Как луна влияет на приливы и отливы

приливы и отливы

Предки считали, что Луна оказывает значительное влияние на нашу планету. Самое яркое проявление связано с изменениями в водоемах, особенно хорошо это прослеживается в морях и океанах. В статье рассмотрим, влияние Луны на приливы и отливы.

Механизм явления: приливы и отливы

Уровень вод мирового океана зависит от расположения Земли по отношению к Солнцу и Луне. Наша планета, вращаясь, изменяет горизонтальное положение толщи воды. Этот процесс, происходящий в водоемах, ученые подразделяют на три степени.

  1. Явление полной воды – вода поднимается до максимального уровня.
  2. Отлив – постепенный отток, который наблюдается на протяжении 6 часов.
  3. Явление малой воды – минимальное снижение воды в водоеме.

Луна изменяет уровень вод мирового океана и приподымает их. Весь процесс занимает в среднем 12,5 часов. Когда бывает новолуние и полнолуние, расстояние между уровнями минимального и максимального подъема увеличиваются. При влиянии Луны на приливы и отливы происходит сближение амплитуд больших и малых вод.

как луна влияет на приливы и отливы

Причины возникновения приливов и отливов на Земле

На приливы и отливы оказывают действие два небесных тела: Луна и Солнце. Рассмотрим особенности их влияния.

Воздействие лунной энергии

Почему Луна влияет на приливы и отливы? Она – ближайшая спутница Земли. Лунное притяжение поднимает ближайший к спутнику участок водоема, а вращение Земли заставляет повышаться противоположную часть. Водяной гребень движется к берегу, увеличивая уровень. Так происходят приливы. Приливные выступы с излишком воды образуются одновременно с двух сторон Земли: в обращенной к Луне и противоположной. Из-за этого в перпендикулярных точках уровень воды понижается и наблюдается отлив.

Фазы Луны влияют на приливы и отливы в часовых поясах. В противоположных полушариях они происходят в одинаковое время.

  • Луна, проходя первую фазу, движется против часовой стрелки. Ее наблюдают в западной части неба. Амплитуда водных колебаний уменьшается;
  • В фазе первой четверти правая сторона Луны освещается, а Солнце снижает воздействие гравитации;
  • Находясь во второй фазе, расстояние между Луной и Солнцем растет. Видимость Селены увеличивается. Наступает полнолуние, повышается амплитуда водных колебаний;
  • Полнолуние – это максимальное удаление гидросферы Земли от Луны и Солнца. Небесные тела дают свои отливы и приливы. После этой точки происходит обратный эффект.

Влияние деятельности Солнца

Солнце находится на большом расстоянии от Земли, соответственно сила его воздействие меньше. Приливы называют солнечными и лунными, когда Земля, Солнце и Луна выстраиваются в прямую линию. Солнечный приток происходит ровно за одни сутки, лунный занимает около 25 часов.

Основные разновидности приливов и отливов

Лунные приливы и отливы разделяют по степени длительности.

  1. Полусуточные – полная вода сменяется малой. Такое явление проходит два раза за одни сутки. Амплитуды практически одинаковы;
  2. 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;
  3. Смешанные – это подъем воды, описанные в п. 1 и 2 с несвойственными проявлениями;
  4. Аномальные проходят в водоемах с небольшой глубиной. Время на водный приток сокращено.

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

Как луна влияет на приливы и отливы

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.

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.

Как луна влияет на приливы и отливы

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.

Яхтинг. Почему происходят приливы и отливы.

почему происходят приливы

В предыдущей статье мы познакомились с некоторыми ситуациями приливов и отливов, осложняющих яхтинг. Разобрали опасности, подстерегающие нас при яхтинге в приливной зоне. Так почему происходят приливы и отливы? Об этом поговорим в этой статье, но сначала немного истории. Это кажется невероятным, но значительная часть населения Земли живет на расстоянии до 1 мили от берегов морей и океанов. В силу этого море определяло образ и ритм жизни людей, и они давно знали о приливах и отливах очень много и, конечно, уже с древних времен связывали происхождение приливов с луной, а именно с лунными циклами.

Еще в XVI веке великий испанский историк, географ и натуралист Хосе де Акоста впервые объяснил природу отливов и приливов воды, периодичность и их взаимосвязь с фазами Луны. Первая научная теория была предложена И. Ньютоном (1688) и развита его последователями Д. Бернулли, К. Маклореном, Л. Эйлером и др. Динамическая теория П. Лапласа (1775) была усовершенствована в XIX веке английскими учеными Дж. Эри, У. Томсоном (лордом Кельвином) и Дж. Дарвином.

Всех превзошел в 1922 году А.Т. Дудсон, который определил 380 факторов, влияющих на величину прилива воды. Среди них есть и очень длительные, измеряемые годами, и очень короткие. Понятно, что подавляющее большинство этих факторов не имеют существенного значения для яхтинга ввиду их малости. В практических целях навигации не нужна точность, измеряемая миллиметрами. В открытом море изменение давления на 10 миллибар приводит к изменению уровня воды на 10 сантиметров. Это не очень много, но дает представление о необходимой точности расчетов.

