Шкала волнений.

Характеристика волн Мирового океана

Элементы морских волн, возникающих под действием ветра в океанах и морях, зависят не только от силы ветра, но и от продолжительности его действия, длины разгона и рельефа дна. Поэтому ветер одной и той же силы при различных конкретных условиях может вызывать различные волны. Наблюдаемые максимальные высоты волн в океанах значительно больше, чем в морях.

Высота волн в океане может доходить до 20 м. На морях они различны, например: в Северном — 9, Средиземном — 8, Охотском — 7

Ветровые волны высотой около 18 м наблюдались в Атлантическом океане при ветре 10-11 баллов и около 21 м при ветре 12 баллов.

Высоту волны 21 м наблюдали в Тихом океане во время продолжительного шторма ураганной силы.

В антарктических водах с дизель-электрохода «Обь» в 1958 году была измерена инструментально высота волны 24.5 м.

Наибольшая по высоте ветровая волна - 34 м была зафиксирована в Тихом океане.

Но такие высокие ветровые волны встречаются довольно редко. Так, для возникновения волны высотой 23 м необходимо, чтобы ветер со скоростью не менее 27 м/сек действовал, не меняя существенно своей скорости и направления, в течение 2-х суток на расстоянии 1200 морских миль (2200 км).

Решающее влияние на бурность моря оказывают:

> ограниченность акватории и степень расчлененности моря на отдельные бассейны, что препятствует росту и распространению ветровых волн;

> рельеф дна;

> возможность проникновения в данное море волн из соседних морей или океанов;

> развитие в море ледяного покрова;

> интенсивность, устойчивость и направление штормовых ветров, что связано с характером циклонической деятельности над морем.

Повторяемость волн высотой 6 м и более составляет 17-20% в наиболее бурных, штормовых акваториях океанов. В тропических зонах повторяемость таких волн не более 3-5%. На морях волны высотой 6 м и более встречаются достаточно редко. Но в Северном, Норвежском, Беринговом, Охотском морях средняя многолетняя повторяемость волн высотой 6 м и более составляет около 8%.

Наибольшая наблюденная высота ветровых волн в Черном море составляла 9 м.

Особо выделяется акватория Южного океана. Южнее 40^о ю.ш. повторяемость волн высотой более 3 м во все сезоны года не меньше 40%. Это известные «ревущие сороковые» широты.

Максимальные штормовые волны могут достигать длины около 400 м и, следовательно, распространяться до значительных глубин. Если принять в соответствии с теорией волн, что высота волны с глубиной уменьшается по экспоненциальному закону, можно вычислить, что при высоте волны на поверхности 15 м на глубине 100 м высота волны будет - 1.9 м, на глубине 150 м 0.7 м, на глубине

Географическое распределение волн в различных районах Мирового океана по сезонам (месяцам) дается в специальных пособиях.

Сейши, цунами, внутренние волны

Се́йши (фр. Seiche) — стоячие волны, возникающие в замкнутых или частично замкнутых водоемах. Выведенная из состояния равновесия какой-либо силой вода в замкнутом или полузамкнутом бассейне после прекращения действия этой силы для восстановления своего равновесия будет совершать свободные затухающие колебания - сейши.

Причиной возникновения сейшей является воздействие внешних сил — изменение атмосферного давления, ветер, сейсмические явления.

Сейши характеризуются большим периодом (от нескольких минут до десятков часов) и большой амплитудой (от единиц миллиметров до нескольких метров.

В реальных бассейнах из-за сложности очертаний и рельефа дна колебания уровня достаточно изменчивы. Сейши Балтийского моря имеют основной период около 27 ч, но у Кронштадта период составляет около 20 мин и высота сейши 7 - 8 см; у Клайпеды период около 3 ч и высота около 15 см. Примерно суткам равен период основной сейши на Азовском море с наибольшей наблюденной высотой около 80 см.

Короткопериодные сейши в портах создают сильные периодические течения, могущие даже сорвать корабли со швартовов. Это явление в портах Черного моря называется тягун.

1 Цунами

Подводные землетрясения, вулканические извержения и оползни возбуждают колебания толщи воды, которые распространяются от очага образования как одиночные длинные волны или группы волн, названные в Японии цунами. Подходя к берегам, цунами увеличивают на мелководье высоту и нередко вкатываются на берег высокими мощными волнами, производящими катастрофические разрушения. В океане имеются обширные области дна с высокой сейсмичностью. Поэтому цунами отмечаются довольно часто. Ежегодно два-три из них производят катастрофические разрушения.

