1. Основные элементы приливов

Лучше всего начинать изучение приливов с характеристики колебаний уровня. На кривой, изображающей изменение уровня моря в течение одного периода прилива (рис. 10.13), можно отме­тить большую часть характеристик явления, а именно:

/г_впв — высота высокой полной воды;

— высота низкой полной воды;

Кт — высота высокой малой воды;

Анмв — высота низкой малой воды;

Рис. 10.13. Изменение уровня моря во время прилива (обозначения см. в тексте)

А₀ или Z₀ — высота среднего уровня над нулем глубин;

В= h_BnE- /г_нмв — большая величина прилива за сутки; ^в = hum - Ьвмв — малая величина прилива за сутки;

?_впв — время наступления высокой полной воды;

?_нпв — время наступления низкой полной воды;

*вмв ~ время наступления высокой малой воды;

/_нмв ^— время наступления низкой малой воды;

Г_р = г_пв - /_мв — время роста уровня от малой воды до полной;

Т_п = /_мв - t_m — время падения уровня от полной воды до малой; х — период прилива, время между моментами двух соседних вы­соких полных вод;

Т_л — лунный промежуток, время между моментом верхней куль­минации Луны на меридиане пункта наблюдений и моментом на­ступления полной воды.

График построен без масштаба шкалы; ось ординат показывает высоту стояния уровня в единицах длины — обычно в сантиметрах, а ось абсцисс — время, обычно в часах и его долях. Полный период приливного колебания, как, правило, равен лунным суткам, т. е. 24 ч 50 мин (см. разд. 10.11.2).

Из данных графика видно, что колебания уровня моря связаны с движением Луны: полная вода наступает с некоторым запаздыва­нием по отношению к моментам кульминации Луны; это запазды­вание называется лунным промежутком и измеряется в часах. Луна — главная причина приливов, а запаздывание связано с местными условиями района наблюдений.

График показывает также, что ход уровня похож на гармони­ческое колебание, но сильно усложненное. На кривой прилива видна очень важная характеристика прилива — суточное неравен­ство по высоте и по времени, т. е. различие высот соседних полных и малых вод и различие времени роста и падения уровня. Такого рода ход приливов наблюдается в огромном числе пунктов побе­режья Мирового океана. Он относится к типу смешанных приливов. Все приливы по типу кривых хода уровня разделяются на правиль­ные суточные, правильные полусуточные и смешанные, которые под­разделяются на неправильные суточные и неправильные полусуточные. Общее представление о приливах в Мировом океане дано на картах Атласов океанов, где показаны характер приливов и его величина. Наиболее распространены в океане правильные полусуточные при­ливы (в основном — в Атлантическом и Индийском океанах), реже встречаются смешанные (большая часть побережья Тихого океана и Антарктиды), а правильные суточные наблюдаются на очень не­многих участках побережья (побережья Мексиканского залива, Охотского моря).

Суточное неравенство приливов вызвано изменением склоне­ния Луны и Солнца, связанным с наклоном земной оси к эклип­тике, поэтому оно изменяется по величине в зависимости от изме­нений склонения Луны и Солнца.

Другое неравенство приливов, называемое полумесячным, или фазовым (связано с фазами Луны), вызвано тем, что приливы создаются не только Луной, но и Солнцем, и приливообразу­ющие силы их, накладываясь одна на другую, могут либо скла­дываться и увеличивать отклонение уровня, либо вычитаться, уменьшая его. Первый случай — сложение приливообразующих сил Луны и Солнца — относится к сизигиям, т. е. к новолунию и полнолунию, второй — к квадратурам, т. е. к первой и третьей четвертям фаз Луны. Сизигии и квадратуры повторяются каждые две недели и также повторяются сизигийные приливы большой величины и квадратурные приливы малой величины. По отноше­нию к астрономическому событию — сизигиям, квадратурам — зем­ное событие (сизигийные и квадратурные приливы) запаздывает. Время запаздывания, измеряемое в сутках, носит название возраста прилива.

Еще один вид неравенства — месячное, или параллактическое. Оно определяется изменением расстояния между Землей и Луной из-за эллиптичности лунной орбиты: при наибольшем сближении Луны с Землей (перигей) лунная приливообразующая сила на 40 % больше, чем при наибольшем их отдалении (апогей). Эти положе­ния повторяются один раз в месяц. Сходное неравенство приливов связано с изменением расстояния между Землей и Солнцем. Это неравенство называется годовым солнечным параллактическим', его период — год.

Кроме главных неравенств приливов существует еще несколько долгопериодных неравенств с периодами около 4,5; 9,3; 18,6 лет и больше, однако чем больше период неравенства, тем меньше оно по величине. Эти неравенства вызываются астрономическими при­чинами, сложностью движения системы трех тел — Земля, Луна, Солнце — в поле сил тяготения. Именно силы тяготения и создают условия для появления приливов.