И еще одно замечание: только у нас говорят о приливах и отливах. Мировая океанология оперирует лишь одним термином — «прилив». Но мы же русские, всегда идем своим путем. Поэтому не удивляйтесь, что и далее в тексте будет встречаться привычное нам словосочетание прилив отлив.

Влияние на отливы и приливы Луны. Сизигия и квадратура.

сизигия и квадратура

Известно, что ничто так не влияет на высоту прилива и отлива, как Луна. Наблюдения показывают, что самые большие приливы воды бывают при полной и новой Луне, а самые маленькие — при половинной. Большие приливы воды, происходящие в новолуние и полнолуние, называются сизигийными (англ. Spring). Взаимное положение Луны, Земли и Солнца в это время показано на рисунке.

Самые маленькие отливы и приливы воды происходят, когда мы видим половину Луны. Они называются квадратурными (англ. Neap). На рисунке показано взаимное расположение небесных тел в это время.

Луна движется вокруг Земли таким образом, что от одного новолуния до другого проходит примерно месяц (около 4 недель). Таким образом, интервал времени между двумя последовательными сизигиями (или квадратурами) будет приблизительно 2 недели, а от сизигии до квадратуры или наоборот проходит около одной недели.

Для учета отлива и прилива воды в яхтинге удобно округлять фазы Луны до стандартного недельного чартера: если вы арендовали яхту на одну неделю, то, стартовав в сизигию, возвращаться на базу вы будете в квадратуру. А если на две недели — то вы вернетесь в следующую сизигию.

И еще очень важный момент для понимания сути происходящего. Солнце — это следующий по значимости после Луны фактор, влияющий на отлив и прилив воды. Как мы видим из рисунка, при полной и новой Луне (сизигия) Земля, Солнце и Луна находятся на одной прямой, и влияние Луны и Солнца на поверхность воды суммируется, а при половинной Луне (квадратура) они тянут в разные стороны, и влияние Солнца ослабляет отлив и прилив воды.

Двугорбый прилив воды.

Если Вы обратили внимание на рисунке изображено два прилива и отлива. Возникает вопрос, не ошибся ли художник, нарисовав не один «горб» прилива воды, вызванного притяжением Луны, а два — с двух противоположных сторон? Нет, это не ошибка, и если мы понаблюдаем, как меняется уровень моря в приливной зоне, то увидим, что за сутки происходит не один, а два подъема воды!
Сейчас мы подробно разберем причины такого странного на первый взгляд явления природы, получившего название «двугорбый прилив воды».

прилив и отливы

Дело в том, что нужно рассматривать не то, как Луна вращается вокруг Земли, а как пара небесных тел взаимодействуют. Луна намного меньше Земли, и ее роль в этом дуэте намного слабее, но ее влияние на движение Земли нельзя не учитывать. Фактически мы имеем равновесное вращение двух небесных тел вокруг оси, которое проходит на расстоянии 3/4 земного радиуса от центра Земли .

Давайте определим, какие силы действуют на воды Мирового океана в описанной выше модели. По своей природе это- сила притяжения Луны (сила земного притяжения, действующая на воду по всей поверхности Земли, одинакова и на образование отливов и приливов воды практически не влияет) и центробежная сила, вызванная вращением пары «Земля — Луна».

Векторы этих сип и их результирующие, собственно, и вызывают образование двух мест повышения уровня океанских вод одновременно. Силы сами по себе не велики, но для практически горизонтального перемещения водных масс нужно совсем немного. Уроните каплю воды на чуть-чуть наклонную поверхность, и вы увидите, как бодро она побежит… Таким образом, мы имеем два «горба» прилива воды — один на ближней к Луне стороне Земли, а другой — на дальней. И если мы будем в приливной зоне на берегу наблюдать за уровнем отлива и прилива воды, то увидим колебания с периодом в 12.4 часа (вы ведь помните, что Луна должна гнаться за Землей, бегущей вокруг Солнца). Лунные сутки продолжительностью 24 часа 50 минут дают нам очень удобный инструмент для оценки высоты прилива: зафиксировав уровень воды в любой момент времени, мы можем предсказать, что завтра будет тот же уровень прилива, но на один час позже!

Читайте также:  Как пользоваться пилингом для лица

Что влияет на высоту приливов воды.

прилив воды

Итак, мы разобрались, почему прилив воды «двугорбый». Но дальше — больше, и внимательный наблюдатель заметит, что часто «горбы» различаются по высоте! Давайте разберемся, почему так происходит?

Посмотрев на рисунок , мы увидим, что плоскость эклиптики (эклиптика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца), плоскость лунной орбиты и экваториальная плоскость не совпадают. Соответственно, отливы и приливы воды, вызываемые действием Луны и Солнца два раза в сутки, бывают большие и малые. Изменение уровня прилива воды в течение лунных суток показано на рисунке.