Основным районом возникновения цунами является сейсмический пояс Тихого океана, в котором происходит около 80% землетрясений, регистрируемых на земном шаре. Более всего разрушительным цунами подвержены берега Камчатки, Японии, Курильских и Гавайских островов.

В открытом океане волны цунами незаметны, однако они несут огромный запас энергии. Интенсивность цунами определяется величиной его магнитуды.

В области эпицентра землетрясения в момент возникновении цунами на глубокой воде имеет высоту 30-б0 см при длине волны до 300 км. В зависимости от характера землетрясения цунами распространяется от очага либо концентрическими, либо «направленными» волнами.

Длины волн цунами варьируют в широких пределах, в зависимости от характера землетрясения и расстояния, пройденного волной. Например, катастрофическое цунами на океанском побережье Японии 3 марта 1933 г. имело длину всего 17 км, а при Чилийском землетрясении 22 мая 1960 г. волны достигали длины 300 - 400 км. Периоды, как и длины волн, увеличиваются по мере их удаления от эпицентра. Например, при Алеутском землетрясении 1 апреля 1946 г. период цунами у берегов Канады был 9 мин, а, пройдя расстояние до Вальпараисо (9000 км), волны увеличили период до 18 мин.

При подводных землетрясениях образуется три вида волн: собственно цунами, сейсмические волны в земной коре и акустические волны в воде. Наибольшую скорость имеют, естественно, сейсмические волны. По ним и судят о приближении цунами. Акустические волны распространяются со скоростью, близкой к звуковой, и воспринимаются на кораблях как удары, часто приписываемые столкновению с мелью (в таких случаях «мели» часто наносились на карты, но впос­ледствии не подтверждались промерами).

Наблюдаемые скорости движения волн цунами в северной части Тихого океана в зависимости от положения эпицентров и рельефа дна по пути их распространения варьируют в открытом океане в пределах 400-800 км/ч. У берегов скорость цунами снижается до 30-100 км/ч.

Наблюдения и оценки последствий цунами показывают, что, например, при извержении вулкана Кракатау в августе 1883 г высота цунами на Зондских островах достигала 18 - 20 м; в ноябре 1952 г. на о. Парамушир высота цунами было не менее 10 м.

Еще большей высоты наблюдалось цунами в бухте Литуя (Аляска) в 1958 г., когда с высоты около 900 м в результате землетрясения в воду обрушилось примерно 300 млн. м³ горных пород и льда. Ввиду небольших размеров бухты обвал вызвал всплеск высотой более 500 м. Волна высотой до 60 м опустошила берега бухты.

В настоящее время на основе исследований сейсмические волн и цунами разработана эффективная служба наблюдений и предупреждений о распространении цунами.

Течения - это горизонтально направленный поток воды, имеющий определенную скорость и направление.

Течения подразделяются по различным признакам: силам, вызывающим их образование, направлению движения, устойчивости, физическим свойствам.

2 Подразделение течений по силам их вызывающим

В зависимости от сил, возбуждающих течения, они объединяются в следующие группы: 1) фрикционные, 2) гравитационно-градиентные, 3)приливные, 4) инерционные.

Фрикционные течения делятся на дрейфовые и ветровые, которые формируются при участии сил трения.

Ветровые течения вызываются временными и непродолжительными ветрами, наклона уровня при этом не происходит.

Дрейфовые течения создаются постоянными или длительно дующими ветрами и приводят к наклону уровенной поверхности (Северное и Южное Экваториальное или Пассатные течения Атлантического и Тихого океанов, Южное Экваториальное течение Индийского океана). Муссонные течения северной части Индийского океана, Антарктическое круговое, Арктический дрейф также являются дрейфовыми.

Основа теории дрейфовых течений была разработана шведским ученым Экманом в 1903-1905 гг., географическими выводами которой являются:

• поверхностные течения отклоняются от направления ветра в северном полушарии на 45° вправо, а в южном - на 45° влево. Отклонение дрейфовых течений от направления ветра обусловлено силой Кориолиса, возникающей при вращении Земли вокруг своей оси.

• с увеличением глубины изменяются скорость и направление течения. Вектор скорости с глубиной отклоняется всё более вправо от направления ветра в северном полушарии и всё более влево в южном полушарии. На некоторой глубине глубинный вектор противоположен поверхностному.

