เมื่อกระแสน้ำเข้าออก อะไรให้พลังแก่กระแสน้ำขึ้นและลง

Michael Marten ช่างภาพชาวอังกฤษได้สร้างชุดภาพถ่ายต้นฉบับที่จับภาพแนวชายฝั่งอังกฤษจากมุมเดียวกัน แต่ในเวลาต่างกัน ช็อตหนึ่งตอนน้ำขึ้นและอีกนัดตอนน้ำลง

กลายเป็นเรื่องที่ค่อนข้างผิดปกติและการวิจารณ์เชิงบวกเกี่ยวกับโครงการนี้ทำให้ผู้เขียนต้องเริ่มตีพิมพ์หนังสืออย่างแท้จริง หนังสือชื่อ "Sea Change" ได้รับการตีพิมพ์ในเดือนสิงหาคมปีนี้ และออกจำหน่ายใน 2 ภาษา Michael Marten ใช้เวลาประมาณแปดปีในการสร้างสรรค์ชุดภาพถ่ายที่น่าประทับใจของเขา เวลาระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลงเฉลี่ยเพียงหกชั่วโมงกว่า ดังนั้น Michael จึงต้องอยู่ในแต่ละสถานที่นานกว่าการกดชัตเตอร์ไม่กี่ครั้ง

1. ผู้เขียนได้บ่มเพาะแนวคิดในการสร้างผลงานดังกล่าวมาเป็นเวลานาน เขากำลังมองหาวิธีการตระหนักถึงการเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติบนแผ่นฟิล์ม โดยปราศจากอิทธิพลของมนุษย์ และฉันก็พบมันโดยบังเอิญ ในหมู่บ้านชายฝั่งทะเลแห่งหนึ่งของสก็อตแลนด์ ที่ฉันใช้เวลาทั้งวันและชมช่วงเวลาน้ำขึ้นและลง

3. ความผันผวนของระดับน้ำ (ขึ้นและลง) เป็นระยะ ๆ ในพื้นที่น้ำบนโลกเรียกว่ากระแสน้ำ

ระดับน้ำสูงสุดที่สังเกตได้ในหนึ่งวันหรือครึ่งวันในช่วงน้ำขึ้นเรียกว่าระดับน้ำสูง ระดับต่ำสุดในช่วงน้ำลงเรียกว่าน้ำต่ำ และช่วงเวลาที่ถึงเครื่องหมายระดับสูงสุดเหล่านี้เรียกว่าจุดยืน (หรือระยะ) ของน้ำสูง น้ำขึ้นน้ำลงหรือน้ำลงตามลำดับ ระดับน้ำทะเลเฉลี่ยเป็นค่าตามเงื่อนไข โดยที่เครื่องหมายระดับจะอยู่เหนือระดับน้ำขึ้น และต่ำกว่าระดับน้ำทะเลในช่วงน้ำลง นี่เป็นผลมาจากการสังเกตแบบเร่งด่วนจำนวนมากโดยเฉลี่ย

ความผันผวนในแนวตั้งของระดับน้ำในช่วงน้ำขึ้นและน้ำลงสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ในแนวนอนของมวลน้ำที่สัมพันธ์กับชายฝั่ง กระบวนการเหล่านี้มีความซับซ้อนเนื่องจากคลื่นลม การไหลบ่าของแม่น้ำ และปัจจัยอื่นๆ การเคลื่อนที่ในแนวนอนของมวลน้ำในเขตชายฝั่งเรียกว่ากระแสน้ำขึ้นน้ำลง (หรือกระแสน้ำขึ้นน้ำลง) ในขณะที่ความผันผวนในแนวดิ่งของระดับน้ำเรียกว่ากระแสน้ำลง ปรากฏการณ์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการลดลงและการไหลนั้นมีลักษณะเป็นช่วง กระแสน้ำขึ้นน้ำลงจะเปลี่ยนทิศทางเป็นตรงกันข้ามเป็นระยะ ในทางกลับกัน กระแสน้ำในมหาสมุทรที่เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องและมีทิศทางเดียวนั้นเกิดจากการไหลเวียนของชั้นบรรยากาศโดยทั่วไปและครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของมหาสมุทรเปิด

4. ระดับน้ำขึ้นและน้ำลงสลับกันเป็นวัฏจักรตามการเปลี่ยนแปลงสภาวะทางดาราศาสตร์ อุทกวิทยา และอุตุนิยมวิทยา ลำดับของระยะน้ำขึ้นน้ำลงถูกกำหนดโดยค่าสูงสุด 2 ค่าและค่าต่ำสุด 2 ค่าในรอบรายวัน

5. แม้ว่าดวงอาทิตย์จะมีบทบาทสำคัญในกระบวนการขึ้นน้ำลง แต่ปัจจัยชี้ขาดในการพัฒนาคือแรงดึงดูดของดวงจันทร์ ระดับอิทธิพลของแรงขึ้นน้ำลงต่ออนุภาคน้ำแต่ละอนุภาค โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของมันบนพื้นผิวโลก จะถูกกำหนดโดยกฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตัน
กฎข้อนี้ระบุว่าอนุภาคของวัสดุทั้งสองจะดึงดูดกันด้วยแรงที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของมวลของอนุภาคทั้งสองและเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างอนุภาคทั้งสอง เป็นที่เข้าใจกันว่ายิ่งมวลของร่างกายมากขึ้น แรงดึงดูดซึ่งกันและกันที่เกิดขึ้นระหว่างพวกมันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น (ด้วยความหนาแน่นเท่ากัน วัตถุที่เล็กกว่าจะสร้างแรงดึงดูดน้อยกว่าวัตถุที่ใหญ่กว่า)

6. กฎหมายยังหมายถึงว่ายิ่งระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสองมากเท่าใดแรงดึงดูดระหว่างวัตถุทั้งสองก็จะน้อยลงเท่านั้น เนื่องจากแรงนี้เป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสอง ปัจจัยระยะทางจึงมีบทบาทในการกำหนดขนาดของแรงขึ้นน้ำลงมากกว่ามวลของวัตถุ

แรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อดวงจันทร์และทำให้มันอยู่ในวงโคจรของโลกต่ำ อยู่ตรงข้ามกับแรงดึงดูดของโลกโดยดวงจันทร์ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนโลกเข้าหาดวงจันทร์และ "ยก" วัตถุทั้งหมดที่อยู่ บนโลกในทิศทางของดวงจันทร์

จุดบนพื้นผิวโลกที่อยู่ใต้ดวงจันทร์อยู่ห่างจากใจกลางโลกเพียง 6,400 กม. และอยู่ห่างจากใจกลางดวงจันทร์โดยเฉลี่ย 386,063 กม. นอกจากนี้มวลของโลกยังมีมวล 81.3 เท่าของมวลดวงจันทร์ ดังนั้น ณ จุดนี้บนพื้นผิวโลก แรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อวัตถุใดๆ จึงมีมากกว่าแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ประมาณ 300,000 เท่า

7. เป็นแนวคิดทั่วไปที่ว่าน้ำบนโลกซึ่งอยู่ใต้ดวงจันทร์โดยตรง จะเพิ่มขึ้นในทิศทางของดวงจันทร์ ซึ่งนำไปสู่การไหลของน้ำจากที่อื่นๆ บนพื้นผิวโลก เนื่องจากแรงดึงดูดของดวงจันทร์คือ เล็กมากเมื่อเทียบกับแรงดึงดูดของโลก มันคงไม่เพียงพอที่จะยกน้ำหนักอันมหาศาลเช่นนี้ได้
อย่างไรก็ตาม มหาสมุทร ทะเล และทะเลสาบขนาดใหญ่บนโลกซึ่งเป็นวัตถุของเหลวขนาดใหญ่ สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระภายใต้อิทธิพลของแรงเคลื่อนตัวด้านข้าง และแนวโน้มเพียงเล็กน้อยที่จะเคลื่อนที่ในแนวนอนจะทำให้วัตถุเหล่านั้นเคลื่อนไหว น้ำทั้งหมดที่ไม่ได้อยู่ใต้ดวงจันทร์โดยตรงจะขึ้นอยู่กับการกระทำของส่วนประกอบของแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ที่พุ่งในแนวสัมผัส (ในวงสัมผัส) ไปยังพื้นผิวโลก เช่นเดียวกับส่วนประกอบของมันที่พุ่งออกไปด้านนอก และอยู่ภายใต้การกระจัดในแนวนอนสัมพันธ์กับของแข็ง เปลือกโลก