В начале статьи мы отметили, что приливы бывают квадратурными (когда Луна и Солнце тянут воду в разные стороны) и сизигийными (действие Луны и Солнца совпадают). А максимальный прилив воды мы будем ожидать во время парада планет, когда все планеты Солнечной системы выстраиваются в одну линию, усиливая приливный эффект. Такое крайне редкое событие называется максимальным астрономическим приливом воды и сопровождается максимальной амплитудой приливных колебаний.

Устали? Мужайтесь! Это еще не все… Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите, а Земля в свою очередь — по эллиптической орбите вокруг Солнца. Это означает появление еще новых факторов со своими периодами и амплитудами. И учтите циклические изменения наклонения плоскости лунной орбиты с периодом в 18.6 года.

Думаете это все? Нет! Еще один очень важный момент. В предыдущей статье мы определили отливы и приливы воды как длинные волны. В каждом океанском бассейне эти волны доходят до берегов океана и отражаются от них, при этом могут возникать резонансные явления. Так, в Тихом океане преобладают суточные резонансные явления, и в результате во многих районах прилив и отлив происходит один раз в сутки, а в Атлантике преобладают полусуточные.

Также вспомним, что при взаимодействии с береговой линией возникают очень мощные местные течения и подъемы воды.
Казалось бы, что задача вычисления высоты прилива воды в заданной точке в заданное время невообразимо сложна и доступна только мощным компьютерам. Но люди давно научились решать ее с достаточной точностью. И мы с вами тоже овладеем этим искусством. Но об этом в следующих статьях.

Земля и Луна: приливы

Масса Земли: 6·10 24 кг, то есть 6 тысяч миллиардов миллиардов тонн
Радиус Земли: 6400 км
Расстояние от Земли до Солнца: 1 а.е. = 150 млн км
Спутник: Луна
Радиус Луны: 1740 км ≈ 1/4 радиуса Земли
Расстояние от Луны до Земли: 384 000 км

Рисунок Марии Усеиновой («Квантик» №3, 2017)

Постойте, у нас же экскурсия! Зачем же домой заходить? Во-первых, чтобы лишний раз убедиться, что везде хорошо, а дома лучше. Во-вторых, чтобы взглянуть на этот наш дом «со стороны», как просто на одну из планет. Ну и, наконец, чтобы обсудить кое-что, что второпях на других планетах понять не успеваешь.

Итак, что бросается в глаза, если смотреть на Землю издалека? Пожалуй, главное — большой, сравнимый с планетой спутник. Такой есть только у нас: большие (больше Луны) спутники есть у Юпитера и Сатурна, но они и сами огромны.

Луна всегда повернута к Земле одной и той же стороной. Это то самое лицо, которое смотрит на нас каждое полнолуние. Обратную сторону мы увидели только в 1959 году, когда Луну впервые облетел космический аппарат.

Рис. 1. Фото ближней к нам и дальней (обратной) сторон Луны («Квантик» №3, 2017)

Рис. 1. Фото ближней к нам и дальней (обратной) сторон Луны

Задача 1

Луна делает полный оборот вокруг Земли за 27 дней. Сколько длятся на Луне солнечные сутки (то есть время, скажем, от полудня до следующего полудня)? Одинакова ли их длительность на «той» и «этой» сторонах Луны?

Да, одинакова. Лунные сутки — что на видимой стороне, что на обратной — равны «синодическому периоду», то есть промежутку времени между двумя одинаковыми фазами Луны на Земле, например, новолуниями (см. рис. 1, б). Если бы Земля стояла на месте, а Луна синхронно (всё время глядя на Землю одной стороной) крутилась вокруг неё, сутки на Луне длились бы те же 27 наших дней. Но Земля и сама движется по орбите, от этого через 27 дней новолуние ещё не повторится: Земля за это время прошла примерно 27 365 ≈ 1 13 круга, и Луне нужно ещё примерно 27 13 ≈ 2 дня, чтобы это угол «докрутить». Итого — 29 дней. Это подсчёт приблизительный; чтобы получить точный ответ, нужно, глядя на рисунок 1, вывести условие: T S = 360°+α 360° = 1 + T 1 год , где S ≈ 27 дней — (звёздный) период обращения Луны, T — нужный нам синодический период. Из этого уравнения можно точно найти T, если точно знать S (27 дней — небольшая точность).

Cолнечные сутки на Луне («Квантик» №3, 2017)

Мы ещё не раз встретим «преданность» спутников, всегда смотрящих на свою планету одной стороной. Неужели это случайность? Вряд ли. Давайте поймём, почему так получается, а заодно разберёмся в замечательном «космическом» явлении — земных приливах.

Земля притягивает Луну, из-за этого Луна не улетает прочь, а вращается вокруг неё. Но Земля притягивает разные части Луны по-разному: те куски Луны, которые ближе, она тянет сильнее, а те, которые дальше — слабее. Представим себе круглую Абсолютно Твёрдую Луну, на поверхности которой лежат одинаковые маленькие камешки. Все кусочки Абсолютно Твёрдой Луны движутся одинаково — так же, как её центр, то есть как если бы их тянула «средняя» сила 1 F0. Камушек в точке A, ближайшей к Земле, движется вместе с Луной, но сила, которая действует на него, чуть больше — так что остаётся «лишняя» сила, которая направлена вверх и старается оторвать камушек от Луны (рис. 2). Если он будет лежать на весах, то весы покажут меньший вес, чем если бы Земли не было.