Глубина, на которой течение имеет направление противоположное поверхностному, называется глубиной трения. Скорость течения на этом горизонте составляет около 4 % от поверхностной скорости.

Практически, чисто дрейфовые течения прекращаются на глубине 100-200 м в низких широтах и на 50 м на широте 50°.

7)Гравитационно-градиентные течения в зависимости от причин, создающих наклон поверхности моря, подразделяются на:

а) сгонно-нагонные, обусловленные нагоном и сгоном вод под действием

ветра;

б) бароградиентные, связанные с изменением атмосферного давления. Рост (падение) атмосферного давления на 1 мб приводит к понижению (повышению) уровня моря на 1,33 см. Бароградиентные течения направлены из области более высокого стояния уровня (пониженное давление) в область с низким положением уровня (повышенное атмосферное давление);

в) стоковые течения формируются в результате наклона поверхности моря, вызванного притоком речных вод с суши (Обь-Енисейское и Ленское течения в Карском море и море Лаптевых, течение в Каспийском море, связанное со стоком Волги), атмосферными осадками, испарением, притоком вод из др. района или их оттоком. Разновидностью стоковых течений являются сточные течения, вызванные притоком вод из др. района (Флоридское течение, дающее начало Гольфстриму). Дрейфовое Карибское течение нагоняет в Мексиканский залив большую массу воды, где уровень повышается. Избыточные воды через Флоридский пролив устремляются сточным течением в Атлантический океан;

г) градиентные течения, обусловленные горизонтальным градиентом плотности воды, называются плотностными. Плотность воды в океане, в общем, увеличивается от экватора к полюсам. Примерами локальных градиентных (плотностных) течений служат придонные течения в проливах морей бассейна Атлантического океана - Босфоре и Гибралтаре. Разность солености вод (и плотности) между Черным (средняя S=22 ⁰/₀о) и Мраморным (38-38,5 ⁰/₀о) морями создает плотностное течение в Босфоре из Мраморного моря в Черное. В придонных слоях Гибралтара плотностное течение направлено из Средиземного моря (S=38-38,5 ⁰/₀₀) в Атлантический океан (S=36-37,5 ⁰/₀₀);

д) компенсационные течения, восполняющие убыль воды вследствие оттока. В результате оттока вод из восточных районов океанов иод действием пассатов создается дефицит массы, который восполняется компенсационным экваториальным противотечением. К компенсационным относят также Канарское, Бенгельское, Калифорнийское, отчасти Перуанское, поверхностные течения в проливах Босфор и Гибралтар, направленные соответственно в Мраморное и Средиземное моря.

8)Приливные течения, возникающие под воздействием приливообразующих сил Луны и Солнца. Они отличаются тем, что охватывают всю толщу воды. Изменение скорости от поверхности до дна происходит незначительно. Они характерны в узкостях (заливах, проливах) - скорость достигает до 5-10 м/с.

9)Инерционные течения — это остаточные потоки, наблюдающиеся после прекращения действия сил, вызвавших движение.

3 По направлению выделяют зональные и меридиональные течения.

Зональные имеют направление близкое к широтному и перемещаются на восток или запад (Северные и Южные экваториальные течения Атлантического и Тихого океанов, Южное экваториальное течение Индийского океана, Арктический дрейф в Северном Ледовитом океане, Северо-Атлантическое и Северо-Тихоокеанское течения). Наиболее яркий пример зональных течений - Антарктическое круговое.

Меридиональные течения, связывающие зональные в единую систему. Они подразделяются на западные пограничные (Гольфстрим, Бразильское, Агульясово. Куросио, Восточно-Австралийское) - узкие и быстрые и восточные пограничные (Канарское, Бенгельское, Калифорнийское, Перуанское, Западно­Австралийское) - течения широкие и медленные.

4 По расположению выделяют противотечения в горизонтальной и вертикальной плоскости.

В горизонтальной плоскости - Межпассатные, Антило-Гвианское, Пассатные течения.

В вертикальной плоскости их называют подповерхностными (Перуанско- Чилийское, Калифорнийское, Кромвелла в Тихом океане, Ломоносова в Атлантическом океане, Тореева в Индийском океане, которое менее устойчиво из- за муссонных течений) или глубинными противотечениями (например, под Гольфстримом). Помимо них еще выделяют и придонные течения.

5 По времени действия (устойчивости) течения можно подразделить на постоянные, периодические и временные (случайные).

Постоянные течения отображены на карте - это большинство поверхностных течений, они сохраняют свои основные параметры (направление, скорость, расход).

Периодические или переменные течения связаны с изменением сил их формирующих. Муссонные течения северной части Индийского океана имеют западное направление в зимний период действия северо-восточного муссона и восточное - в летний сезон при действии юго-западного муссона. Периодическим является также связанное с муссонной циркуляцией Сомалийское течение, которое в период зимнего муссона направлено к югу, под действием летнего муссона оно изменяет направление и течет к северу, понижая при этом свою температуру. К переменным также относятся приливо-отливные течения, имеющие преобладающий суточный или полусуточный период.

Временные или случайные течения отражают изменчивость причин их вызывающих: кратковременные изменения ветра, уровня, плотности и др.

6 По характеру движения течения подразделяют на прямолинейные, криволинейные, циклонические и антициклонические.

7 По физико-химическим свойствам различают течения холодные, тёплые, опресненные, осолонённые и нейтральные.

Меридиональные течения, направленные от экватора к полюсам являются всегда теплыми, от субтропиков - всегда солёными и наоборот. Характер зональных течений определяется соотношением температуры или солёности вод течения и окружающих его вод. Если температура течения выше температуры окружающих вод, течения называют тёплым, если ниже - холодным. Аналогично определяются солёные и распреснённые течения. Нейтральные течения (например, пассатные в центральных частях океанов) несут воды, не отличающиеся от окружающих по температуре и солёности.

Влияние течений на климат. Прямое влияние течений, на климат проявляется чётко и хорошо изучено. Тёплые течения действуют смягчающе, несколько увеличивают продолжительность теплого сезона и годовое количество атмосферных осадков. Широко известно благоприятное влияние Гольфстрима и его продолжения Северного Атлантического течения на климат северо-западной Европы. Средняя температура января в Осло на 25-30° выше, чем на той же широте в Магадане. Безморозный период в Канаде - 60 дней, в Европе - 150-200 дней. Значительное влияние тёплое течение Куро-Сио оказывает на климатические условия побережья Тихого Океана, хотя оно слабее воздействия Гольфстрима и Северного Атлантического, поскольку проникает на север почти на 40° южнее. Кроме того, теплосодержание Куро-Сио существенно меньше указанных атлантических тёплых течений.

Холодные течения воздействуют на климат в сторону его похолодания, увеличения продолжительности холодного сезона и значительного уменьшения годового количества атмосферных осадков. На Канадском побережье, омываемом Лабрадорским течением между 55°и 70°с.ш. проходит годовая изотерма 0, -10°, на той же широте в Северной Европе изотерма 0, +10°. Эти свойства холодных течений оказывают решающее влияние на формирование пустынных областей

Земли (Канарское и пустыни северо-западной части Африки, Перуанское и пустыня Атакама и др.). Велико значение холодных течений Камчатского и Ойя- Сио на климат Курильской гряды и о.Хоккайдо. Их теплосодержание зависит от суровости зим в Беринговом и Охотском морях. Чем холоднее эти течения, тем прохладнее и пасмурнее лето, и соответственно, ниже урожайность риса в Японии.

Косвенное воздействие течений на климат проявляется через атмосферную циркуляцию и изучено недостаточно. Прежде всего, оно проявляется в том, что над тёплыми течениями формируются ложбины пониженного атмосферного давления, над холодными - отроги повышенного давления. Так, у побережья Северной Америки над Гольфстримом такая ложбина пониженного давления особенно выражена в зимнее время, поэтому господствующие здесь западные ветры усиливаются еще более, принося с материка охлажденные массы воздуха и создавая климатические условия более суровые, чем в северо-западной Европе, отепляемой тем же самым течением. Отроги высокого, давления над холодными течениями (Перуанское, Калифорнийское) определяют уменьшение сумм атмосферных осадков. Теплосодержание течений, расположение главных струй воздействует на развитие атмосферных процессов. Циклоны, проходя над акваториями с повышенной отдачей тепла в атмосферу, получают дополнительную энергию и возможность дальнейшего развития и перемещения. Циклоны, проходящие над сильно охлажденными акваториями, быстро растрачивают запасы тепла и прекращают существование.

