§ 3. Приливообразующая сила

Первое объяснение приливообразующих сил было дано И.Ньютоном в 1687 г. с использованием закона всемирного тяготения и трех законов механики и получило название статической теории приливов. Сущность этой теории заключается в следующем:

1. Земля и Луна образуют систему двух планет с общим центром тяжести, расположенным на расстоянии 0,73R от центра Земли (R – радиус Земли).

2. Между планетами взаимодействуют 2 разнонаправленные, но уравновешенные силы – сила взаимного притяжения и центробежная сила.

3. Притяжение Луны в любой точке Мирового океана направлено к Луне, но в зените (Z) оно больше, чем в надире (N). Центробежные силы на Земле везде одинаковы. Поэтому на стороне Земли, обращенной к Луне, перевешивает сила притяжения, обеспечивая высокий прилив, а на стороне, обращенной от Луны – центробежная сила, создающая свой низкий прилив.

Таким образом, формируется эллипсоид прилива. Его длинная ось все время направлена на Луну, но благодаря вращению Земли вокруг оси разные точки земной поверхности попадают в области приливов и отливов.

Статическая теория Ньютона была преобразована в динамическую теорию Лапласа в 1775 г. и доработана Эри в 1842 г. В настоящее время используется гармонический анализ приливов, позволяющий прогнозировать многие характеристики приливов.

§ 4. Деформации приливной волны у берега

При подходе к берегу у приливной волны существенно изменяются ее элементы. Высота волны резко возрастает по мере уменьшения глубины моря и сокращения длины ее фронта при входе в узкое пространство залива или бухты. При этом большая масса воды передает всю свою энергию меньшей массе у берега, вызывая рост волны - до 10-18 м. Максимальная высота приливной волны отмечается на юге Патагонии, в заливах Аляска (Тихий океан), Камбейском (Индийский океан), Мезенском (Белое море) и самый большой прилив в мире - до 18 м - в заливе Фанди (на востоке Северной Америки у полуострова Новая Шотландия).

Вблизи берега может происходить также интерференция разных приливных волн с деформацией за счет накладывания волн с разными фазами и величинами.

Приливные волны, входя в устья рек, распространяются вверх по течению (до 1400 км по Амазонке, до 700 км по р. Св. Лаврентия, 120 км по Северной Двине, 85 км по Печоре). При этом волна часто идет в виде вала высотой более 1 м (до 6 м в заливе Фанди) со скоростью до 3-4 м/с. В некоторых случаях передний склон приливной волны становится очень крутым, почти вертикальным, высотой 1-4 м. Также приливные волны известны под названием бор, маскаре (Франция, на реке Сене, Шаранте) или поророка (Южная Америка, на р. Амазонка). А в скалистых ущельях уровень прилива настолько быстр и высок, что на реке образуется водопад, направленный против течения реки.

§ 5. Котидальные карты приливов

Исследования приливов в Мировом океане представлены на картах Атласа океанов, в «Таблицах приливов», таблицах и атласах приливных колебаний уровня и течений, в котидальных картах.

Котидали - это изолинии, соединяющие точки, в которых полная вода наступает в один и тот же момент (англ. сotidal - соприливный). Котидальная карта дает картину распространения приливной волны - последовательные положения гребня прилива через каждый час времени, а также показывает положение в данный момент одинаковых фаз прилива, различающихся на один час, позволяющих судить о направлении движения прилива. Это одно из важнейших пособий для мореплавателей.

МОРСКИЕ ТЕЧЕНИЯ И ЦИРКУЛЯЦИЯ ВОД В ОКЕАНЕ