Рис. 2. Настоящие силы, действующие на камушки на Луне и «добавочные» к «средней» силе F0 — приливные силы («Квантик» №3, 2017)

Рис. 2. Настоящие силы, действующие на камушки на Луне (чёрные стрелки), и «добавочные» к «средней» силе F0 — приливные силы (красные). Синий эллипсоид — поверхность «лунного океана»

А что же в противоположной точке B? Сила, с которой Земля притягивает камушек, меньше, чем F0. Но камушек вынужден вместе с Луной двигаться так, как будто бы на него действует эта «средняя» сила F0. Получается, что «лишняя» сила, которую надо добавить к F0, чтобы получить настоящую, направлена от Земли! То есть опять она стремится оторвать камушек от Луны, и опять она уменьшает его вес.

Рисунок Марии Усеиновой («Квантик» №3, 2017)

Что же, так везде на Луне? Нет. В тех местах, в которых Земля на горизонте, как в точке С, всё наоборот: «лишняя» сила там направлена вглубь Луны! Это потому, что «средняя» сила F0 направлена вбок и чуть-чуть вверх (с точки зрения лунного наблюдателя), а настоящая сила притяжения Земли — только вбок. «Лишней» силе приходится «поправлять среднюю» и давить вниз 2 . Так что такой же камушек в этом месте Луны покажется тяжелее, чем в A или B.

Представим теперь, что мы налили на нашу Абсолютно Твёрдую Луну тонкий слой воды — ну, километр или два. Что произойдёт? Вода будет, конечно, двигаться вместе с Луной как одно целое, но в областях вокруг A и B «лишняя» сила будет оттягивать воду от планеты, а в «поясе» точек посередине между ними (как С) — прижимать её ко дну. Вода подвижная, она перераспределится так, что в точках A и B её станет больше (океан станет глубже), а в точках С — меньше. Поверхность воды, в отличие от поверхности идеального шара Абсолютно Твёрдой Луны, будет похожа на дыню 3 . Конечно, отклонение от поверхности шара — совсем маленькое, порядка 10 метров при радиусе почти 2000 км. Но сами по себе 10 м — не так уж и мало.

Но на Луне ведь нет воды. Да, но зато она есть на Земле! Земля притягивает Луну. Но и Луна притягивает Землю. И всё, что мы говорили про Луну, верно и про Землю. Поскольку поверхность Земли на 2/3 покрыта океаном, то по направлениям к Луне и от неё у Земли «отрастает горб» из воды — прилив. А в местах, где Луна на горизонте, толщина воды чуть-чуть уменьшается — отлив. Правда, из-за того, что Луна гораздо легче Земли, она притягивает земной океан слабее, и высота прилива получается меньше — если бы не перегораживающие океан континенты, она была бы всего полметра.

Но Земля вертится вокруг своей оси — и на линии Земля — Луна, в «вершинах горба», оказываются всё новые точки. Горб — приливная волна — бежит по поверхности планеты. За сутки она успевает пробежать почти полный оборот (почти — потому что Луна тоже не стоит на месте, а вращается вокруг Земли). При этом каждая точка Земли по очереди оказывается вблизи одной из вершин горба, области С, другой вершины горба и опять области С с другой стороны; так что прилив, как и отлив, почти везде бывает 2 раза в сутки.

Задача 2

Сегодня полнолуние, и мы — на острове посреди океана. Когда сегодня будет самый высокий прилив? А когда — отлив?

Полнолуние — значит, направления на Луну и Солнце противоположны. Максимальная высота воды будет тогда, когда Луна выше всего над горизонтом — в полночь, и когда она ниже всего — в полдень. Этот ответ дан по солнечному времени, декретное (принятое правительством острова) время может от него отличаться. Если сейчас лето, то выше дневной прилив, если зима — то ночной. (Это легко увидеть, дорисовав Солнце на рисунке 3 статьи.)

Интересно, что эти два прилива не обязательно одинаковой высоты — прилив тем выше, чем выше над горизонтом поднялась Луна или, наоборот, чем ниже она опустилась под горизонт. А эти две величины не обязательно равны друг другу (рис. 3), если, конечно, вы живёте не на экваторе.

Рис. 3. Для жителя средних широт максимальная высота Луны над горизонтом и максимальная «глубина» её под горизонтом в течение суток часто не совпадают («Квантик» №3, 2017)

Рис. 3. Для жителя средних широт максимальная высота Луны над горизонтом и максимальная «глубина» её под горизонтом в течение суток часто не совпадают

Читайте также:  Уретрит и уретропростатит

Задача 3

Предположим, что вода покрыла Землю целиком («Всемирный потоп»). В каком месте Земли всё равно никогда не будет ни приливов, ни отливов? Почему?