Исследования влияния течений на климат через взаимодействие с атмосферой позволили установить следующие закономерности. Если теплосодержание Гольфстрима больше в его южной части, то погодно­климатические условия Европы не изменяются. Если же теплозапас Гольфстрима возрастает в его средней части, то зима в Европе будет холоднее обычного в результате обострения градиентов давления над ложбиной и увеличения повторяемости холодных западных, северо-западных и северных ветров. Потепление вод Гольфстрима вызывает похолодание побережья США в результате усиления муссонной циркуляции. При увеличении теплозапаса Гольфстрима в его северной части зимы в Европе будут теплее обычного, а в Гренландии - холоднее и тем более холодные, чем теплее Гольфстрим.

Наиболее яркий пример взаимодействия процессов, протекающих в океане и атмосфере - район холодного Перуанского течения и периодически возникающего тёплого течения Эль-Ниньо, открытого в 60-х годах. Этот мощный поток возникает один раз в 7-14 лет, когда обычный для этого района Тихого океана юго-восточный пассат ослабевает или даже отсутствует. В этом случае громадная масса теплой воды из западной части океана перемещается к западному побережью Америки и, приходя в столкновение с идущим на север Перуанским течением, отклоняет его в открытое море. Этот поток на продолжении межпассатного течения формирует тёплое течение Эль-Ниньо, появление которого приводит к серьезным нарушениям метеорологической обстановки, условий обитания рыб, птиц, животного мира на огромных пространствах экваториальной области Тихого океана, островах и побережьях. Такая обстановка сложилась зимой 1982 г., когда интенсивность Эль-Ниньо превысила все известные до сих пор случаи. Под воздействием Эль-Ниньо температура вод, омывающих Галапагосские острова, достигла +30°С, т.е. на 5° выше нормы, стадо морских львов ушло в более холодные воды, причем была отмечена большая смертность. На Галапагосских островах в январе 1983 г. выпало за 2 недели сумма атмосферных осадков, превышающая их количество за предшествующие 6 лет. Аридные в период действия холодного Перуанского течения земли теперь покрываются буйной растительностью, чрезвычайное оживление наблюдается среди птиц, пресмыкающихся, особенно гигантских черепах, размножаются бабочки, слепни, москиты. Выпадение ливневых дождей в северном Перу и на побережье привело к гибели миллионов птиц, населяющих "гуановые острова" и т.д. Серьезные последствия этого явления проявились и в экономике Перу - резко упал вылов анчоуса. Влияние Эль-Ниньо не ограничилось только островами и западным побережьем Южной Америки. По мере ослабления пассатов повышалось атмосферное давление над Австралией, Индонезией, где засуха привела к неурожаям и голоду. В то же время над восточной частью Тихого океана в районе Калифорнии, Гавайев углубление области низкого давления отразилось в усилении штормовой деятельности, были отмечены беспрецедентно высокие приливы.

Таким образом, изменчивость тепла, переносимого океанскими течениями, определяет крупномасштабные аномалии в атмосфере, а они, в свою очередь оказывают обратное воздействие на океан. Количественное изучение этих процессов, их пространственной и временной изменчивости - важнейшие факторы предсказания долговременных аномалий погоды и изменений климата.

Приливы в Мировом океане

Приливы - это сердцебиение океана, пульс, ощущаемый во всем мире. Альберт Дефант немецкий океанограф

Приливами (приливными колебаниями уровня) в Мировом океане

называются динамические процессы в водах морей и океанов, вызванные приливообразующими силами Луны и Солнца.

Приливы наблюдаются не только в водной оболочке Земли. Установлены приливные колебания атмосферного давления и даже приливные деформации твердого тела Земли. С приливами в атмосфере и гидросфере связаны также электромагнитные явления.

На Земле приливы существовали задолго до того, как появились океаны. Притяжение Солнца порождало огромные приливы на поверхности Земли еще в те времена, когда она представляла собой расплавленную массу. Согласно одной из теорий даже образование Луны связывается с отрывом от Земли в результате сильного прилива части расплавленной массы.

В начале своего космического путешествия Луна была намного ближе к Земле, чем теперь. И в то время, когда земные испарения, сконденсировавшись во влагу, образовали океаны, приливы, порождаемые Луной, достигали огромной высоты.

По мере того как Луна отдалялась от Земли, приливы слабели и, наконец, стали такими, какими мы наблюдаем их сегодня. Но и теперь они испытывают заметные колебания. Каждые несколько столетий расположение Луны, Земли и Солнца относительно друг друга повторяется, что обуславливает длительные приливные циклы: около 550 года н. э. приливы были минимальны, в 1400 году они достигли максимума, а следующий минимум ожидается примерно в 2400 году.

В наши дни, по мере того как Луна неуклонно отдаляется от Земли, приливы продолжают незаметно ослабевать. Так будет продолжаться и дальше, и через многие миллионы лет лунные приливы исчезнут вовсе.

Кроме космических сил притяжения между Землей, Луной и Солнцем существенное влияние на величину и характер приливов оказывают физико-­географические условия моря или океана, очертания берегов, размеры, глубины, наличие островов и т.д. Если бы океан покрывал Землю сплошь слоем одинаковой глубины, приливы на одной и той же широте были бы одинаковыми и зависели бы только от приливообразующих сил Луны и Солнца.

Однако приливные колебания уровня на одной и той же широте меняются в весьма широких пределах. В одних районах, как, например, в заливе Фанди (Канада), приливные колебания уровня достигают 18 м, а в других - Балтийском море, расположенном на той же широте, они практически отсутствуют.

История исследования приливов

В древности приливы мало изучались. Цивилизации древних египтян, греков и римлян, от которых к нам дошли первые записи исторических фактов, развивались на берегах Средиземного моря, где приливы почти незаметны и потому практически не привлекали к себе внимания. Приливы и другие, связанные с океаном явления, не упоминаются и в Библии. Финикийцы, родная земля которых тянулась узкой полосой вдоль восточного побережья Средиземного моря, были самыми искусными мореходами древнего мира. Однако и они не оставили упоминаний о приливах, несмотря на то, что отваживались выходить в Атлантический океан, известный своими могучими приливами.

Первое упоминание о приливах относится приблизительно к 425 году до н.э. и принадлежит древнегреческому историку Геродоту, который, описывая залив у побережья Аравии (вероятно, Красное море), заметил: “Там каждый день отступает и наступает прилив”.

Первое описание приливов выполнил римский натуралист и писатель Плиний в 77 году н.э. в “Естественной истории”: “Многое было сказано о природе вод; но самое удивительное - это попеременное наступление и отступление приливов, проявляющееся по-разному, но всегда порождаемое Солнцем и Луной. Прилив дважды наступает и дважды отступает между каждыми двумя восхождениями Луны... ”Таким образом, Плиний впервые делает предположение о причинах приливов, отмечая их очевидную связь с фазами Солнца и Луны, хотя и он не был свободен от предрассудков.

К началу средних веков факт существования приливов и их связи с Луной стал общепризнанным

Однако в целом в эпоху средневековья приливы мало изучались.

С началом Эпохи Возрождения начали быстро развиваться науки и искусства, стал заметен прогресс и в науке о море. Особенно интенсивно она развивалась в Англии, и изучение приливов было неотъемлемой ее частью. Уже в XIII веке английские шкиперы вели специальные книги, в которые заносили сведения о приливах в Ла-Манше, о времени наступления полной и малой воды в важных портах и бухтах, о продолжительности подъема и спада воды. Эти книги, называемые “раттерами”, широко использовались в Англии в практике мореплавания. Первый печатный раттер вышел в 1528 году. С 1545 года стали использоваться круговые таблицы приливов (таблицы порта), содержавшие сведения о моментах наступления полной воды в определенном порту в зависимости от фазы Луны.

Но вплоть до работ Ньютона представление о причинах приливов оставалось неясным.

В 1687 году великий английский математик Исаак Ньютон опубликовал свои “Начала”, в которых изложил закон всемирного тяготения. Этот закон послужил важнейшим шагом к научному пониманию природы приливов. Этот закон гласит, что “каждые два тела притягивают друг друга с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними”.

Поскольку Луна и Солнце - ближайшие соседи Земли в пространстве, то их гравитационные силы, в зависимости от их положения относительно Земли, тем или иным образом воздействуют на воду и сушу на Земле. И суша, и вода испытывают на себе действие этих сил, но вода, будучи жидкой и более подвижной, реагирует на них сильнее.

В разработанной Ньютоном статической теории приливов их

возникновение объясняется различным притяжением Луной и Солнцем, по-разному удаленных от них частей земного шара. Поскольку Солнце более удалено от Земли, его приливообразующая сила в 2.17 раза меньше лунной. Поэтому лунная приливообразующая сила является основной в образовании приливов на Земле, а солнечная играет вспомогательную роль, но также должна приниматься во внимание.

Для упрощения расчетов Ньютон допустил, что Земля сплошь покрыта водой и имеет ровную поверхность. При таких условиях океан полностью покрывал бы ее слоем в 3.5 км толщины. Применяя закон всемирного тяготения, Ньютон установил, что воды такого океана будут притягиваться Луной, образуя под ней горб. И этот горб будет перемещаться вслед за Луной вокруг Земли в виде прогрессивной (т.е. меняющейся в пространстве и во времени по определенному закону) волны.

Притяжение Солнца действует на поверхность Земли точно таким же образом и тоже создает приливные горбы, которые иногда совпадают с выпуклостями, образуемыми действием Луны, а иногда нет. Это приводит к увеличению или уменьшению суммарного прилива.

Статическая теория Ньютона не позволяла понять все многообразие истинного поведения приливных явлений, например, почему в одних районах бывает два прилива в сутки, а в других - только один? И почему там, где бывает два прилива в сутки, они иногда равны по высоте, а иногда совершенно различны? Почему в географически близких районах приливы часто резко различаются по характеру и по высоте?

На эти вопросы статическая теория Ньютона ответов не давала.

В 1775 году Лаплас опубликовал работу- “динамическая” теория приливов,в которой приливы рассматриваются как волновое движение частиц воды в вертикальном и горизонтальном направлениях. Лаплас в рамках этой теории получил уравнения движения приливов на вращающейся Земле.

2.1. . Элементы приливов и терминология

2.1.1. Термины и определения

Прилив - подъем уровня при прохождении приливной волны¹ (рис. 16).

Отлив - падение уровня при прохождении приливной волны.

Рис. 16. Смешанный прилив и его характеристики Полная вода (ПВ) - максимальный уровень в продолжение одного периода приливных колебаний.

 

 

Малая вода (МВ) - минимальный уровень в продолжение одного периода приливных колебаний.

Период прилива - промежуток времени между двумя последовательными полными или малыми водами.

В зависимости от периода различают:

Полусуточные приливы, имеющие средний период, равный половине лунных суток (12 ч 25 мин), два минимума и два максимума уровня в сутки.

Суточные приливы со средним периодом, равным лунным суткам (24 ч 50 мин), имеющие один максимум и один минимум в сутки.

Смешанные приливы, у которых в течение половины лунного месяца период меняется с полусуточного на суточный.

Если преобладает полусуточный период, то такой смешанный прилив называют неправильным полусуточным (НП).

Если преобладает суточный период - неправильным суточным приливом

(НС).

Высота прилива (h) - положение приливного уровня по отношению к нулю глубин. (В СССР отсчет высот уровня на морях с приливами велся от наинизшего, возможного по астрономическим условиям уровня - наинизшей малой воды. Этот уровень называют наинизшим теоретическим уровнем (теоретическим нулем глубин).

Амплитуда прилива (H) - высота полной или малой воды от среднего приливного уровня. (Так как приливы бывают не всегда симметричными относительно среднего уровня, то и амплитуды, определяемые по полной и малой воде, не всегда будут равны между собой).

Величина прилива (В, в) - разность уровней соседних полной и малой вод.

Время полной воды (tnB) - момент наступления полной воды.

Время малой воды (t_МВ) - момент наступления малой воды.

Время роста (подъема) уровня (Тр) - промежуток времени, в течение которого происходит повышение уровня от малой до полной воды:

Тр = tnв - tim

Время падения уровня (Тп) - промежуток времени, в течение которого происходит падение уровня от полной до малой воды:

Тп = tMB - tnB

Продолжительность стояния уровня (Тс) - интервал времени, за который наблюдался уровень, равный заданной высоте или превышающий ее.

Лунный промежуток (Тл) - разность между моментом времени кульминации Луны на меридиане места и моментом наступления ближайшей полной воды.

Средний прикладной час (СПЧ) - средний из лунных промежутков не менее чем за половину лунного месяца.

Прикладной час порта (ПЧП) - средний из лунных промежутков в полнолуние и новолуние при среднем расстоянии Земли и Луны от Солнца и при нулевых склонениях Луны и Солнца.

