Pływy morskie

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Pływy)
Skocz do: nawigacja, szukaj
Zatoka Fundy podczas odpływu
... i podczas przypływu
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. Obrót Ziemi powoduje, że w ciągu doby w danym miejscu zmienia się siła przyciągania Księżyca i Słońca (siła pływowa). 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.

Zjawisko pływów zostało po raz pierwszy matematycznie opisane w 1687 roku przez Isaaca Newtona. Ponad pół wieku wcześniej – nie korzystając z wyrażeń matematycznych – pływy opisał Galileusz. Niektórzy, zwłaszcza oceanografowie, argumentują, że przypływ po stronie przeciwległej do Księżyca jest wywołany siłą odśrodkową Ziemi obracającej się wokół środka ciężkości układu Ziemia-Księżyc[1][2], jednak według obliczeń wielkość siły odśrodkowej jest niewielka w porównaniu do siły pływowej[3][4],.

Pływy na Bałtyku[edytuj | 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.

Charakterystyka[edytuj | edytuj kod]

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

  • Przez kilka godzin poziom wody wzrasta (przypływ) i zalewa plażę;
  • Woda osiąga swój najwyższy poziom;
  • Poziom wody obniża się w ciągu kilku godzin (odpływ);
  • Poziom wody przestaje obniżać się, gdy osiąga swój najniższy poziom.

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[7].

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.

Pływy morskie w przeszłości Ziemi[edytuj | 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. 400 000 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 umożliwiające powstanie tzw. "bulionu pierwotnego". Dlatego, według założeń biologii ewolucyjnej, pływy przyczyniły się do powstania i rozwoju życia na Ziemi. Ponadto fala pływowa systematycznie spowalnia obrót Ziemi, wydłużając dobę. Szacuje się, że pierwotnie okres obrotu Ziemi mógł wynosić zaledwie 6 godzin. Zmiana wartości momentu pędu ruchu wirowego Ziemi idzie w parze ze stopniowym oddalaniem się Księżyca (wydłużaniem półosi jego orbity) tak, by całkowity moment pędu układu Ziemia-Księżyc pozostawał w pierwszym przybliżeniu stały. Należy pamiętać, że dokładna analiza tego procesu obejmuje także oddziaływanie pływowe na oceany Ziemi oraz układ Ziemia-Księżyc ze strony Słońca oraz innych planet.

Miejsca występowania pływów o najwyższych skokach[edytuj | edytuj kod]

Miejsce Akwen Państwo Wysokość pływu (m)
średnio pływ syzygijny
(średnio)
największa
zarejestrowana
Zatoka Fundy Ocean Atlantycki Kanada
11,4
15,4
19,6
Río Gallegos Ocean Atlantycki Argentyna
10,4
14,0
18,0
Cieśnina Davisa Kanada
10,1
13,6
17,4
morecambe zatoka morecambe Anglia
9,7
13,1
16,8
Port Granville Kanał La Manche Francja
9,3
12,6
16,1
Rzeka Koksoak Zatoka Ungava Kanada
8,7
11,7
15,0
Zatoka Penżyńska Morze Ochockie Rosja
8,5
11,5
14,7
Zatoka Collier Ocean Indyjski Australia
8,1
11,0
14,0
Port Bhaunagar Morze Arabskie Indie
7,2
9,7
12,4
Rzeka Kolorado Zatoka Kalifornijska Meksyk
7,1
9,6
12,3
Wyspa Maracá Ocean Atlantycki Brazylia
6,7
9,1
11,7

Geodezyjne efekty zjawisk pływowych[edytuj | 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 | edytuj kod]

Przypisy

  1. M. Affholder: Descriptive Physical Oceanography. Taylor Francis, s. 249. ISBN 90-5410-706-5.
  2. Richard Hubbard: Boater's Bowditch: the small-craft American practical navigator. Camden, Me.: International Marine, 2000. ISBN 0-07-136136-7. Boater's Bowditch: The Small Craft ... – Google Books. [dostęp 2009-09-21].
  3. Why Are There Two High Tides Each Day?
  4. Tides and centrifugal force
  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. G. J. Mellor, George Mellor: Introduction to physical oceanography. Woodbury, N.Y.: American Institute of Physics, 1996, s. 169. ISBN 1-56396-210-1.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

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

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]