На полюсах — там в течение суток постоянна высота Луны и Солнца над горизонтом. Положение полюса относительно вершины горба не меняется. Правда, там будут незаметные без специальных приборов месячные приливы — из-за движения Луны вокруг Земли.

Не случайно в каждой задаче оговаривается, что мы посреди океана. Форма береговой линии (мысы, бухты) может очень сильно менять высоту и даже время прилива, а в закрытых морях вроде Средиземного, которые соединяются с океаном узким проливом, приливы вообще устроены по-другому (хотя причина их та же) 4 .

Задача 4

В какой день на маленьком островке на экваторе в середине Тихого океана выше прилив: в новолуние 21 марта или в новолуние 22 декабря?

21 марта. В новолуние направление на Луну и Солнце практически совпадают, и в равноденствие на экваторе они оба проходят через зенит (и точку, противоположную зениту — она называется надир). В декабре максимальная высота Солнца над горизонтом (и глубина под горизонтом) равна 90−23 = 67°. На экваторе приливы в течение одного дня не отличаются по высоте.

Рисунок Марии Усеиновой («Квантик» №3, 2017)

И ещё — приливы бывают и в открытом океане, но, чтобы их заметить, обязательно нужна суша — хоть островок, чтобы уровню воды было относительно чего повышаться. Плывя на корабле, вы не заметите, что оказались на «горбе» прилива. Вот так, оттого, что не с чем сравнивать, мы не замечаем и того, что на суше на самом деле тоже есть приливы и отливы — колебания самой земной коры, только они гораздо слабее.

Но вернёмся на Луну. Раньше она вращалась вокруг оси гораздо быстрее. «Приливный горб», созданный Землёй, бежал по её поверхности — ну, или это поверхность «прокручивалась» под горбом. Лунная кора то поднималась, то опускалась, нагревалась от этого, и энергия вращения Луны постепенно переходила в тепло. Трение верхних слоёв о нижние пыталось «утянуть» горбы с линии Луна — Земля, заставить их вращаться вместе с Луной — а приливные силы (точнее, момент сил) не пускали, и этим тормозили Луну. (Попробовал бы человек на гончарном круге держать руки так, чтобы заготовка была не совсем круглой в сечении, а все время чуть-чуть вытянутой к нему. Это было бы очень тяжело!) И затормозили совсем: горб перестал «бежать» и застыл, вершина его теперь всегда в одном и том же месте. Земля, кстати, тоже раньше вращалась быстрее — например, ещё 100 млн лет назад (во времена динозавров) звёздные сутки длились не 24, а 23 часа.

Кратер Маникуаган в Канаде («Квантик» №3, 2017)

Кратер Маникуаган в Канаде, диаметр 100 км, возраст 200 млн лет

И, пока мы не улетели от Земли, скажу пару слов о метеоритных кратерах. А то некоторые думают, что их у нас нет. Конечно — спасибо атмосфере — не так много, как на Луне, но хватает: «официально зарегистрировано» около 200 штук. Просто на большие кратеры, чтобы их увидеть, надо смотреть как минимум с самолёта, а лучше из космоса — и то можно не заметить.

Кратер Каали в Эстонии («Квантик» №3, 2017)

Кратер Каали в Эстонии, диаметр около 100 м, возраст 4000 лет. Виден земляной вал высотой 16 м

При падении очень большого метеорита поднимается столько пыли, что воздух становится почти непрозрачным для солнечных лучей, и они перестают попадать на поверхность. На всей Земле на несколько лет — пока пыль не осядет — становится холоднее. По одной из гипотез, именно от этого вымерли динозавры. Хорошо, что такие события происходят очень редко!

Художник Мария Усеинова

1 Будем считать, что все камушки весят по 1 кг.

2 На самом деле строго вниз «лишняя» сила направлена в тех точках лунной поверхности, расстояние от которых до Земли такое же, как до её центра. Но, поскольку до Земли далеко, это практически то же самое.

3 Научное название — эллипсоид вращения. А синий овал на рисунке 2 — пересечение этой поверхности с плоскостью рисунка — это эллипс.

4 Если уж говорить честно, то приливы создаются не только Луной, но и Солнцем — созданные им «горбы» всего в 2 раза меньше лунных. К тому же континенты, создающие преграды движению воды, влияют на высоту приливов даже далеко в океане. Из-за этого вычислить высоту прилива в каждом конкретном месте очень трудно; но поскольку положения Луны и Солнца периодически повторяются, для важных мест (например, портов) составляют таблицы времени и высоты приливов на каждый день.

Природное явление приливы и отливы

Природное явление приливы и отливы

Наша планета постоянно находится в гравитационном поле, которое создают Луна и Солнце. Это выступает причиной уникального явления, выраженного в приливах и отливах на Земле. Попробуем разобраться, влияют ли эти процессы на окружающую среду и жизнедеятельность человека.

Содержание:

Приливы и отливы — это изменения уровня воды морских стихий и Мирового океана. Возникают они вследствие вертикальных колебаний, зависящих от месторасположения Солнца и Луны. Происходит взаимодействие этого фактора с вращением нашей планеты, что приводит к подобным явлениям.