ส่งผลให้น้ำไหลจากบริเวณพื้นผิวโลกที่อยู่ติดกันไปยังสถานที่ที่อยู่ใต้ดวงจันทร์ ผลของน้ำที่สะสม ณ จุดใต้ดวงจันทร์ทำให้เกิดกระแสน้ำขึ้นที่นั่น คลื่นยักษ์ในมหาสมุทรเปิดมีความสูงเพียง 30–60 ซม. แต่จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเข้าใกล้ชายฝั่งของทวีปหรือเกาะต่างๆ
เนื่องจากการเคลื่อนตัวของน้ำจากพื้นที่ใกล้เคียงไปยังจุดใต้ดวงจันทร์ น้ำที่ลดลงที่สอดคล้องกันจึงเกิดขึ้นที่อีกสองจุดที่ถูกแยกออกจากจุดนั้นที่ระยะห่างเท่ากับหนึ่งในสี่ของเส้นรอบวงโลก เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าระดับน้ำทะเลที่ลดลง ณ ทั้งสองจุดนี้มาพร้อมกับระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้นไม่เพียงแต่ที่ด้านโลกที่หันหน้าไปทางดวงจันทร์เท่านั้น แต่ยังอยู่ฝั่งตรงข้ามด้วย

8. ข้อเท็จจริงนี้อธิบายได้ด้วยกฎของนิวตัน วัตถุสองชิ้นขึ้นไปที่อยู่ในระยะทางต่างกันจากแหล่งกำเนิดแรงโน้มถ่วงเดียวกัน ดังนั้นภายใต้ความเร่งของแรงโน้มถ่วงที่มีขนาดต่างกัน จึงเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน เนื่องจากวัตถุที่อยู่ใกล้จุดศูนย์ถ่วงมากที่สุดจะถูกดึงดูดเข้าหามันอย่างแรงที่สุด

น้ำที่จุดใต้ดวงจันทร์มีแรงดึงดูดเข้าหาดวงจันทร์มากกว่าโลกด้านล่าง แต่ในทางกลับกัน โลกก็มีแรงดึงดูดเข้าหาดวงจันทร์มากกว่าน้ำที่อยู่ฝั่งตรงข้ามของโลก ดังนั้นคลื่นยักษ์จึงเกิดขึ้นซึ่งที่ด้านข้างของโลกหันหน้าไปทางดวงจันทร์เรียกว่าตรงและฝั่งตรงข้าม - ย้อนกลับ อันแรกสูงกว่าอันที่สองเพียง 5%

9. เนื่องจากดวงจันทร์หมุนรอบตัวเองในวงโคจรรอบโลก เวลาประมาณ 12 ชั่วโมง 25 นาทีจึงผ่านไประหว่างกระแสน้ำขึ้นสูงสุด 2 ครั้งติดต่อกันหรือกระแสน้ำลง 2 ครั้งในสถานที่ที่กำหนด ช่วงเวลาระหว่างจุดไคลแม็กซ์ของน้ำขึ้นและน้ำลงต่อเนื่องกันคือประมาณ 6 ชั่วโมง 12 นาที ระยะเวลา 24 ชั่วโมง 50 นาที ระหว่างกระแสน้ำสองรอบติดต่อกันเรียกว่าวันขึ้นน้ำลง (หรือตามจันทรคติ)

10. ความไม่เท่าเทียมกันของค่าน้ำขึ้นน้ำลง กระบวนการขึ้นน้ำลงมีความซับซ้อนมากและต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการเพื่อทำความเข้าใจ ไม่ว่าในกรณีใด คุณสมบัติหลักจะถูกกำหนด:
1) ระยะการพัฒนาของกระแสน้ำสัมพันธ์กับการเคลื่อนตัวของดวงจันทร์
2) ความกว้างของกระแสน้ำและ
3) ประเภทของความผันผวนของกระแสน้ำหรือรูปร่างของเส้นโค้งระดับน้ำ
การแปรผันของทิศทางและขนาดของแรงน้ำขึ้นน้ำลงทำให้เกิดความแตกต่างในขนาดของกระแสน้ำในตอนเช้าและตอนเย็นที่ท่าเรือที่กำหนด เช่นเดียวกับระหว่างกระแสน้ำเดียวกันในท่าเรือที่ต่างกัน ความแตกต่างเหล่านี้เรียกว่าความไม่เท่าเทียมกันของกระแสน้ำ

ผลกระทบครึ่งวัน โดยปกติภายในหนึ่งวัน เนื่องจากแรงขึ้นน้ำลงหลัก - การหมุนของโลกรอบแกนของมัน - จึงมีการเกิดวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงที่สมบูรณ์สองรอบ

11. หากมองจากขั้วโลกเหนือของสุริยุปราคา เห็นได้ชัดว่าดวงจันทร์หมุนรอบโลกในทิศทางเดียวกับที่โลกหมุนรอบแกนของมัน - ทวนเข็มนาฬิกา ในแต่ละการปฏิวัติที่ตามมา จุดที่กำหนดบนพื้นผิวโลกจะเข้ารับตำแหน่งโดยตรงใต้ดวงจันทร์อีกครั้งช้ากว่าในระหว่างการปฏิวัติครั้งก่อน ด้วยเหตุนี้กระแสน้ำทั้งขึ้นและลงจึงล่าช้าประมาณ 50 นาทีทุกวัน ค่านี้เรียกว่าการหน่วงเวลาทางจันทรคติ

12.ความไม่เท่าเทียมกันรายครึ่งเดือน การแปรผันประเภทหลักนี้มีลักษณะเป็นคาบประมาณ 143/4 วัน ซึ่งสัมพันธ์กับการหมุนรอบดวงจันทร์รอบโลกและการเคลื่อนผ่านของระยะที่ต่อเนื่องกัน โดยเฉพาะไซซีจี (พระจันทร์ใหม่และพระจันทร์เต็มดวง) กล่าวคือ ช่วงเวลาที่ดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน

จนถึงตอนนี้เราได้สัมผัสเพียงอิทธิพลของกระแสน้ำของดวงจันทร์เท่านั้น สนามโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ยังส่งผลต่อกระแสน้ำด้วย อย่างไรก็ตาม แม้ว่ามวลของดวงอาทิตย์จะมากกว่ามวลของดวงจันทร์มาก แต่ระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์ก็มากกว่าระยะห่างจากดวงจันทร์ถึงขนาดที่แรงน้ำขึ้นน้ำลง ของดวงอาทิตย์น้อยกว่าครึ่งหนึ่งของดวงจันทร์

13. อย่างไรก็ตาม เมื่อดวงอาทิตย์และดวงจันทร์อยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ไม่ว่าจะอยู่ด้านเดียวกันของโลกหรือด้านตรงข้ามกัน (ระหว่างพระจันทร์ขึ้นหรือพระจันทร์เต็มดวง) แรงโน้มถ่วงของพวกมันจะรวมกันเพิ่มขึ้นโดยกระทำไปตามแกนเดียวกัน และกระแสน้ำสุริยะซ้อนทับกับกระแสน้ำดวงจันทร์

14. ในทำนองเดียวกัน แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์จะเพิ่มการลดลงที่เกิดจากอิทธิพลของดวงจันทร์ เป็นผลให้กระแสน้ำสูงขึ้นและกระแสน้ำต่ำกว่าที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เพียงอย่างเดียว กระแสน้ำดังกล่าวเรียกว่ากระแสน้ำฤดูใบไม้ผลิ

15. เมื่อเวกเตอร์แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ตั้งฉากกัน (ระหว่างการสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส กล่าวคือ เมื่อดวงจันทร์อยู่ในควอเตอร์แรกหรือควอเตอร์สุดท้าย) แรงดึงดูดของพวกมันจะขัดแย้งกัน เนื่องจากกระแสน้ำที่เกิดจากแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ซ้อนทับกัน บนกระแสน้ำที่เกิดจากดวงจันทร์

16. ภายใต้สภาวะเช่นนี้ กระแสน้ำจะไม่สูงและกระแสน้ำก็ไม่ต่ำเหมือนกับว่าเกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์เท่านั้น การลดลงและการไหลระดับกลางดังกล่าวเรียกว่าการสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส

17. ช่วงของรอยน้ำสูงและต่ำในกรณีนี้จะลดลงประมาณสามครั้งเมื่อเทียบกับกระแสน้ำในฤดูใบไม้ผลิ

18. ความไม่เท่าเทียมกันทางจันทรคติ คาบของความผันผวนของความสูงของคลื่นซึ่งเป็นผลมาจากพารัลแลกซ์ของดวงจันทร์คือ 271/2 วัน สาเหตุของความไม่เท่าเทียมกันนี้คือการเปลี่ยนแปลงระยะห่างของดวงจันทร์จากโลกระหว่างการหมุนรอบตัวเอง เนื่องจากวงโคจรของดวงจันทร์มีรูปร่างเป็นวงรี แรงขึ้นน้ำลงของดวงจันทร์ที่ขอบดวงจันทร์จึงสูงกว่าที่จุดสุดยอดถึง 40%

ความไม่เท่าเทียมกันในแต่ละวัน ระยะเวลาของความไม่เท่าเทียมกันนี้คือ 24 ชั่วโมง 50 นาที สาเหตุของการเกิดขึ้นคือการหมุนของโลกรอบแกนของมันและการเปลี่ยนแปลงของการเอียงของดวงจันทร์ เมื่อดวงจันทร์อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า ระดับน้ำขึ้น 2 ดวงในวันที่กำหนด (และระดับน้ำลง 2 ดวงด้วย) จะแตกต่างกันเล็กน้อย และความสูงของน้ำสูงและต่ำในตอนเช้าและเย็นอยู่ใกล้กันมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อดวงจันทร์เคลื่อนตัวไปทางเหนือหรือใต้เพิ่มขึ้น กระแสน้ำประเภทเดียวกันในตอนเช้าและเย็นจะมีความสูงต่างกัน และเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนตัวไปทางเหนือหรือใต้มากที่สุด ความแตกต่างนี้ก็จะยิ่งใหญ่ที่สุด

19. เรียกอีกอย่างว่ากระแสน้ำเขตร้อน เรียกเช่นนี้เพราะดวงจันทร์อยู่เหนือเขตร้อนทางเหนือหรือใต้เกือบ

ความไม่เท่าเทียมกันรายวันไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสูงของระดับน้ำลงสองครั้งติดต่อกันในมหาสมุทรแอตแลนติก และแม้แต่ผลกระทบต่อความสูงของกระแสน้ำก็ยังมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับความกว้างโดยรวมของความผันผวน อย่างไรก็ตาม ในมหาสมุทรแปซิฟิก ความแปรปรวนรายวันในระดับน้ำลงจะมากกว่าระดับน้ำขึ้นสูงถึงสามเท่า

ความไม่เท่าเทียมกันครึ่งปี สาเหตุของมันคือการปฏิวัติของโลกรอบดวงอาทิตย์และการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในการเสื่อมของดวงอาทิตย์ ปีละสองครั้งเป็นเวลาหลายวันในช่วงวิษุวัต ดวงอาทิตย์จะอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า กล่าวคือ ความเบี่ยงเบนของมันใกล้กับ 0 ดวงจันทร์ยังตั้งอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าเป็นเวลาประมาณหนึ่งวันทุกๆ ครึ่งเดือน ดังนั้น ในช่วงวิษุวัต จึงมีหลายช่วงเวลาที่ความลาดเอียงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์มีค่าประมาณเท่ากับ 0 ผลกระทบจากแรงดึงดูดของวัตถุทั้งสองในช่วงเวลาดังกล่าวจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนที่สุดในพื้นที่ที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรของโลก หากในขณะเดียวกันดวงจันทร์อยู่ในข้างขึ้นข้างแรมหรือข้างขึ้นข้างแรมจะเรียกว่า กระแสน้ำในฤดูใบไม้ผลิที่เท่ากัน

20. อสมการพารารัลแลกติกของแสงอาทิตย์ ระยะเวลาของการสำแดงความไม่เท่าเทียมกันนี้คือหนึ่งปี สาเหตุคือการเปลี่ยนแปลงระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์ระหว่างการเคลื่อนที่ของวงโคจรของโลก หนึ่งครั้งสำหรับการหมุนรอบโลกแต่ละครั้ง ดวงจันทร์จะอยู่ห่างจากดวงจันทร์น้อยที่สุดที่จุดรอบโลก ประมาณวันที่ 2 มกราคม ปีละครั้ง โลกซึ่งเคลื่อนที่ในวงโคจร ก็จะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด (ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด) เมื่อช่วงเวลาที่เข้าใกล้ที่สุดสองช่วงเวลานี้เกิดขึ้นพร้อมกัน ซึ่งก่อให้เกิดแรงคลื่นสุทธิสูงสุด ระดับน้ำขึ้นน้ำลงและระดับน้ำขึ้นน้ำลงสามารถคาดหวังได้ ในทำนองเดียวกัน หากการผ่านของจุดไกลจุดหนึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับจุดสุดยอด น้ำขึ้นน้ำลงและน้ำตื้นจะเกิดขึ้น

21. ความกว้างของคลื่นที่ยิ่งใหญ่ที่สุด กระแสน้ำที่สูงที่สุดในโลกเกิดจากกระแสน้ำที่แรงในอ่าวมินาสในอ่าวฟันดี้ ความผันผวนของกระแสน้ำที่นี่มีลักษณะเป็นเส้นทางปกติโดยมีช่วงครึ่งวัน ระดับน้ำในช่วงน้ำขึ้นมักจะสูงขึ้นมากกว่า 12 เมตรในเวลาหกชั่วโมง จากนั้นจะลดลงในปริมาณเท่าเดิมในอีกหกชั่วโมงข้างหน้า เมื่อผลกระทบของกระแสน้ำในฤดูใบไม้ผลิ ตำแหน่งของดวงจันทร์ที่ขอบดวงจันทร์ และการเอียงสูงสุดของดวงจันทร์เกิดขึ้นในวันเดียวกัน ระดับน้ำขึ้นน้ำลงอาจสูงถึง 15 เมตร รูปร่างของอ่าวฟันดี้ที่ระดับความลึกลดลงและชายฝั่งเคลื่อนเข้าใกล้กันจนถึงด้านบนของอ่าว สาเหตุของกระแสน้ำซึ่งมีการศึกษาอย่างต่อเนื่องมานานหลายศตวรรษ เป็นปัญหาที่ก่อให้เกิดปัญหาดังกล่าว ทฤษฎีที่ถกเถียงกันมากมายแม้ในสมัยล่าสุด

22. Charles Darwin เขียนไว้ในปี 1911 ว่า “ไม่จำเป็นต้องมองหาวรรณกรรมโบราณเพื่อประโยชน์ของทฤษฎีกระแสน้ำที่แปลกประหลาด” อย่างไรก็ตาม กะลาสีเรือสามารถวัดความสูงและใช้ประโยชน์จากกระแสน้ำได้โดยไม่ต้องทราบสาเหตุที่แท้จริงของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น

ฉันคิดว่าเราไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับสาเหตุของกระแสน้ำมากเกินไป จากการสังเกตในระยะยาว ตารางพิเศษจะถูกคำนวณสำหรับจุดใดๆ ในน้ำโลก ซึ่งระบุเวลาน้ำขึ้นและน้ำลงในแต่ละวัน ฉันกำลังวางแผนไปเที่ยวอียิปต์ซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องทะเลสาบน้ำตื้น แต่พยายามวางแผนล่วงหน้าเพื่อให้น้ำเต็มในช่วงครึ่งแรกของวันซึ่งจะทำให้คุณสามารถขี่ได้เต็มที่ เวลากลางวัน
คำถามอีกข้อที่เกี่ยวข้องกับกระแสน้ำที่น่าสนใจสำหรับนักเล่นสกีคือความสัมพันธ์ระหว่างความผันผวนของระดับลมและน้ำ

