Pływy
Zjawisko okresowej zmiany poziomu mórz i oceanów wywołane przyciąganiem Słońca, Księżyca oraz działaniem siły odśrodkowej powstającej przy obrocie układów mas Księżyc-Ziemia oraz Słońce-Ziemia nazywane jest pływem. Duża różnica odległości od Ziemi powoduje, że oddziaływanie Księżyca jest ponad dwukrotnie większe niż Słońca.
Na wszystkich wodach występuje.
• Ruch pionowy mas wodnych - pływ.
• Ruch poziomy mas wodnych - prąd pływowy.
Pływy powstają na skutek działania dwóch sił.
• Siły przyciągania
• Siły odśrodkowej (nie Ziemi, a całego układu Ziemia-Księżyc), środkiem obrotu tego układu jest punkt G.
Pływ księżycowy
Wpływ obiegu Księżyca wokół Ziemi na pływy
Księżyc obraca się w tym samym kierunku co Ziemia, wykonując całkowity obrót dookoła niej w ciągu 27,3 doby. Gdy księżyc jest w pozycji "K1" to
obserwator "A" ma wysoką wodę (HW). Po upływie 24 godzin obserwator "A" nie będzie posiadał HW ponieważ Księżyc przesunie się do pozycji "K2" o wartość kątową a~13°, co w mierze czasowej wynosi 52m.
Jak z tego wynika każda następna wysoka woda (HW) jest opóźniona o 26m, a druga o 52m. Po 7-miu dniach o 6 godzin, czyli Księżyc znajdzie się w pozycji "K3". Odstęp czasu jaki upływa od dwóch wysokich wód wynosi 12h26m, a między HW a LW 6h13m.
Wpływ deklinacji Księżyca na pływy
Księżyc zmienia deklinację ±28,5° albo ±18,5°. W dotychczasowych rozważaniach braliśmy obserwatora znajdującego się na równiku i deklinację Księżyca δc=0°.
W rzeczywistości tak nie jest.
Gdy dla przykładu przyjmiemy δc=(+28°), to w momencie kulminacji Księżyca obserwator "A" znajdujący się na równiku nie będzie miał NWW (najwyższej wysokiej wody) lecz obserwator "B" znajdujący się w pozycji cp=28°.
Po upływie 12h26m (odstęp czasu jaki upływa od dwóch wysokich wód) obserwator "B", który znajdzie się w pozycji "C" nie będzie miał tej samej wysokości wody wysokiej (Hc
- kulminacja księżyca). Tą nierówność, nieregularność wysokości w czasie doby, nazywamy nierównością dobową księżycowej wysokości.
Pływ słoneczny
Ziemia w ciągu 365 dni obiega po ekliptyce Słońce. Oddziaływanie Słońca na Ziemię powoduje pływ słoneczny. Siła oddziaływania Słońca jest mniejsza od siły oddziaływania Księżyca. Wysoka woda występuje w czasie (H0). Odstępy HW i LW
wynoszą 6h, a HW i HW 12h. Deklinacja Słońca δ=(±23,5°) zmienia się co pół roku. Występuje tutaj również nierówność dobowa.
Pływ syzygijny (Spring)
Pływ syzygijny (duży) występuje gdy Księżyc jest w nowiu lub pełni (w koniungcji -elongacja 0° lub opozycji - elongacja 180°). Pośrednie wypadki można wyprowadzić przez analogię, jak to robiliśmy z Księżycem. Czas między nowiem 1 a 2 - 29,3 doby. Na podstawie obserwacji stwierdzono, że HW syzygijna ma również opóźnienia.
Pływ kwadraturowy (Neap)
Pływ kwadraturowy powstaje wówczas gdy Księżyc jest w pierwszej lub drugiej kwadrze. Rektascencja jest większa od Słońca o 6n lub mniejsza o 6n. HW pływu Księżyca jest osłabiona przez LW pływu Słońca. HW pływu Słońca jest zwiększona przez LW pływu Księżyca
Pływ pośredni (Mean)
Między pływem syzygijnym a kwadraturowym występuje pływ pośredni. Jest on mniejszy od syzygijnego i większy od kwadraturowego. Jest to wypadkowa pływu księżycowego i słonecznego.
Przyspieszenie i opóźnienie pływu
Ponieważ ruch Księżyca i Słońca (pozorny wokół Ziemi) różni się, powstaje między tymi ciałami różnica kątowa.
Dwa pływy; księżycowy i słoneczny nie mogą występować oddzielnie, występują razem jako pływ wypadkowy. W naszym wypadku wysoka woda pływu wypadkowego wyprzedza moment kulminacji Księżyca (nów, pierwsza kwadra, pełnia, druga kwadra) lub moment kulminacji Księżyca występuje po wysokiej wodzie wypadkowej (pierwsza kwadra, pełnia, druga kwadra, nów). Jest to zjawisko przyspieszania i opóźniania pływu.
W wypadku gdy Ziemia, Księżyc i Słońce są w jednej linii to mamy do czynienia z pływem syzygijnym. Na rysunku przedstawiony jest pływ po 5 - ciu dniach. Słońce przesunęło się o 5°, natomiast Księżyc przesunął się o 60°. Z rysunku widać, że HW zawsze jest bliżej Księżyca, a więc pływ raz przyspiesza a raz opóźnia się.
Zmienność sił wzbudzających pływ - eliptyczne tory Słońca i Księżyca decydują o tym, że Księżyc w stosunku do Ziemi, a Ziemia w stosunku do Słońca nie zawsze są w jednakowych odległościach. W punktach przyziemnych i przysłonecznych siła wzbudzająca pływ jest największa.
Odstęp księżycowy - jest to różnica między momentem kulminacji Księżyca, a momentem wystąpienia wody wielkiej (odstęp księżycowy wody wielkiej). Podobnie przedstawia się pojęcie odstępu księżycowego wody niskiej. Średni odstęp
obliczony jest na podstawie dłuższego okresu czasu.
Czas portowy HWF&C (High water full and change) - odstęp księżycowy odnoszący się tylko do nowiu i pełni.
Czas trwania pływu - jest to czas między dwoma momentami wód wielkich (między kulminacjami Księżyca - pół doby księżyca).
Nierówność faz w czasie - jest to różnica między odstępem księżycowym, a średnim odstępem księżycowym.
Różnica faz w wysokości - jest to różnica między wysoką wodą, a średnią wysokością wody.
Wysokość pływów zmienia się w czasie, również zależna jest od miejsca na Ziemi. Natomiast głębokość mórz i oceanów oraz konfiguracja wybrzeża ma znaczenie co do przebiegu pływu (np. pływ syzygijny na Morzu Północnym następuje trzy dni po nowiu lub pełni Księżyca). Poza tym zmieniająca się deklinacja Słońca i Księżyca oraz ich zmienna odległość od Ziemi ma wpływ na długookresowe zmiany wysokości pływów.
Dodatkowo na wysokość pływów wpływ mają warunki atmosferyczne. Długotrwałe wiatry z tego samego kierunku powodują duże dodatkowe spiętrzenie wody. Również wpływ na wysokość wody ma ciśnienie atmosferyczne, długotrwałe niże (niskie ciśnienie) powoduje podnoszenie się wody, a odwrotnie dzieje się to w wyżach.
Zasadnicze rodzaje pływów
W zależności od miejsca na Ziemi pływ może być:
• Dobowy - charakteryzuje się jedną HW i LW w ciągu doby. Od miejsca występowania zwany zwrotnikowym. Dominuje na Oceanie Indyjskim (Batavia).
• Półdobowy - charakteryzuje się tym, że w ciągu doby występują dwie HW i LW, a
ich wartości są dość regularne. Występują na M.Północnym i wybrzeżach płn. Europy i Afryki.
• Mieszany - charakteryzuje się wielką nieregularnością w czasie i wysokości. Występuje u wybrzeży Australii i na Pacyfiku.
Rodzaje pływów:
• Wysoka woda syzygijna - High Water Springs (HWS)
• Niska woda syzygijna - Low Water Springs (LWS)
• Średnia wysoka woda - Mean High Water (MHW)
• Średnia niska woda - Mean Low Water (MLW)
• Wysoka woda kwadraturowa - High Water Neaps (HWN)
• Niska woda kwadraturowa - Low Water Neaps (LWN)
• Średnia wysoka woda syzygijna - Mean High Water Springs (MHWS)
• Średnia niska woda syzygijna - Mean Low Water Springs (MLWS)
• Średnia wysoka woda kwadraturowa - Mean High Water Neaps (MHWN)
• Średnia niska woda kwadraturowa - Mean Low Water Neaps (MLWN)
W celu ułatwienia obliczeń warto zapoznać się z niektórymi angielskimi pojęciami związanymi z pływami.
• Chart Datum CD (zero mapy) - przyjęty w danym państwie poziom morza, który podawany jest na mapie. Czasami mogą wystąpić różnice do około 1 metra.
Ze względu na zjawisko wahania się wód wprowadzono pewien stały poziom od, któr...
sakkaczek