Механизм явления «приливы и отливы»

Природное явление приливы и отливы

Характер образования приливов и отливов уже достаточно изучен. На протяжении многих лет ученые исследовали причины и результаты данного явления.

  • Подобные колебания уровня земных вод можно показать в следующей системе
  • Постепенно поднимается уровень воды, достигая своей наивысшей точки. Такое явление называют полной водой.
  • Через определенный промежуток времени вода начинает спадать. Этому процессу ученые дали определение «отлив».
  • На протяжении примерно шести часов вода продолжает уходить до минимальной своей точки. Такое изменение получило название в виде термина «малая вода».

Таким образом, на весь процесс приходится около 12,5 часов. Подобное природное явление происходит дважды в сутки, поэтому его можно назвать цикличным. Интервал по вертикали между точками чередующихся волн полного и малого образования называется амплитудой прилива.

Можно заметить некоторую закономерность, если наблюдать процесс прилива в одном и том же месте на протяжении месяца. Результаты анализа интересны: ежедневно малая и полная вода меняет свое месторасположения. При таком природном факторе, как образование новой луны и полнолуние, уровни изучаемых объектов отдаляются друг от друга.

Следовательно, это делает дважды в месяц амплитуду прилива наиболее максимальной. Также периодично происходит и возникновение наименьшей амплитуды, когда после характерного влияния Луны уровни малых и полных вод постепенно сближаются друг к другу.

Причины возникновения приливов и отливов на Земле

Существует два фактора, которые влияют на формирование приливов и отливов. Следует внимательно рассмотреть оба объекта, которые воздействуют на изменение водного пространства Земли.

Воздействие лунной энергии на приливы и отливы

Природное явление приливы и отливы

Хоть и неоспоримо влияние Солнца на причину возникновения приливов и отливов, но все же наибольшее значение в этом вопросе принадлежит воздействию лунной активности. Для того чтобы почувствовать существенное воздействие гравитации спутника на нашу планету, необходимо проследить за разницей притяжения Луны в разных областях Земли.

Результаты эксперимента покажут, что отличие в их параметрах довольно невелико. Все дело в том, что самая близкая к Луне точка земной поверхности подвержена внешнему влиянию буквально на 6% больше, чем наиболее удаленная. Можно с уверенностью сказать, что это размежевание сил раздвигает Землю по направлению траектории Луна-Земля.

С учетом того, что наша планета постоянно оборачивается вокруг своей оси в течение суток, дважды происходит прохождение двойной приливной волны по периметру создавшегося растяжения. Это сопровождается созданием так называемых двойных «долин», высота которых, в принципе, не превышает отметки 2 метров в Мировом океане.

На территории земной суши такие колебания максимально достигают 40-43 сантиметров, что в большинстве случаев остается незамеченным жителями нашей планеты.

Все это приводит к тому, что мы не чувствуем силу приливов и отливов ни на суше, ни в водной стихии. Можно наблюдать подобное явление на узкой полоске береговой линии, потому что воды океана или моря по инерции набирают порой внушительную высоту.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что с Луной приливы и отливы связаны наиболее всего. Это делает исследования в этой области наиболее интересными и актуальными.

Влияние деятельности Солнца на приливы и отливы

Значительная отдаленность главной звезды Солнечной системы от нашей планеты сказывается на том, что ее гравитационное воздействие менее заметно. Как источник энергии Солнце, безусловно, намного массивнее, чем Луна, но все же дает о себе знать внушительное расстоянии между двумя небесными объектами. Амплитуда солнечных приливов практически вдвое меньше, чем у приливно-отливных процессов спутника Земли.

Известным фактом является то, что во время полнолуния и роста Луны все три небесных тела — Земля, Луна и Солнце — располагаются на одной прямой. Это приводит к складыванию лунных и солнечных приливов.

В период направления с нашей планеты на ее спутник и главную звезду Солнечной системы, которое отличается друг от друга на 90 градусов, происходит некоторое влияние Солнца на изучаемый процесс. Наблюдается повышение уровня отлива и понижение уровня прилива земных вод.

Все свидетельствует о том, что солнечная активность также влияет на энергию приливов и отливов на поверхности нашей планеты.

Основные разновидности приливов и отливов

Природное явление приливы и отливы

Можно классифицировать подобное понятие по продолжительности цикла приливов-отливов. Размежевание будет зафиксировано с помощью следующих пунктов:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
Читайте также:  Инвалидность по зрению

Есть еще виды приливов и отливов, которые не попадают под указанные характеристики, но встречаются они крайне редко. Исследования в данной области продолжаются, потому что возникает множество вопросов, требующих расшифровки специалистов.

График приливов и отливов на Земле

Природное явление приливы и отливы

Существует так называемая таблица приливов и отливов. Необходима она для людей, которые зависят по роду своей деятельности от изменения земного уровня воды. Чтобы иметь точную информацию по данному явлению, нужно обратить внимание на:

  • 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.

Новичку, которому понадобилась расшифровка такого явления, очень поможет график приливов и отливов. Для работы с подобной таблицей помогут такие рекомендации:

  1. Колонки в верхней части таблицы свидетельствуют о днях и датах предполагаемого явления. Этот пункт позволит выяснить точку определения временных рамок изучаемого.
  2. Под линией временного учета находятся цифры, размещенные в два ряда. В формате суток здесь помещается расшифровка фаз восхода Луны и Солнца.
  3. Ниже находится график волнообразной формы. Эти показатели фиксируют пики (приливы) и впадины (отливы) вод изучаемой территории.
  4. После расчета амплитуды волн располагаются данные захода небесных тел, которые влияют на изменения водной оболочки Земли. Данный аспект позволит наблюдать активность Луны и Солнца.
  5. 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.

Влияние приливов и отливов на окружающую среду и человека

Существует множество факторов влияния приливов и отливов на жизнедеятельность человека и окружающую его среду. Среди них есть открытия феноменального характера, требующие тщательного изучения.

Волны-убийцы: гипотезы и последствия явления

Природное явление приливы и отливы

Подобное явление вызывает множество споров среди людей, которые доверяют только безоговорочным фактам. Дело в том, что блуждающие волны не вписываются ни в одну систему возникновения этого феномена.

Изучение данного объекта стало возможным с помощью спутников радарного формата. Эти конструкции позволили зафиксировать за период пары недель десяток волн сверхбольшой амплитуды. Размер такого подъема водной глыбы составляет порядка 25 метров, что свидетельствует о грандиозности изучаемого явления.

Волны-убийцы напрямую влияют на жизнедеятельность человека, потому что за последние десятилетия подобные аномалии унесли в океанические пучины громадные суда типа супертанкеров и контейнеровозов. Природа образования данного ошеломляющего парадокса неизвестна: гигантские волны формируются мгновенно и также быстро исчезают.

Существует множество гипотез относительно причины образования такого каприза природы, но возникновение водоворотов (одиночных волн вследствие столкновения двух солитонов) возможно при вмешательстве активности Солнца и Луны. Данный вопрос до сих пор становится поводом для дискуссий среди ученых, специализирующихся на данной тематике.

Влияние приливов и отливов на организмы, населяющие Землю

Природное явление приливы и отливы

Приливы и отливы в океане и море особенно влияют на морских обитателей. Наибольшее давление это явление оказывает на жителей прибрежных вод. Благодаря данному изменению уровня земной воды развиваются организмы, ведущие оседлый образ жизни.

К ним можно отнести моллюсков, которые отлично приспособились к колебаниям жидкой оболочки Земли. Устрицы при наибольших приливах начинают активно размножаться, что свидетельствует о том, что они благоприятно реагируют на подобные изменения в структуре водной стихии.

Но не все организмы так благоприятно реагируют на внешние изменения. Многие разновидности живых существ страдают от периодических колебаний уровня воды.

Хоть природа берет свое и координирует изменения в общем балансе планеты, но биологические субстанции приспосабливаются к тем условиям, которые преподносит им деятельность Луны и Солнца.

Воздействие приливов и отливов на жизнедеятельность человека

Природное явление приливы и отливы

На общее состояние человека данное явление влияет больше, чем фазы Луны, к которым организм людей может быть невосприимчив. Однако наиболее приливы и отливы влияют на производственную деятельность обитателей нашей планеты. Влиять на структуру и энергию приливов и отливов моря, а также океанической сферы нереально, потому что их природа зависит от гравитации Солнца и Луны.

В основном, данный циклический феномен приносит только разрушения и неприятности. Современные технологии позволяют этот негативный фактор направить в позитивное русло.

Примером таких инновационных решений могут послужить бассейны по типу ловушек таких колебаний водного баланса. Должны они быть построены с учетом того, чтобы проект был рентабельным и практичным.

Для этого необходимо создавать подобные бассейны довольно значительного размера и объема. Электростанции по удержанию эффекта приливной силы водных ресурсов Земли — дело новое, но довольно перспективное.

Изучение понятия приливов и отливов на Земле, влияние их на жизненный цикл планеты, тайна возникновения волн-убийц — все это остается главными вопросами для ученых, специализирующихся в данной области. Решение этих аспектов интересно и простым обывателям, интересующимся проблемами влияния на планету Земля инородных факторов.

Что происходит во время суперлуния

Июль 2022 года богат на астрономические события: весь месяц продолжится великолепная возможность наблюдать за редким явлением — серебристыми облаками, особенно эффектными на закате или перед восходом Солнца. Кроме этого, 4 июля Земля прошла афелий — то есть находилась на самом дальнем расстоянии от Солнца. А 13 июля произойдет суперлуние 2022 года — совпадение двух важных астрономических моментов, связанных с Луной. Что это за явление и как оно влияет на природные катаклизмы и здоровье человека — в материале РЕН ТВ.