23. ความเชื่อโชคลางพื้นบ้านระบุว่าเวลาน้ำขึ้นลมจะแรงขึ้น แต่เมื่อน้ำลงกลับกลายเป็นเปรี้ยว
อิทธิพลของลมต่อปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงเป็นที่เข้าใจได้มากขึ้น ลมจากทะเลพัดพาน้ำเข้าหาชายฝั่ง ความสูงของน้ำขึ้นสูงกว่าปกติ และในช่วงน้ำลงระดับน้ำจะเกินค่าเฉลี่ยด้วย ในทางกลับกัน เมื่อลมพัดจากบก น้ำจะถูกพัดออกไปจากชายฝั่ง และระดับน้ำทะเลจะลดลง

24. กลไกที่สองทำงานโดยการเพิ่มความดันบรรยากาศเหนือพื้นที่น้ำอันกว้างใหญ่ ทำให้ระดับน้ำลดลงเมื่อมีการเพิ่มน้ำหนักที่ซ้อนทับของบรรยากาศ เมื่อความดันบรรยากาศเพิ่มขึ้น 25 มิลลิเมตรปรอท ศิลปะ ระดับน้ำลดลงประมาณ 33 ซม. บริเวณความกดอากาศสูงหรือแอนติไซโคลนมักเรียกว่าอากาศดี แต่ไม่เหมาะสำหรับนักเล่นสกี มีความสงบในใจกลางของแอนติไซโคลน ความดันบรรยากาศที่ลดลงทำให้ระดับน้ำเพิ่มขึ้นตามลำดับ ผลที่ตามมาคือความกดอากาศที่ลดลงอย่างรวดเร็วรวมกับลมพายุเฮอริเคนอาจทำให้ระดับน้ำเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด คลื่นดังกล่าวแม้จะเรียกว่ากระแสน้ำ แต่จริงๆ แล้วคลื่นดังกล่าวไม่เกี่ยวข้องกับอิทธิพลของพลังน้ำขึ้นน้ำลง และไม่มีลักษณะเป็นคาบของปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง

แต่ค่อนข้างเป็นไปได้ที่ระดับน้ำลงอาจส่งผลต่อลมได้เช่นกัน เช่น ระดับน้ำที่ลดลงในทะเลสาบชายฝั่งทำให้น้ำอุ่นขึ้น และผลที่ตามมาก็คือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทะเลเย็นกับ ดินแดนที่ร้อนอบอ้าวซึ่งทำให้ลมพัดอ่อนลง

เชื่อกันว่ากระแสน้ำขึ้นและลงในปัจจุบันมีสาเหตุมาจากแรงดึงดูดของดวงจันทร์ ดังนั้นโลกจึงหันไปหาดาวเทียมในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่งดวงจันทร์ก็ดึงดูดน้ำนี้เข้าหาตัวมันเอง - นี่คือกระแสน้ำ บริเวณที่น้ำออกมีน้ำลด โลกหมุน กระแสน้ำขึ้นและลงเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกัน นี่คือทฤษฎีทางจันทรคติซึ่งทุกอย่างดียกเว้นข้อเท็จจริงที่ไม่สามารถอธิบายได้จำนวนหนึ่ง

ตัวอย่างเช่น คุณรู้ไหมว่าทะเลเมดิเตอร์เรเนียนถือเป็นน้ำขึ้นน้ำลง แต่ใกล้กับเมืองเวนิสและช่องแคบยูเรคอสทางตะวันออกของกรีซ น้ำขึ้นถึงหนึ่งเมตรหรือมากกว่านั้น นี่ถือเป็นหนึ่งในความลึกลับของธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีค้นพบในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออก ที่ระดับความลึกมากกว่า 3 กิโลเมตร โดยมีกระแสน้ำวนใต้น้ำเป็นห่วงโซ่ มีเส้นผ่านศูนย์กลางแต่ละเส้น 10 กิโลเมตร ความบังเอิญที่น่าสนใจของกระแสน้ำและน้ำวนที่ผิดปกติใช่ไหม?

มีการสังเกตรูปแบบหนึ่ง: ที่ใดมีน้ำวน ในมหาสมุทร ทะเล และทะเลสาบ มีน้ำขึ้นและน้ำลง และที่ใดไม่มีน้ำวน ก็ไม่มีน้ำขึ้นและไหล... มหาสมุทรอันกว้างใหญ่ของโลกถูกปกคลุมไปด้วย วังวนและวังวนมีคุณสมบัติของไจโรสโคปเพื่อรักษาตำแหน่งของแกนในอวกาศโดยไม่คำนึงถึงการหมุนของโลก

หากคุณมองโลกจากด้านข้างของดวงอาทิตย์ วังวนที่หมุนรอบโลกจะพลิกคว่ำวันละสองครั้ง ซึ่งเป็นผลมาจากการที่แกนของวังวนอยู่ข้างหน้า (1-2 องศา) และสร้างคลื่นยักษ์ซึ่ง เป็นสาเหตุของการขึ้นลงและการเคลื่อนตัวของน้ำทะเลในแนวดิ่ง

การนำหน้าของด้านบน

วังวนมหาสมุทรขนาดยักษ์

ทะเลเมดิเตอร์เรเนียนถือเป็นทะเลที่มีน้ำขึ้นน้ำลง แต่ใกล้กับเมืองเวนิสและช่องแคบยูเรคอสทางตะวันออกของกรีซ ระดับน้ำสูงถึง 1 เมตรหรือมากกว่านั้น และนี่ถือเป็นหนึ่งในความลึกลับของธรรมชาติ แต่ในขณะเดียวกัน นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี ค้นพบทางตะวันออกของทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ที่ระดับความลึกมากกว่า 3 กิโลเมตร โดยมีกระแสน้ำวนใต้น้ำเป็นห่วงโซ่ แต่ละเส้นมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 กิโลเมตร จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าตามแนวชายฝั่งเวนิสที่ระดับความลึกหลายกิโลเมตรมีสายน้ำวนใต้น้ำ

หากในทะเลดำน้ำหมุนเหมือนในทะเลสีขาว การขึ้นลงของกระแสน้ำก็จะมีความสำคัญมากขึ้น หากอ่าวถูกน้ำท่วมด้วยคลื่นยักษ์และคลื่นหมุนวนที่นั่น การลดลงและกระแสน้ำในกรณีนี้ก็จะสูงขึ้น... ตำแหน่งของน้ำวน และพายุไซโคลนในชั้นบรรยากาศและแอนติไซโคลนในทางวิทยาศาสตร์ ที่จุดตัดของสมุทรศาสตร์ อุตุนิยมวิทยา และ กลศาสตร์ท้องฟ้ากำลังศึกษาไจโรสโคป ฉันเชื่อว่าพฤติกรรมของพายุไซโคลนในชั้นบรรยากาศและแอนติไซโคลนนั้นคล้ายคลึงกับพฤติกรรมของน้ำวนในมหาสมุทร

เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ ฉันจึงติดตั้งพัดลมบนพื้นโลกซึ่งเป็นที่ตั้งของอ่างน้ำวน และแทนที่จะใช้ใบพัด ฉันกลับสอดลูกบอลโลหะเข้ากับสปริง ฉันเปิดพัดลม (อ่างน้ำวน) หมุนโลกทั้งรอบแกนของมันและรอบดวงอาทิตย์ไปพร้อมๆ กัน และได้ภาพจำลองการขึ้นและลงของกระแสน้ำ

ความน่าสนใจของสมมติฐานนี้คือสามารถทดสอบได้อย่างน่าเชื่อโดยใช้พัดลมน้ำวนที่ติดอยู่กับลูกโลก ความไวของไจโรสโคปน้ำวนนั้นสูงมากจนต้องหมุนลูกโลกช้ามาก (หนึ่งรอบทุกๆ 5 นาที) และหากมีการติดตั้งไจโรสโคปน้ำวนบนโลกที่ปากแม่น้ำอเมซอน ไม่ต้องสงสัยเลย มันจะแสดงกลไกที่แน่นอนของการลดลงและการไหลของแม่น้ำอเมซอน เมื่อลูกโลกหมุนรอบแกนของมันเท่านั้น ไจโรสโคป-วังวนจะเอียงไปในทิศทางเดียวและยืนนิ่งนิ่ง และหากลูกโลกเคลื่อนที่ในวงโคจร ดวงชะตาวังวนจะเริ่มแกว่งไปมา (ล่วงหน้า) และมีการลดลงและการไหลสองครั้งต่อวัน

