Pływy morskie


Pływy morskie w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania Siła pływowa Wielkość amplitudy składowej M2 pływów. Księżycowa składowa M2 jest główną składową pływów

Pływy morskie (przypływy i odpływy) – regularnie powtarzające się podnoszenie i opadanie poziomu wody w oceanie wywołane oddziaływaniem grawitacyjnym Ziemi z Księżycem i Słońcem.

Spis treści

Charakterystyka pływów | edytuj kod

Obrót Ziemi i wywołana tym zmiana położenia Księżyca i Słońca względem danego miejsca na powierzchni Ziemi wywołuje różnice w przyspieszeniu grawitacyjnym (ziemskim) w tym miejscu określanym jako siła pływowa. Siła ta jest główną przyczyną zmian poziomu oceanu określanych jako pływy. Wielkość pływów zależy od wielu czynników takich jak kształt wybrzeża (duże pływy w zatokach), głębokość morza, zmienna pozycja Słońca i Księżyca w stosunku do Ziemi, co jest połączone z rotacją Ziemi. Najsilniejsze pływy (syzygijne) występują, gdy wpływy Słońca i Księżyca dodają się do siebie (tj. gdy Księżyc, Ziemia i Słońce znajdują się w linii prostej – w trakcie pełni oraz nowiu Księżyca). Natomiast gdy wpływ Słońca i Księżyca nie sumuje się (Księżyc, Ziemia i Słońce tworzą kąt prosty), pływy są najsłabsze (pływ kwadraturowy). Przeciętny czas między kolejnymi przypływami wynosi 12 godzin i 27 minut. Na podstawie długoletnich obserwacji oraz obliczeń astronomicznych oblicza się czas i wielkość pływów dla poszczególnych punktów, głównie niektórych portów. Wielkości te są podane w odpowiednich publikacjach, tzw. tablicach pływów (ang. Tide Tables). Z danych takich korzystają też specjalne programy komputerowe używane w żegludze.

Skutkiem pływów są oscylacyjne prądy nazywane prądami pływowymi, które są ważne przy nawigacji przybrzeżnej.

Pływy po raz pierwszy zostały opisane przez Seleukosa z Seleucji około 150 r. p.n.e. Badania zjawiska wznowił Simon Stevin[1]. Kontynuował je Izaak Newton, a samo zjawisko opisał w swoim dziele „Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica”[2]. Ponad pół wieku wcześniej – nie korzystając z wyrażeń matematycznych – pływy opisał Galileusz.

Pływy morskie są powtarzającą się cyklicznie zmianą poziomu morza w następujących fazach:

  • poziom wody wzrasta w ciągu kilku godzin (przypływ);
  • woda osiąga najwyższy poziom;
  • poziom wody obniża się w ciągu kilku godzin (odpływ);
  • woda osiąga najniższy stan.

W momencie, w którym poziom wody przestaje się obniżać, woda jest najspokojniejsza. Wówczas pływ zmienia kierunek i „zawraca”. Zazwyczaj moment, w którym woda jest spokojna, występuje w okresie najwyższego bądź najniższego poziomu, ale istnieją także miejsca, w których zjawisko to występuje w innych momentach[3].

Różnica pomiędzy maksymalną wysokością wody podczas przypływu, a minimalną wysokością wody podczas odpływu, to skok pływu (aktualny). Można określić także skok maksymalny – czyli różnice pomiędzy maksymalną wysokością wody wysokiej (pływ syzygijny), a minimalną wysokością wody niskiej.

Możliwe jest wykorzystanie zmian poziomu wody wskutek pływów do produkcji energii elektrycznej[4]. Obecnie[kiedy?] elektrownie pływowe na świecie mają w sumie moc ok. 500 MW. Jednak przedzielenie ujścia rzeki Severn w Wielkiej Brytanii pozwoliłoby uzyskać elektrownię o mocy 8000 MW. Zaletą takich elektrowni jest regularność pływów, której nie mają elektrownie wiatrowe.

Pływy na Bałtyku | edytuj kod

Pływy na Bałtyku są prawie niewidoczne. Jest to spowodowane brakiem szerokiego połączenia z oceanem, małą masą wody w morzu znacznie płytszym i mniejszym niż ocean[5]. W obszarze południowego Bałtyku, gdzie głębokość nie przekracza 100 metrów, poziom wody podczas przypływu podnosi się zaledwie o centymetr. Wielkość amplitudy pływów jest natomiast znacznie większa w obszarze cieśnin duńskich, gdzie może sięgać 14 cm. Nieznaczne zwiększenie amplitudy pływów, do ponad 6 cm, stwierdzono także w części Zatoki Fińskiej[6], na szerokości której morze jest co najmniej dwukrotnie głębsze, ale i znacznie węższe. W wydawnictwach, które ukazały się dawniej można natomiast znaleźć informację, że wielkość tej amplitudy miałaby sięgać tam nawet pół metra.