Появление термина «Суперлуние»

Суперлуние – не официальный астрономический термин. Это слово впервые использовал американский астролог Ричард Нолле в статье 1979 года для журнала Dell Horoscope. Нолле дал такое определение суперлунию: «новолуние или полнолуние в момент максимального или почти максимального (в пределах 90%) сближения Луны с Землей на заданной орбите». Только с 2011 года слово «суперлуние» стало появляться в научно-популярных средствах массовой информации и теперь определение Нолле цитирует даже НАСА.

Научное название для суперлуния – «перигей-сизигия системы Земля – Луна – Солнце».

Перигей – ближайшая к Земле точка, которую проходит Луна за полный оборот вокруг нашей планеты. Самая дальняя точка от Земли до Луны называется апогеем. Перигеи и апогеи существуют, потому что околоземная орбита Луны – не идеальный круг, а эллипс. Среднее расстояние от перигея до Земли равно 363 300 км, а от апогея до Земли – 405 500 км.
Суперлунием называют момент, когда полная Луна подходит к Земле на расстояние ближе 362 000 км, и моменты прохождения перигея и полнолуния отстоят по времени не больше, чем на 3 дня. Совпадения этих двух моментов (перигея и полнолуния) бывают каждый год, но близкие совпадения (менее 9 часов) бывают довольно редко.

Что происходит во время суперлуния

Сизигия в астрономии означает выравнивание трех или более небесных тел на одной прямой. Чаще всего этот термин употребляется по отношению к Земле, Солнцу и Луне или какой-либо планете Солнечной системы. Во время сизигии системы Земля – Луна – Солнце мы наблюдаем новую или полную фазу Луны.

Если Луна подходит ближе к Земле во время новолуния, то наблюдатели ничего не увидят, как и во время любого другого новолуния. А вот во время суперполнолуния Луна становится примерно на 7% больше и на 16% ярче, чем обычная полная Луна. По сравнению с полной Луной в апогее (когда Луна находится дальше всего от Земли), Луна в суперполнолуние выглядит на 14% больше и на 30% ярче.

Частота суперлуния

Суперполнолуния происходят три – четыре раза в год, поэтому это не такое уж редкое событие. В целом суперлуние происходит только во время полнолуния или новолуния в перигее, или близко к нему. Однако циклы фаз Луны и движения Луны от перигея к перигею не всегда совпадают: лунный месяц (от полнолуния к полнолунию или от новолуния к новолунию) длится 29,53059 дней, в то время как аномалистический месяц (от перигея к перигею) длится 27,55455 дней. Оба цикла совпадают каждые 14 лунных и 15 аномалистических месяцев:

14*29,53059 = 413,428
15*27,55455 = 413,318

Это означает, что цикл суперлуний длится 413 дней (один год, один месяц и 18 дней). Каждые 413 дней повторяется последовательность суперлуний.

Суперлуние-2022

Перигей — 13 июля в 12:09 мск. Луна подойдет к Земле на 357263 км и окажется на самом минимальном расстоянии от Земли в 2022 году.

Полнолуние — 13 июля в 21:38 мск.

Разница между перигеем и полнолунием составит чуть больше 9,5 часов.

Наблюдение за суперлуной

13 июля 2022 года полная Луна появится над горизонтом после 21 часа и около полуночи достигнет максимальной высоты над южным горизонтом. Всю ночь до восхода Солнца суперлуна будет сиять в созвездии Стрельца. На небосводе при ясной погоде, восточнее, можно увидеть две планеты, которые сопровождают суперлуну 2022 года, – это Сатурн, и еще немного левее (восточнее) — Юпитер. Над суперлуной сияют три звезды Летнего Треугольника, а правее (западнее) — яркий Арктур из созвездия Волопас.

Влияние суперлуния на организм человека

Как бы нас ни пугали антинаучные предсказания, суперлуния не влияют на здоровье людей. Специалисты из Медицинской школы Вашингтонского университета, Токийского медицинского университета, Института медицинских исследований общества Макса Планка и Оксфордского университета проанализировали данные скорой помощи и крупнейших психиатрических больниц за последние 50 лет.
Оказалось, что число нервных срывов, панических атак и психологических расстройств в дни суперлуния такое же, как и в обычные дни. Ярко выраженной связи между приближением Луны к Земле и между состоянием здоровья выявить так и не удалось.

Несмотря на отсутствие научного обоснования, около трех миллионов человек на планете утверждают, что чувствуют приближение суперлуния. Наиболее часто встречающимися симптомами являются головная боль, тахикардия, проблемы со сном, раздражительность и беспричинное беспокойство. Врачи считают, что на состояние человека помимо лунной активности в ночи суперлуния могут влиять магнитные бури и перепады давления. Совокупность этих факторов вызывает у некоторых людей проблемы со здоровьем и нестабильное эмоциональное состояние.

Влияние суперлуния на природу

Вопреки устоявшемуся мнению, суперлуния не вызывают потопов, землетрясений, извержений вулканов или цунами. Они только служат причиной чуть более высоких приливов: на пару сантиметров выше, чем обычные приливы во время полнолуний. Если погода на побережье в это время плохая, то высокие приливы ее, конечно, не улучшат, но и влияние их едва заметно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.