ความสงสัยเกี่ยวกับการปรากฏตัวของกระแสน้ำวนล่วงหน้าซึ่งเป็นผลมาจากการหมุนช้าๆ จะถูกกำจัดออกไปด้วยความเร็วสูงของกระแสน้ำวนที่พลิกคว่ำใน 12 ชั่วโมง. และเราต้องไม่ลืมว่าความเร็ววงโคจรของโลกนั้นมากกว่าวงโคจรของโลกถึงสามสิบเท่า ความเร็วของดวงจันทร์

ประสบการณ์กับโลกมีความน่าเชื่อถือมากกว่าคำอธิบายทางทฤษฎีของสมมติฐาน การล่องลอยของวังวนยังเกี่ยวข้องกับผลกระทบของไจโรสโคป - วังวนและขึ้นอยู่กับซีกโลกที่วังวนตั้งอยู่และทิศทางที่วังวนหมุนรอบแกนของมันทิศทางของการล่องลอยของวังวนขึ้นอยู่กับ

ฟลอปปีดิสก์

ไจโรสโคปเอียง

ประสบการณ์กับไจโรสโคป

นักสมุทรศาสตร์ที่อยู่กลางมหาสมุทรไม่ได้วัดความสูงของคลื่นยักษ์จริงๆ แต่เป็นคลื่นที่เกิดจากเอฟเฟกต์ไจโรสโคปิกของกระแสน้ำวนที่สร้างขึ้นโดยพรีเซสชัน ซึ่งเป็นแกนการหมุนของกระแสน้ำวน และมีเพียงวังวนเท่านั้นที่สามารถอธิบายการมีอยู่ของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่ฝั่งตรงข้ามของโลกได้ ไม่มีความยุ่งยากในธรรมชาติ และหากมีวังวนอยู่ ก็ย่อมมีจุดประสงค์ในธรรมชาติ และผมเชื่อว่าจุดประสงค์นี้คือการผสมน้ำทะเลในแนวตั้งและแนวนอนเพื่อทำให้อุณหภูมิและปริมาณออกซิเจนในมหาสมุทรโลกเท่ากัน

และถึงแม้จะมีกระแสน้ำบนดวงจันทร์ พวกมันก็จะไม่ผสมน้ำทะเล กระแสน้ำวนสามารถป้องกันไม่ให้มหาสมุทรสะสมตัวได้ในระดับหนึ่ง หากสองสามพันล้านปีก่อน โลกหมุนเร็วขึ้นจริงๆ แสดงว่ากระแสน้ำวนมีความตื่นตัวมากขึ้น ฉันเชื่อว่าร่องลึกบาดาลมาเรียนาและหมู่เกาะมาเรียนา เป็นผลมาจากกระแสน้ำวน

ปฏิทินน้ำขึ้นน้ำลงมีมานานก่อนการค้นพบคลื่นยักษ์ เช่นเดียวกับที่มีปฏิทินปกติ ก่อนปโตเลมี และหลังปโตเลมี ก่อนโคเปอร์นิคัส และหลังโคเปอร์นิคัส วันนี้ยังมีคำถามที่ไม่ชัดเจนเกี่ยวกับลักษณะของกระแสน้ำอีกด้วย ดังนั้นในบางพื้นที่ (ทะเลจีนใต้ อ่าวเปอร์เซีย อ่าวเม็กซิโก และอ่าวไทย) มีน้ำขึ้นเพียงวันละ 1 ครั้ง ในบางพื้นที่ของโลก (เช่น ในมหาสมุทรอินเดีย) จะมีกระแสน้ำหนึ่งหรือสองครั้งต่อวัน

500 ปีที่แล้ว เมื่อแนวคิดเรื่องกระแสน้ำได้รับการพัฒนา นักคิดไม่มีวิธีการทางเทคนิคเพียงพอที่จะทดสอบแนวคิดนี้ และไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับกระแสน้ำวนในมหาสมุทร และในปัจจุบัน แนวคิดนี้ซึ่งมีทั้งความน่าดึงดูดและความน่าเชื่อถือ มีรากฐานมาจากจิตสำนึกของสาธารณชนและนักคิดมากจนไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะละทิ้งมัน

ทำไมทุกปีและทุก ๆ ทศวรรษ ในวันปฏิทินเดียวกัน (เช่น วันที่ 1 พฤษภาคม) ที่ปากแม่น้ำและอ่าว จึงไม่มีคลื่นยักษ์เหมือนกัน? ฉันเชื่อว่ากระแสน้ำวนที่บริเวณปากแม่น้ำและอ่าวต่างๆ ล่องลอยและเปลี่ยนขนาด

และถ้าสาเหตุของคลื่นยักษ์คือแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ ความสูงของกระแสน้ำจะไม่เปลี่ยนแปลงไปนับพันปี มีความเห็นว่าคลื่นยักษ์ที่เคลื่อนจากตะวันออกไปตะวันตกนั้นเกิดจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ และคลื่นจะท่วมอ่าวและปากแม่น้ำ แต่ทำไมปากแม่น้ำอเมซอนถึงท่วมได้ดี แต่อ่าวลาปลาตาซึ่งตั้งอยู่ทางตอนใต้ของอเมซอน น้ำไม่ท่วมมากนัก แม้ว่าทุกมาตรการแล้ว อ่าวลาปลาตาน่าจะท่วมมากกว่าอเมซอนก็ตาม

ฉันเชื่อว่าคลื่นยักษ์ที่ปากแม่น้ำอเมซอนถูกสร้างขึ้นโดยวังวนหนึ่ง และสำหรับคอแม่น้ำลาปลาตา คลื่นยักษ์ถูกสร้างขึ้นโดยวังวนอีกอันหนึ่งซึ่งมีกำลังน้อยกว่า (เส้นผ่านศูนย์กลาง ความสูง รอบการหมุน)

อเมซอน แมลสตรอม

คลื่นยักษ์ซัดเข้าสู่อเมซอนด้วยความเร็วประมาณ 20 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความสูงของคลื่นประมาณ 5 เมตร ความกว้างของคลื่นประมาณ 10 กิโลเมตร พารามิเตอร์เหล่านี้เหมาะสมกว่าสำหรับคลื่นยักษ์ที่เกิดจากการหมุนวนล่วงหน้า และถ้าเป็นคลื่นดวงจันทร์ก็จะซัดด้วยความเร็วหลายร้อยกิโลเมตรต่อชั่วโมง และความกว้างของคลื่นก็จะประมาณหนึ่งพันกิโลเมตร

เชื่อกันว่าหากความลึกของมหาสมุทรคือ 20 กิโลเมตร คลื่นดวงจันทร์จะเคลื่อนตัวตามที่คาดไว้ด้วยความเร็ว 1,600 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เขาว่ากันว่าทะเลน้ำตื้นมารบกวนคลื่น และตอนนี้กำลังพุ่งชนอเมซอนด้วยความเร็ว 20 กม.ชม. และเข้าสู่แม่น้ำฟู่ชุนเจียงด้วยความเร็ว 40 กม.ชม. ฉันคิดว่าคณิตศาสตร์น่าสงสัย

และถ้าคลื่นดวงจันทร์เคลื่อนที่ช้ามาก แล้วเหตุใดในภาพและแอนิเมชั่นกระแสน้ำขึ้นน้ำลงจึงมุ่งตรงไปยังดวงจันทร์เสมอ ดวงจันทร์จึงหมุนเร็วขึ้นมาก และไม่ชัดเจนว่าทำไมแรงดันน้ำจึงไม่เปลี่ยนแปลงใต้โหนกน้ำขึ้นน้ำลงที่ก้นมหาสมุทร... มีโซนในมหาสมุทรที่ไม่มีน้ำลงและไหลเลย (จุดแอมฟิโดรมิก)

จุดแอมฟิโดรม

ระดับน้ำ M2 ความสูงของน้ำแสดงเป็นสี เส้นสีขาวคือเส้นโคไทด์ที่มีช่วงเฟส 30° จุด Amphidromic คือพื้นที่สีน้ำเงินเข้มซึ่งมีเส้นสีขาวมาบรรจบกัน ลูกศรรอบๆ จุดเหล่านี้บ่งบอกถึงทิศทางของการ “วิ่งไปรอบๆ”จุดแอมฟิโดรมคือจุดในมหาสมุทรที่แอมพลิจูดของคลื่นยักษ์เป็นศูนย์ ความสูงของน้ำจะเพิ่มขึ้นตามระยะห่างจากจุดแอมฟิโดรมิก บางครั้งจุดเหล่านี้เรียกว่าโหนดน้ำขึ้นน้ำลง: คลื่นยักษ์ "วิ่งไปรอบ ๆ" จุดนี้ตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา เส้นโคไทด์มาบรรจบกันที่จุดเหล่านี้ จุดแอมฟิโดรมิกเกิดขึ้นเนื่องจากการรบกวนของคลื่นยักษ์และการสะท้อนจากแนวชายฝั่งและสิ่งกีดขวางใต้น้ำ แรงโบลิทาร์ก็มีส่วนช่วยเช่นกัน