Pływy morskie w przeszłości Ziemi | edytuj kod

Około 3–4 mld lat temu, tj. w czasie „młodości” Księżyca, znajdował się on dużo bliżej Ziemi, w odległości ok. 150 000 km (obecnie ok. 380 000 km). W związku z tym jego wpływ na naszą planetę był silniejszy niż obecnie. Powodowało to powstawanie znacznie wyższych niż obecnie pływów na powierzchni rodzących się na Ziemi pierwotnych oceanów. Wdzierająca się w ląd woda wydzierała luźny materiał mineralny, jak wielu uważa, tworząc środowisko ułatwiające powstanie tzw. „bulionu pierwotnego”. Dlatego, według założeń biologii ewolucyjnej, pływy przyczyniły się do powstania i rozwoju życia na Ziemi. Oddziaływanie pływowe systematycznie spowalnia obrót Ziemi i powoduje oddalanie się Księżyca, czyli energia ruchu obrotowego Ziemi jest zamieniana na ruch wody i na ruch Księżyca. Moc pływów powodowanych przez Księżyc wynosi ok. 3×1012 W, z czego ok. 4% uzyskuje Księżyc. Energia ta powoduje oddalanie się Księżyca od Ziemi[7]. Szacuje się, że pierwotnie okres obrotu Ziemi mógł wynosić 6 godzin.

Miejsca występowania pływów o najwyższych skokach | edytuj kod

Geodezyjne efekty zjawisk pływowych | edytuj kod

  • pływowa zmiana wysokości elipsoidalnej (spowodowana jest ona elastycznymi odkształceniami radialnymi skorupy ziemskiej),
  • pływowa zmiana przyspieszenia siły ciężkości,
  • pływowa zmiana wysokości ortometrycznej,
  • pływowa zmiana wysokości normalnej,
  • pływowa zmiana długości (są one rzędu s × 10−8, a więc nie ma potrzeby ich uwzględniania w codziennych pomiarach geodezyjnych),
  • pływowa zmiana kątów poziomych (poprawki pływowe kątów poziomych osiągają wartości o kilka rzędów mniejsze od błędów pomiarowych),
  • pływowa zmiana odchyleń pionu,
  • pływowa zmiana różnic wysokości.

Zobacz też | edytuj kod

Przypisy | edytuj kod

  1. Simon Stevin (niderl.). W: Historische figuren van het zeewetenschappelijk onderzoek [Skarby nauki ∙ Historyczne postacie morskich badań naukowych] [on-line]. Vlaams instituut voor de zee [Flamandzki Instytut Morski]. s. 4. [dostęp 2020-12-13].
  2. US Department ofU.D. Commerce US Department ofU.D., National Oceanic and AtmosphericN.O.A. Administration National Oceanic and AtmosphericN.O.A., NOAA National Ocean Service Education: Tides and Water Levels, oceanservice.noaa.gov [dostęp 2015-11-23]  (ang.).-
  3. G.J. Mellor, George Mellor: Introduction to physical oceanography. Woodbury, N.Y.: American Institute of Physics, 1996, s. 169. ISBN 1-56396-210-1.
  4. Przypływy – źródło ekologicznej energii – Geofizyka w Geologii, gwg.uw.edu.pl [dostęp 2018-07-29]  (pol.).
  5. Przypływy i odpływy na Bałtyku Polskie Radio » Jedynka » Audycja Janusza Weissa ».
  6. Czesław Druet Fizyka morza w:Encyklopedia fizyki współczesnej, PWN, 1983, rysunek 14, strona 864.
  7. Co jest źródłem energii pływów oceanów? | Zapytaj Fizyka, zapytajfizyka.fuw.edu.pl [dostęp 2018-02-11]  (pol.).

Bibliografia | edytuj kod

  • Lesław Furmaga, Józef Wójcicki: Mały słownik morski. Gdynia: Mitel International Ltd, 1993. ISBN 83-85413-73-1.

Linki zewnętrzne | edytuj kod

Kontrola autorytatywna (prąd):
Na podstawie artykułu: "Pływy morskie" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy