Sisu
- Newton selgitas loodejõudu raskusjõu osas
- Põhjus, miks on kaks tõusulainet päevas
- Kuude orbiidi mõjud
- Päike mõjutab ka loodeteid
- Loodete esinemine ookeani vesikondade reaalses maailmas
- Loodete ilmnemist mõjutavad ka ilm ja geoloogilised sündmused
Loodete tõus ja langus mõjutavad sügavalt planeedi Maa elu. Kuni on olnud rannikukogukondi, kes on toitunud merest, on inimesed ajanud, et toidukogumistegevus oleks loodetega kooskõlas. Meretaimed ja -loomad on omalt poolt kohanenud tsüklilise mõõnaga ja voolavad mitmel leidlikul viisil.
Gravitatsioon põhjustab loodeid, kuid loodetsükkel pole sünkroniseeritud ühegi taevase keha liikumisega. Seda on lihtne ette kujutada, et Kuud, mis mõjutavad ookeane, loodetakse Maal, kuid see on keerulisem. Päike mõjutab ka loodeid.
Isegi teised planeedid, näiteks Veenus ja Jupiter, avaldavad gravitatsioonilist mõju, millel on miinusmõju. Pange siiski kõik need mõjutused kokku ja isegi need ei selgita tõsiasja, et mõni konkreetne punkt Maal kogeb kaks tõusulainet päevas. See seletus nõuab hindamist, kuidas Maa ja Kuu tiirlevad üksteise ümber.
Selle idealiseerimine on loodete käsitlemine üksnes gravitatsioonijõudude tagajärjel. Maa ilmastikuolud koos planeetide pinna struktuuriga mõjutavad ka vee liikumist tema ookeani basseinides. Meteoroloogid peavad konkreetse paikkonna loodete ennustamisel kõiki neid tegureid arvesse võtma.
Newton selgitas loodejõudu raskusjõu osas
Kui mõtlete Sir Isaac Newtonile, võite pildistada tuttavat pilti, kus inglise füüsik / matemaatik lööb pähe langeva õuna. Pilt tuletab teile meelde, et Newton sõnastas Johannes Kepleri loomingust universaalse gravitatsiooni seaduse, mis oli oluline läbimurre meie arusaamises universumist. Ta kasutas seda seadust loodete selgitamiseks ja Galileo Galilei ümberlükkamiseks, kes uskus, et loodete põhjused on üksnes Maa päikese liikumise tagajärg.
Newton tuletas gravitatsiooniseaduse Keplersi kolmandast seadusest, mis väidab, et planeetide pöörlemisperioodi ruut on võrdeline selle päikesest kauguse kuubiga. Newton tegi selle üldiseks kõigi universumi kehade, mitte ainult planeetide jaoks. Seadus sätestab, et mis tahes kahe massikogu jaoks m1 ja m2, eraldatud vahemaaga r, gravitatsioonijõud F nende vahel annab:
F = Gm1m2/ r2
kus G on gravitatsioonikonstant.
See ütleb teile kohe, miks kuu, mis on Päikesest nii palju väiksem, mõjutab Maa loodete mõju rohkem. Põhjus on selles, et lähemale. Gravitatsioonijõud varieerub otseselt massi esimese võimsusega, kuid vastupidiselt teise kauguse võimsusega, seega on kahe keha vaheline eraldumine olulisem kui nende mass. Nagu selgub, on päikese mõju loodetele umbes pool kuu suurusest.
Teistel planeetidel, mis on nii päikesest väiksemad kui ka kuust kaugemad, avaldavad loodetele tühist mõju. Maale lähima planeedi Veenuse mõju on 10 000 korda väiksem kui päikese ja kuu koosmõjul. Jupiteril on veelgi vähem mõju - umbes kümnendik Veenusel.
Põhjus, miks on kaks tõusulainet päevas
Maa on Kuust nii palju suurem, et näib, et Kuu tiirleb selle ümber, kuid tõsi on see, et nad tiirlevad ümber ühise keskpunkti, mida nimetatakse barycenteriks. See asub umbes 1068 miili Maa pinnast allpool joont, mis ulatub Maa keskpunktist Kuu keskpunkti. Maa pöörlemine selle punkti ümber tekitab planeedi pinnale tsentrifugaaljõu, mis on sama tema pinna igas punktis.
Tsentrifugaaljõud on see, mis surub keha pöördekeskusest eemale. sama palju kui vesi pöörlevast sprinkleripeast välja voolab. Juhuslikus punktis A - Maa küljes, Kuu poole, on kuude gravitatsioon kõige tugevam ja gravitatsioon kombineerub tsentrifugaaljõuga, et luua tõusulaine.
Kuid 12 tundi hiljem on Maa pöördunud ja osutanud A on Kuust kõige kaugemal. Kuna vahemaa suureneb, mis on võrdne Maa läbimõõduga (peaaegu 8000 miili või 12 874 km), kogeb punkt A nõrgeimat Kuu gravitatsioonilist tõmmet, kuid tsentrifugaaljõud on muutumatu ja tulemuseks on teine tõusulaine.
Teadlased kujutavad seda graafiliselt Maad ümbritseva pikliku veemullina. Selle idealiseerimine, kuna eeldatakse, et Maa on veega ühtlaselt kaetud, kuid kuude gravitatsiooni tõttu on see loodete vahemiku toimiv mudel.
Maa-Kuu teljest 90 kraadiga eraldatud punktides on tsentrifugaaljõu ületamiseks piisav Kuu gravitatsiooni normaalne komponent ja mõhk tasandab. See lamenemine vastab mõõnadele.
Kuude orbiidi mõjud
Maa ümbritsev kujuteldav mõhk on umbes ellips, mille pooltelje telg on piki joont, mis ühendab Maa keskpunkti Kuu keskpunktiga. Kui Kuu asuks oma orbiidil paigal, siis kogesid kõik Maa punktid loodete ja mõõnade ilmumist iga päev samal kellaajal, kuid Kuu pole paigal. See liigub tähtede suhtes iga päev 13,2 kraadi, seega muutub ka mõhk põhitelje orientatsioon.
Kui mõhk põhitelje punkt lõpetab pöörlemise, on põhitelg liikunud. Ühe kraadi läbimiseks kulub Maal umbes 4 minutit ja põhitelg on liikunud 13 kraadi, seega peab Maa veel 53 minutit pöörlema, enne kui punkt on tagasi mõhk peateljel. Kui mõõna orbiidi liikumine oleks loodeid mõjutav ainus (spoileri hoiatus: seda pole), siis tõuseb mõõna tõus iga päev 53 minutit hiljem ekvaatori punkti kohal.
Kuu ajal loodetele avalduva mõju osas mõjutavad loodete ajastamist ja vee kõrgust veel kaks tegurit.
Päike mõjutab ka loodeteid
Päikese gravitatsioon loob Maa ümbritsevas kujuteldavas mullis teise mõra ja selle telg on piki joont, mis ühendab Maa päikesega. Telg liigub umbes 1 kraad päevas, kui see järgib päikese tajutavat asukohta taevas ja on umbes poole pikem kui kuude gravitatsiooni tekitatud mull.
Loodete tasakaaluteoorias, mis loob loodete mullide mudeli, peaks kuude gravitatsiooni ja päikeste gravitatsiooni poolt loodud mulli kohaldamine olema viis, kuidas ennustada loodete ilmnemist igas piirkonnas.
Asjad pole aga nii lihtsad, sest Maad ei kata hiiglaslik ookean. Sellel on maismaamassid, mis loovad kolm ookeani vesikonda, mis on ühendatud üsna kitsaste vahekäikudega. Päikese gravitatsioon ühendab aga Kuu omaga, et luua kahe kuu tagant tipud loodete kõrgustele kogu maailmas.
Kevadised looded ja lahtised looded: Kevadistel loodetel pole kevadhooajaga midagi pistmist. Need esinevad noorkuu ja täiskuu ajal, kui päike ja kuu on Maaga joondatud. Nende kahe taevakeha gravitatsioonilised mõjud ühendavad ebatavaliselt kõrge loodevee.
Kevadised looded toimuvad keskmiselt iga kahe nädala tagant. Ligikaudu nädal pärast iga kevadist mõõna on Maa-Kuu telg Maa-Päikese teljega risti. Päikese ja kuu gravitatsioonilised mõjud tühistavad üksteist ja loodete temperatuurid on tavalisest madalamad. Neid tuntakse kui loodeid.
Loodete esinemine ookeani vesikondade reaalses maailmas
Peale kolme peamise ookeanibasseini - Vaikse, Atlandi ja India ookeani - on veel mitu väiksemat basseini, näiteks Vahemeri, Punane meri ja Pärsia laht. Iga kraanikauss on nagu anum ja nagu näete klaasi vett edasi-tagasi kallutades, kipub vesi konteineri seinte vahel libisema.Kõigi maailma vesikondade vesi on loomuliku võnkeperioodiga ja see võib muuta päikese ja kuu gravitatsioonilist loodejõudu.
Näiteks Vaikse ookeani periood on 25 tundi, mis aitab selgitada, miks Vaikse ookeani mitmel pool on päevas ainult üks tõusulaine. Atlandi ookeani periood on seevastu 12,5 tundi, seega on Atlandil tavaliselt kaks tõusulainet päevas. Huvitav on see, et suurte vesikondade keskel pole loodeid sageli, sest vee loomuliku võnke korral kipub basseini keskpunktis olema nullpunkt.
Loodete tase on tavaliselt kõrgem madalas vees või kinnisesse ruumi, näiteks lahte sisenevas vees. Kanada Maritimes asuvas Fundy lahes on maailmas kõrgeim mõõn. Lahe kuju loob vee loomuliku võnke, mis moodustab Atlandi ookeani võnkega vastukaja, tekitades tõusulaine ja mõõna vahel peaaegu 40 jalga.
Loodete ilmnemist mõjutavad ka ilm ja geoloogilised sündmused
Enne nime vastuvõtmist tsunami, mis tähendab jaapani keeles "suurt lainet", tähistasid okeanograafid maavärinatele ja orkaanidele järgnenud mõõnalainetena suuri veeliigutusi. Need on põhimõtteliselt lööklained, mis liiguvad läbi vee, et tekitada kaldale hävitavalt kõrget vett.
Pidev tugev tuul võib aidata vett kalda poole juhtida ja tekitada tõusulaineid. Rannikualade kogukondade jaoks on need tõusud sageli troopiliste tormide ja orkaanide suurim mõju.
See võib toimida ka teisel viisil. Tugev meretuul võib vee merre lükata ja tekitada ebaharilikult madalaid mõõnatulesid. Suured tormid esinevad madala õhurõhu piirkondades, mida nimetatakse depressioonideks. Õhutormid tungivad kõrgrõhu õhumassidest nendesse süvenditesse ja tuuleiilid juhivad vett.