แม้ว่าคลื่นยักษ์จะอยู่ในโซนที่สะดวก แต่ฉันเชื่อว่าในบริเวณเหล่านี้น้ำวนจะหมุนช้ามาก เชื่อกันว่ากระแสน้ำสูงสุดเกิดขึ้นในช่วงข้างขึ้นข้างแรม เนื่องจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ออกแรงแรงโน้มถ่วงบนโลกไปในทิศทางเดียวกัน

สำหรับการอ้างอิง: ไจโรสโคปเป็นอุปกรณ์ที่ทำปฏิกิริยากับแรงภายนอกแตกต่างจากวัตถุที่อยู่นิ่งเนื่องจากการหมุน ไจโรสโคปที่ง่ายที่สุดคือลูกข่าง เมื่อคลายเกลียวลูกข่างบนพื้นผิวแนวนอนแล้วเอียงพื้นผิว คุณจะสังเกตเห็นว่าลูกข่างยังคงแรงบิดในแนวนอนอยู่

แต่ในทางกลับกัน บนดวงจันทร์ใหม่ ความเร็ววงโคจรของโลกคือสูงสุด และบนพระจันทร์เต็มดวงนั้นต่ำสุด และคำถามก็เกิดขึ้นว่าสาเหตุใดคือสาเหตุสำคัญ ระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์คือ 30 เส้นผ่านศูนย์กลางของโลก การเข้าใกล้และระยะห่างของดวงจันทร์จากโลกคือ 10 เปอร์เซ็นต์ สามารถเปรียบเทียบได้โดยการถือก้อนหินปูถนนและก้อนกรวดโดยกางแขนออกแล้วดึงให้เข้ามาใกล้ยิ่งขึ้นเรื่อยๆ หายไปร้อยละ 10 เป็นไปได้ด้วยคณิตศาสตร์ดังกล่าว เชื่อกันว่าเมื่อถึงดวงจันทร์ใหม่ทวีปต่างๆ จะเกิดกระแสน้ำขึ้นน้ำลงด้วยความเร็วประมาณ 1,600 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เป็นไปได้ไหม?

เชื่อกันว่าพลังน้ำขึ้นน้ำลงได้หยุดการหมุนของดวงจันทร์ และตอนนี้ดวงจันทร์ก็หมุนพร้อมกัน แต่มีดาวเทียมที่รู้จักมากกว่าสามร้อยดวง แล้วทำไมพวกมันถึงหยุดพร้อมๆ กัน และแรงที่หมุนรอบดาวเทียมไปอยู่ที่ไหน... แรงโน้มถ่วงระหว่างดวงอาทิตย์กับโลกไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของวงโคจร ของโลกและแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ขึ้นอยู่กับความเร็วการโคจรของโลก และข้อเท็จจริงข้อนี้ไม่สามารถเป็นสาเหตุของการขึ้นลงของดวงจันทร์ได้

การเรียกกระแสน้ำซึ่งเป็นปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ของน้ำทะเลในแนวนอนและแนวตั้งนั้นไม่เป็นความจริงทั้งหมด เนื่องจากกระแสน้ำวนส่วนใหญ่ไม่ได้สัมผัสกับแนวชายฝั่งมหาสมุทร... หากคุณมองโลกจากด้านข้างของดวงอาทิตย์ กระแสน้ำวน ที่อยู่ทางด้านเที่ยงคืนและเที่ยงวันของโลกจะมีความตื่นตัวมากขึ้นเนื่องจากอยู่ในเขตการเคลื่อนไหวที่สัมพันธ์กัน

และเมื่อวังวนเข้าสู่โซนพระอาทิตย์ตกและรุ่งเช้าและกลายเป็นขอบเข้าหาดวงอาทิตย์ วังวนก็ตกอยู่ในอำนาจของกองกำลังโบลิทาร์และสงบลง ในช่วงข้างขึ้นข้างแรม น้ำขึ้นและลงเนื่องจากความเร็ววงโคจรของโลกอยู่ที่ระดับสูงสุด...

เนื้อหาที่ผู้เขียนส่งมา: ยูซุป คิซีรอฟ

มีการขึ้นลงของน้ำ นี่คือปรากฏการณ์น้ำขึ้นและลงของทะเล ในสมัยโบราณผู้สังเกตการณ์สังเกตเห็นว่าจุดสังเกตนั้นเกิดกระแสน้ำขึ้นหลังจากจุดสุดยอดของดวงจันทร์ นอกจากนี้ กระแสน้ำจะรุนแรงที่สุดในวันขึ้นใหม่และพระจันทร์เต็มดวง โดยที่ศูนย์กลางของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกันโดยประมาณ

เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ I. นิวตันได้อธิบายกระแสน้ำโดยการกระทำของแรงโน้มถ่วงจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ กล่าวคือโดยข้อเท็จจริงที่ว่าส่วนต่างๆ ของโลกถูกดึงดูดโดยดวงจันทร์ในรูปแบบที่แตกต่างกัน

โลกหมุนรอบแกนของมันเร็วกว่าที่ดวงจันทร์หมุนรอบโลกมาก เป็นผลให้กระแสน้ำขึ้นน้ำลง (ตำแหน่งสัมพัทธ์ของโลกและดวงจันทร์แสดงในรูปที่ 38) เคลื่อนที่ คลื่นยักษ์ไหลผ่านโลก และกระแสน้ำขึ้นน้ำลงเกิดขึ้น เมื่อคลื่นเข้าใกล้ฝั่ง ความสูงของคลื่นจะเพิ่มขึ้นเมื่อก้นคลื่นสูงขึ้น ในทะเลภายในประเทศ คลื่นยักษ์มีความสูงเพียงไม่กี่เซนติเมตร แต่ในมหาสมุทรเปิดจะสูงประมาณหนึ่งเมตร ในอ่าวแคบ ๆ ที่อยู่ในทำเลที่ดี ความสูงของน้ำจะเพิ่มขึ้นหลายเท่า

การเสียดสีของน้ำกับด้านล่างรวมถึงการเสียรูปของเปลือกแข็งของโลกนั้นมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนซึ่งนำไปสู่การสูญเสียพลังงานจากระบบโลก - ดวงจันทร์ เนื่องจากโหนกกระแสน้ำอยู่ทางทิศตะวันออก น้ำขึ้นสูงสุดจึงเกิดขึ้นหลังจากจุดไคลแม็กซ์ของดวงจันทร์ แรงดึงดูดของโหนกนี้ทำให้ดวงจันทร์เร่งความเร็วและการหมุนของโลกช้าลง ดวงจันทร์ค่อยๆ เคลื่อนตัวออกจากโลก แท้จริงแล้ว ข้อมูลทางธรณีวิทยาแสดงให้เห็นว่าในยุคจูแรสซิก (190-130 ล้านปีก่อน) ระดับน้ำขึ้นสูงและกลางวันสั้นลง ควรสังเกตว่าเมื่อระยะห่างจากดวงจันทร์ลดลง 2 เท่า ความสูงของน้ำจะเพิ่มขึ้น 8 เท่า ปัจจุบันกลางวันเพิ่มขึ้น 0.00017 วินาทีต่อปี ดังนั้นในอีกประมาณ 1.5 พันล้านปี ความยาวของมันจะเพิ่มขึ้นเป็น 40 ยุคปัจจุบัน หนึ่งเดือนจะมีความยาวเท่ากัน เป็นผลให้โลกและดวงจันทร์เผชิญหน้ากันในด้านเดียวกันเสมอ หลังจากนี้ ดวงจันทร์จะเริ่มค่อยๆ เข้าใกล้โลก และในอีก 2-3 พันล้านปี ดวงจันทร์ก็จะถูกฉีกออกจากกันด้วยแรงน้ำขึ้นน้ำลง (แน่นอนว่า ถ้าถึงเวลานั้นระบบสุริยะยังคงมีอยู่)

อิทธิพลของดวงจันทร์ต่อกระแสน้ำ

ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระแสน้ำที่เกิดจากการดึงดูดของดวงจันทร์ตามนิวตันเนื่องจากอิทธิพลของดวงอาทิตย์น้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (2.2 เท่า)

ขอให้เราเขียนสำนวนความเร่งที่เกิดจากการดึงดูดของดวงจันทร์ไปยังจุดต่างๆ ของโลก โดยคำนึงว่าสำหรับวัตถุทั้งหมดในจุดที่กำหนดในอวกาศ ความเร่งเหล่านี้จะเท่ากัน ในระบบอ้างอิงเฉื่อยที่เกี่ยวข้องกับจุดศูนย์กลางมวลของระบบ ค่าความเร่งจะเป็น:

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

ที่ไหน ก, โอ, บี— ความเร่งที่เกิดจากการดึงดูดของดวงจันทร์ ณ จุดต่างๆ ก, โอ, บี(รูปที่ 37); ม- มวลของดวงจันทร์ ร- รัศมีของโลก ร- ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของโลกถึงดวงจันทร์ (สำหรับการคำนวณจะเท่ากับ 60 ร); ช— ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง

แต่เราอาศัยอยู่บนโลกและทำการสังเกตการณ์ทั้งหมดในระบบอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับศูนย์กลางของโลก ไม่ใช่กับศูนย์กลางมวลของโลก - ดวงจันทร์ ในการไปที่ระบบนี้ จำเป็นต้องลบความเร่งที่ศูนย์กลางโลกออกจากความเร่งทั้งหมด แล้ว

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

เรามาดำเนินการในวงเล็บแล้วคำนึงถึงสิ่งนั้น รเล็กน้อยเมื่อเทียบกับ รและในผลรวมและผลต่างก็สามารถละเลยได้ แล้ว

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

การเร่งความเร็ว ก’กและ ก’บีขนาดเท่ากัน ทิศทางตรงกันข้าม แต่ละอันพุ่งจากจุดศูนย์กลางของโลก พวกเขาถูกเรียกว่า ความเร่งของกระแสน้ำ- ตามจุดต่างๆ คและ ดีความเร่งของกระแสน้ำจะมีขนาดน้อยกว่าและพุ่งเข้าหาศูนย์กลางโลก

ความเร่งของกระแสน้ำเรียกว่าความเร่งที่เกิดขึ้นในหน้าต่างอ้างอิงที่เกี่ยวข้องกับวัตถุ เนื่องจากเนื่องจากขนาดอันจำกัดของวัตถุนี้ ส่วนต่างๆ ของวัตถุจึงถูกดึงดูดโดยวัตถุที่รบกวนต่างกัน ตามจุดต่างๆ กและ บีความเร่งของแรงโน้มถ่วงจะน้อยกว่าจุดต่างๆ คและ ดี(รูปที่ 37) ดังนั้น เพื่อให้ความดันที่ระดับความลึกเท่ากัน (เช่นเดียวกับในเรือที่สื่อสาร) ที่จุดเหล่านี้ น้ำจะต้องเพิ่มขึ้น ก่อตัวที่เรียกว่า tidal hump จากการคำนวณแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของน้ำหรือระดับน้ำในมหาสมุทรเปิดนั้นสูงประมาณ 40 ซม. ในน่านน้ำชายฝั่งนั้นสูงกว่ามาก และสถิติก็อยู่ที่ประมาณ 18 เมตร ทฤษฎีของนิวตันไม่สามารถอธิบายเรื่องนี้ได้

บนชายฝั่งของทะเลรอบนอกหลายแห่งคุณสามารถเห็นภาพที่น่าสนใจ: อวนจับปลาทอดยาวไปตามชายฝั่งซึ่งอยู่ไม่ไกลจากน้ำ ยิ่งไปกว่านั้น อวนเหล่านี้ไม่ได้ติดตั้งไว้สำหรับตากแห้ง แต่สำหรับจับปลา ถ้าอยู่บนฝั่งและมองดูทะเล ทุกอย่างก็จะชัดเจน ตอนนี้น้ำเริ่มสูงขึ้น และเมื่อไม่กี่ชั่วโมงที่แล้วก็มีสันทรายและมีคลื่นซัดสาด เมื่อน้ำลดก็ปรากฏอวนขึ้น ซึ่งปลาที่พันกันเป็นประกายมีเกล็ดเป็นประกาย ชาวประมงเดินไปรอบๆ อวนและนำปลาที่จับได้ออก วัสดุจากเว็บไซต์

ผู้เห็นเหตุการณ์บรรยายถึงกระแสน้ำว่า “เรามาถึงทะเลแล้ว” นักเดินทางคนหนึ่งบอกฉัน ฉันมองไปรอบๆด้วยความตกใจ ตรงหน้าฉันมีชายฝั่งจริงๆ: รอยคลื่น, ซากแมวน้ำที่ถูกฝังไว้ครึ่งหนึ่ง, เศษไม้ที่หายาก, เศษเปลือกหอย แล้วก็มีที่ราบกว้างใหญ่...และไม่มีทะเล แต่หลังจากนั้นประมาณสามชั่วโมง เส้นขอบฟ้าที่ไม่เคลื่อนไหวก็เริ่มหายใจและกระวนกระวายใจ และตอนนี้คลื่นทะเลก็เริ่มส่องแสงแวววาวอยู่ข้างหลังเธอ กระแสน้ำเคลื่อนตัวไปข้างหน้าอย่างควบคุมไม่ได้ตามพื้นผิวสีเทา แซงกันคลื่นก็วิ่งเข้าฝั่ง หินที่อยู่ไกลออกไปทีละก้อน - และมีเพียงน้ำเท่านั้นที่มองเห็นได้โดยรอบ เธอพ่นสเปรย์เกลือใส่หน้าฉัน แทนที่จะเป็นที่ราบที่ตายแล้ว น้ำอันกว้างใหญ่กลับมีชีวิตและหายใจอยู่ตรงหน้าฉัน”

เมื่อคลื่นยักษ์เข้าสู่อ่าวซึ่งมีแผนผังเป็นรูปกรวย ชายฝั่งของอ่าวดูเหมือนจะถูกบีบอัด ทำให้ความสูงของระดับน้ำเพิ่มขึ้นหลายเท่า ดังนั้นในอ่าว Fundy นอกชายฝั่งตะวันออกของทวีปอเมริกาเหนือ ระดับน้ำขึ้นถึง 18 เมตร ในยุโรป ระดับน้ำสูงสุด (สูงถึง 13.5 เมตร) เกิดขึ้นในบริตตานีใกล้กับเมืองแซงต์มาโล

บ่อยครั้งที่คลื่นยักษ์เข้าสู่ปากแม่น้ำทำให้ระดับน้ำในนั้นสูงขึ้นหลายเมตร เช่น ใกล้ลอนดอนตรงปากแม่น้ำเทมส์ ระดับน้ำขึ้น 5 เมตร

ระดับพื้นผิวของมหาสมุทรและทะเลเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ ประมาณวันละสองครั้ง ความผันผวนเหล่านี้เรียกว่าการลดลงและการไหล ในช่วงน้ำขึ้น ระดับมหาสมุทรจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นและถึงตำแหน่งสูงสุด เมื่อน้ำลงระดับจะค่อยๆ ลดลงสู่ระดับต่ำสุด เมื่อน้ำขึ้น น้ำจะไหลไปทางชายฝั่ง เมื่อน้ำลง - ห่างจากชายฝั่ง

