиметров к мощному фонарю на улице, вы не заметите разницы. Свечка в данном случае — небольшая, но близкая Луна, а большой фонарь — огромное, но далекое Солнце.

Для наблюдателя на Земле Луна движется по небу с запада на восток и за сутки (точнее, за 24 ч 50 мин) делает полный оборот вокруг нашей планеты. Приливные выступы как бы следуют за Луной, образуя приливную волну (точнее, две волны в противоположных точках земного шара). Волна движется с запада на восток против вращения Земли со скоростью около 1800 км/ч и над каждым местом в океане проходит дважды в сутки. Однако существуют территории, где за сутки происходит только один прилив.

Астрономия

Учебник для 10 класса

§9.3. Понятие о теории приливов

Под действием взаимного притяжения частиц тело стремится принять форму шара. Форма Солнца, планет, их спутников и звезд поэтому и близка к шарообразной. Вращение тел (как вы знаете из физических опытов) ведет к их сплющиванию, к сжатию вдоль оси вращения. Поэтому немного сжат у полюсов земной шар, а более всего сжаты быстро вращающиеся Юпитер и Сатурн.

Но форма планет может изменяться и от действия сил взаимного притяжения. Шарообразное тело (планета) движется в целом под действием гравитационного притяжения другого тела так, как если бы вся сила притяжения была приложена к ее центру. Однако отдельные части планеты находятся на разном расстоянии от притягивающего тела, поэтому гравитационное ускорение в них также различно, что и приводит к возникновению сил, стремящихся деформировать планету. Разность ускорений, вызываемых притяжением другого тела, в данной точке и в центре планеты называется приливным ускорением.

Рассмотрим для примера систему Земля — Луна. Один и тот же элемент массы в центре Земли будет притягиваться Луной слабее, чем на стороне, обращенной к Луне, и сильнее, чем на противоположной стороне. В результате Земля, и в первую очередь водная оболочка Земли, слегка вытягивается в обе стороны вдоль линии, соединяющей ее с Луной. На рисунке 28 океан для наглядности изображен покрывающим всю Землю. В точках, лежащих на линии Земля — Луна, уровень воды выше всего — там приливы. Вдоль круга, плоскость которого перпендикулярна направлению линии Земля — Луна и проходит через центр Земли, уровень воды ниже всего — там отлив. При суточном вращении Земли в полосу приливов и отливов поочередно вступают разные места Земли. Легко понять, что за сутки могут быть два прилива и два отлива.

Солнце также вызывает на Земле приливы и отливы, но из-за большой удаленности Солнца они меньше, чем лунные, и менее заметны.

С приливами перемещается огромная масса воды. В настоящее время приступают к использованию громадной энергии воды, участвующей в приливах, на берегах океанов и открытых морей.

Ось приливных выступов должна быть всегда направлена к Луне При вращении Земля стремится повернуть водяной приливный выступ. Поскольку Земля вращается вокруг оси гораздо быстрее, чем Луна обращается вокруг Земли, то Луна оттягивает его к себе. Происходит трение между водой и твердым дном океана. В результате возникает так называемое приливное трение. Оно тормозит вращение Земли, и сутки с течением времени становятся длиннее (когда-то они составляли только 5—6 ч). Сильные приливы, вызываемые на Меркурии и Венере Солнцем, по-видимому, и явились причиной их крайне медленного вращения вокруг оси.

Сильные приливы, вызывавшиеся Землей, настолько затормозили вращение Луны, что она всегда обращена к Земле одной стороной. Земля также постепенно тормозит свое вращение под действием лунных приливов. По законам механики (закон сохранения момента импульса) замедление вращения Земли вызывает удаление Луны от Земли. Через много миллионов лет Земля тоже станет обращена к Луне одной стороной. Земные сутки станут тогда равны месяцу, который будет значительно длиннее, чем продолжительность современного оборота Луны вокруг Земли. Таким образом, приливы являются важным фактором эволюции небесных тел

Влияние приливов и отливов на окружающую среду и человека

Изменение уровня водоемов имеет большое значение для прибрежных обитателей, промышленной деятельности человека, обустройства курортов. Стихия может не только нанести значительный вред, но и оказать помощь и положительное воздействие на организацию отдыха человека.

Волны – убийцы: гипотезы и последствия явления

Человеку кажется, что воздействие небесных тел на Землю хорошо изучено, но катаклизмы все равно случаются. Когда наиболее сильно воздействует Луна и Солнце, образуются гигантские водяные глыбы, достигающие 25 метров в высоту. Волны с огромной амплитудой способны унести в открытое море даже огромные танкеры. Природа их возникновения мало изучена: стремительное формирование и резкое исчезновение до сих пор вызывают споры ученых. Зафиксировать явление удалось с помощью спутников-радаров. Аномальные гребни волн угрожают тем, кто живет в прибрежных районах, разрушает пляжи, наносят вред жилищам.

На организмы населяющие землю

Морские животные больше всех испытывают на себе воздействие уровня водяных колебаний. Моллюски и устрицы начинают активно увеличивать свою популяцию во время приливов.

Небольшим животным колебания уровня воды приносит неудобства. Они вынуждены менять места обитания и перебираться ближе к берегу, чтобы отлив не унес их в море, а прибывшие волны не затопили дома.

На жизнедеятельность человека

Человек начал использовать силу притяжение и воздействия Луны в середине XX века. В разных уголках мира стали появляться гидроэлектростанции. Их принцип работы связан с приливной силой и кинетической энергии вращения нашей планеты. Такие станции строят на морских берегах, где уровень воды подвержен изменению два раза в сутки, а амплитуда может достигать 18 м. В России в 1968 году была введена в эксплуатацию приливная электростанция на берегу Баренцева моря.

В судоходстве фазы полной воды используются для разгрузки судов, следующих вверх по течению рек. В этом помогают графики, по ним капитаны определяют ориентировочное время поднятия воды и амплитуду волны.

Время и сила приливной волны влияют на обустройство курортных зон и пляжей, занятия морскими видами спорта. Люди научились использовать энергию Луны в своих целях, хотя непредвиденные обстоятельства способны нарушить все планы.

Причина приливов и отливов

Здесь оказывают влияние два главных фактора:

гравитационное воздействие спутника Земли (наибольший процент влияния);
воздействие Солнца (значительно меньший процент влияния).

Рассмотрим подробнее каждый из них.

Воздействие Луны

Земля и её спутник — Луна неразрывно связаны друг с другом. Они оказывают друг на друга значительное влияние. Именно благодаря этой связи сохраняется определённое расстояние между орбитами этих космических тел. Планета и спутник стремительно приближаются друг к другу и также стремительно друг от друга отдаляются.

Во время приближения Луны к Земле, планетарная кора последней как бы выгибается в сторону объекта, который к ней притягивается. Именно по этой причине воды Мирового океана начинают смещаться, поднимаются над поверхностью планеты.

Интересно, что приливы в то же время происходят и на противоположной к Луне стороне Земли. И если в первом случае планетарная кора выгибается, что объясняет подъём водного пространства при притяжении спутника, то с противоположной стороны это же явление вызывается снижением силы притяжения. То есть там кора как бы оседает, а свободное пространство заполняется водой.

Так как оборот спутника Земли вокруг планеты составляет чуть больше 24 часов, то каждые последующие сутки время наступления прилива и отлива будет отодвигаться на 50 минут. Волна, которая движется со скоростью 1600 км/ч, будет «гнаться» за спутником, смещаясь за планетарные сутки на 13°.

В астрономии принято считать, что приливные волны оказывают влияние на скорость движения Земли. Они формируют течения, а те, в свою очередь, движутся, подвергая испытаниям силу сопротивления земной коры. Это замедляет планету.

Ещё каких-то несколько миллиардов лет назад земные сутки составляли 22 часа, поэтому можно с уверенностью прогнозировать, что в будущем Земля замедлится настолько, что её сутки полностью синхронизируются с лунными сутками, а приливно-отливные процессы прекратят существовать.

Воздействие Солнца

Солнце оказывает только небольшое воздействие на приливные силы. Оно находится на значительном расстоянии от планеты и её спутника (почти в 400 раз дальше от Земли, чем Луна).

Во время полнолуния и новолуния сразу три косметических тела (Луна, Солнце и Земля) выстраиваются в линию. В результате таких перемещений солнечная амплитуда накладывается поверх лунной, это приводит к выраженным (максимальным) колебаниям воды. Их называют сизигийными. А минимальный прилив наблюдается тогда, когда действие сил Луны и Солнца находится под прямым углом. Такое явление называется квадратурным приливом.