กระแสน้ำขึ้นและลงกำลังยืนอยู่ พวกมันก่อตัวขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของวัตถุในจักรวาลเช่นดวงอาทิตย์ ตามกฎปฏิสัมพันธ์ของวัตถุในจักรวาลดาวเคราะห์ของเราและดวงจันทร์จะดึงดูดซึ่งกันและกัน แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์นั้นรุนแรงมากจนพื้นผิวมหาสมุทรดูเหมือนจะโค้งงอเข้าหามัน ดวงจันทร์เคลื่อนที่ไปรอบโลก และคลื่นยักษ์ "วิ่ง" ไปทางด้านหลังข้ามมหาสมุทร เมื่อคลื่นมาถึงฝั่ง นั่นแหละกระแสน้ำ เวลาผ่านไปเล็กน้อย น้ำจะเคลื่อนตัวตามดวงจันทร์และเคลื่อนตัวออกจากฝั่ง นั่นคือช่วงน้ำลง ตามกฎจักรวาลสากลเดียวกัน การลดลงและกระแสก็เกิดขึ้นจากแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์เช่นกัน อย่างไรก็ตาม แรงขึ้นน้ำลงของดวงอาทิตย์เนื่องจากระยะทางนั้นน้อยกว่าแรงบนดวงจันทร์อย่างมาก และหากไม่มีดวงจันทร์ กระแสน้ำบนโลกก็จะน้อยกว่า 2.17 เท่า นิวตันให้คำอธิบายเกี่ยวกับพลังน้ำขึ้นน้ำลงเป็นครั้งแรก

กระแสน้ำมีความแตกต่างกันในด้านระยะเวลาและขนาด ส่วนใหญ่แล้วจะมีน้ำขึ้น 2 ครั้งและน้ำลง 2 ครั้งในระหว่างวัน บริเวณส่วนโค้งและชายฝั่งของอเมริกาตะวันออกและอเมริกากลาง มีระดับน้ำขึ้น 1 ครั้งและน้ำลง 1 ครั้งต่อวัน

ขนาดของกระแสน้ำนั้นมีความหลากหลายมากกว่าช่วงเวลาของมันด้วยซ้ำ ตามทฤษฎีแล้ว กระแสน้ำบนดวงจันทร์มีค่าเท่ากับ 0.53 ม. แสงอาทิตย์ - 0.24 ม. ดังนั้นกระแสน้ำที่ใหญ่ที่สุดควรมีความสูง 0.77 ม. ในมหาสมุทรเปิดและใกล้เกาะต่างๆ ค่าน้ำขึ้นน้ำลงค่อนข้างใกล้เคียงกับทฤษฎี: บนฮาวาย หมู่เกาะ - 1 ม. บนเกาะเซนต์เฮเลนา - 1.1 ม. บนเกาะ - 1.7 ม. บนทวีปขนาดของกระแสน้ำอยู่ระหว่าง 1.5 ถึง 2 ม. ในทะเลภายในประเทศกระแสน้ำไม่มีนัยสำคัญมาก: - 13 ซม. - 4.8 ซม. ถือว่าไม่มีน้ำขึ้นน้ำลง แต่ใกล้กับเมืองเวนิส ระดับน้ำขึ้นสูงสุด 1 เมตร กระแสน้ำที่ใหญ่ที่สุดมีดังต่อไปนี้ บันทึกไว้ใน:

ในอ่าว Fundy () น้ำขึ้นถึงความสูง 16-17 ม. นี่คือระดับน้ำที่สูงที่สุดในโลก

ทางตอนเหนือในอ่าว Penzhinskaya ระดับน้ำขึ้นถึง 12-14 ม. นี่คือระดับน้ำที่สูงที่สุดนอกชายฝั่งรัสเซีย อย่างไรก็ตาม ตัวเลขระดับน้ำข้างต้นถือเป็นข้อยกเว้นมากกว่ากฎเกณฑ์ ที่จุดตรวจวัดระดับน้ำขึ้นน้ำลงส่วนใหญ่ จุดเหล่านี้มีขนาดเล็กและแทบจะไม่เกิน 2 เมตร

ความสำคัญของกระแสน้ำมีความสำคัญอย่างมากต่อการเดินเรือและการสร้างท่าเรือ คลื่นยักษ์แต่ละคลื่นมีพลังงานจำนวนมหาศาล

ทะเลและมหาสมุทรเคลื่อนออกจากชายฝั่งวันละสองครั้ง (น้ำลง) และเข้าใกล้ชายฝั่งวันละสองครั้ง (น้ำขึ้น) แทบไม่มีกระแสน้ำในแหล่งน้ำบางแห่ง ในขณะที่บางแห่งความแตกต่างระหว่างระดับน้ำขึ้นและลงตามแนวชายฝั่งอาจสูงถึง 16 เมตร กระแสน้ำส่วนใหญ่เป็นแบบครึ่งวัน (วันละสองครั้ง) แต่ในบางพื้นที่จะเป็นแบบรายวัน กล่าวคือ ระดับน้ำจะเปลี่ยนแปลงเพียงวันละครั้งเท่านั้น (น้ำลง 1 ครั้งและน้ำขึ้น 1 ครั้ง)

การขึ้นและลงของกระแสน้ำจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนที่สุดในแถบชายฝั่ง แต่ในความเป็นจริงแล้วกระแสน้ำเหล่านั้นไหลผ่านความหนาทั้งหมดของมหาสมุทรและแหล่งน้ำอื่น ๆ ในช่องแคบและสถานที่แคบอื่นๆ น้ำลงอาจมีความเร็วสูงมากถึง 15 กม./ชม. โดยพื้นฐานแล้ว ปรากฏการณ์การลดลงและการไหลได้รับอิทธิพลจากดวงจันทร์ แต่ดวงอาทิตย์ก็มีส่วนเกี่ยวข้องด้วยในระดับหนึ่ง ดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกมากกว่าดวงอาทิตย์มาก ดังนั้นอิทธิพลของมันที่มีต่อดาวเคราะห์จึงแข็งแกร่งขึ้นแม้ว่าดาวเทียมตามธรรมชาติจะมีขนาดเล็กกว่ามากและวัตถุท้องฟ้าทั้งสองก็โคจรรอบดาวฤกษ์ก็ตาม

อิทธิพลของดวงจันทร์ต่อกระแสน้ำ

หากทวีปและเกาะต่างๆ ไม่รบกวนอิทธิพลของดวงจันทร์บนน้ำ และพื้นผิวโลกทั้งหมดถูกปกคลุมไปด้วยมหาสมุทรที่มีความลึกเท่ากัน กระแสน้ำก็จะมีลักษณะเช่นนี้ เนื่องจากแรงโน้มถ่วง ส่วนของมหาสมุทรที่อยู่ใกล้ดวงจันทร์ที่สุดจึงลอยขึ้นสู่ดาวเทียมธรรมชาติ เนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ ส่วนตรงข้ามของอ่างเก็บน้ำก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน นี่จะเป็นกระแสน้ำ ระดับน้ำที่ลดลงจะเกิดขึ้นเป็นเส้นตั้งฉากกับแถบอิทธิพลของดวงจันทร์ ในส่วนนั้นจะมีการลดลง

ดวงอาทิตย์ยังสามารถมีอิทธิพลต่อมหาสมุทรของโลกได้เช่นกัน ในช่วงพระจันทร์ใหม่และพระจันทร์เต็มดวง เมื่อดวงจันทร์และดวงอาทิตย์อยู่ในแนวเส้นตรงกับโลก แรงดึงดูดของผู้ทรงคุณวุฒิทั้งสองก็จะถูกเพิ่มเข้ามา ทำให้เกิดการขึ้นและลงที่รุนแรงที่สุด หากเทห์ฟากฟ้าเหล่านี้ตั้งฉากกันโดยสัมพันธ์กับโลก แรงโน้มถ่วงทั้งสองจะตอบโต้ซึ่งกันและกัน และกระแสน้ำจะอ่อนแรงที่สุด แต่ยังคงเป็นที่โปรดปรานของดวงจันทร์

การปรากฏตัวของเกาะต่างๆ ทำให้เกิดความหลากหลายอย่างมากในการเคลื่อนตัวของน้ำในช่วงน้ำขึ้นและน้ำลง ในอ่างเก็บน้ำบางแห่ง ก้นแม่น้ำและสิ่งกีดขวางทางธรรมชาติในรูปของแผ่นดิน (เกาะ) มีบทบาทสำคัญ ทำให้น้ำไหลเข้าออกไม่สม่ำเสมอ น้ำเปลี่ยนตำแหน่งไม่เพียงแต่ตามแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ แต่ยังขึ้นอยู่กับภูมิประเทศด้วย ในกรณีนี้เมื่อระดับน้ำเปลี่ยนแปลงก็จะไหลไปตามเส้นทางที่มีการต้านทานน้อยที่สุดแต่เป็นไปตามอิทธิพลของดาวราตรี