Для смешанных приливов существуют дополнительные термины:

Высокая полная вода (ВПВ) - большая из двух полных вод за сутки при полусуточных приливах.

Низкая полная вода (НПВ) - меньшая из двух полных вод за сутки при полусуточных приливах.

Высокая малая вода (ВМВ) - большая из двух малых вод за сутки при полусуточных приливах.

Низкая малая вода (НМВ) - меньшая из двух малых вод за сутки при полусуточных приливах.

Суточное неравенство высот полных вод (СН hnb) - разность между высотами высокой и низкой полных вод.

Суточное неравенство высот малых вод (СН h_MB) - разность между высотами высокой и низкой малых вод.

Большая величина приливов (В) - разность высот высокой полной и низкой малой вод в течение суток (В = ^_ПВ - Ь_НМВ).

Малая величина приливов (в) - разность между низкой, полной и высокой малой водой (в = Ь._НПВ - Ь._ВМВ).

2.1.2. Классификация приливов

Основные виды изменчивости приливов в реальном явлении приливов представлены в совокупности. Поэтому наблюдаемые у берегов Мирового океана приливы отличаются значительным разнообразием.

В навигационных пособиях по приливам в основу их классификации положен ряд признаков:

> период прилива или количество полных и малых вод в лунные сутки как основной признак классификации;

> характер неравенств;

> симметрия в нарастании и спада уровня.

Эти признаки, в конечном счете, определяются соотношением амплитуд главных суточных и полусуточных составляющих прилива, которые могут быть представлены так называемыми гармоническими постоянными приливов - постоянными характеристиками гармонических составляющих кривой приливного колебания уровня: средними амплитудами и фазовыми углами.

Как количественный критерий для классификации приливов используется отношение суммы амплитуд главных суточных составляющих волн прилива Нк₁ и Но₁ к амплитуде Нм₂ главной полусуточной составляющей:

Hk₁ + Ho₁

п = —H— .

^HM₂

где к1 - лунно-солнечная деклинационная волна, о1 - главная лунная суточная волна, м2 - главная лунная полусуточная волна.

В зависимости от величины этого отношения выделяют несколько типов приливов:

Полусуточные приливы. В течение лунных суток бывают две полные и две малые воды (рис.17). Период равен половине лунных суток и составляет в среднем 12 часов 25 минут. Высоты следующих друг за другом полных и малых вод мало отличаются, то есть суточные неравенства почти отсутствуют. Подъем и падение уровня протекают правильно, ход уровня выражается симметричной синусоидальной кривой. Время роста и время падения уровня практически равны.

1 з s 7 9 a a t3 tj ;? zt d & и is it i м I 1 I TH 1 I ' I ' 1 “'I ' I ' I ’ Г 4 * 1 ■ I ’ 1 ■ I 1 I ' I ■ L ■ I ’ I ’ I 1 I ■ I 1 1ЧЧЧЧ

J • I .: ■ I ■ I ■ I ■ I

E $<{ i-il.l.l.Lil.l. LjIlJ

Рис. 17. Полусуточные приливы (по Г.Н. Смирнову, 1981) • - новолуние; 3 - первая четверть; о - полнолуние; С - последняя четверть; Е - Луна на экваторе; N - луна имеет наибольшее северное склонение; S’ - Луна имеет наибольшее южное склонение; А - Луна в апогее; Р - Луна в перигее

 

Полумесячные неравенства у полусуточных приливов связаны с фазами Луны. Приливы с большими амплитудами наблюдаются в дни полнолуния и новолуния (сизигийные приливы). Затем от сизигии величина приливов постепенно уменьшается и с переходом Луны в первую или третью четверть наступают приливы с малыми амплитудами (квадратурные приливы).

Наблюдаемые две полные и две малые воды в сутки следуют друг за другом через 12 часов 25 минут и поэтому наступают на 50 минут позже в каждые последующие сутки, так как лунные сутки длиннее земных. Это соответствует периоду кажущегося обращения Луны вокруг Земли.

Полусуточные приливы характеризуются величиной отношения:

Hk₁ + H_n,

-> 0.5

H

Хорошо выраженные полусуточные приливы наблюдаются почти по всему Атлантическому океану (бухта Бальбоа на Панамском канале);

Смешанные приливы (0.5 < П < 4.0). Среди них различаются:

а) Неправильные полусуточные приливы:

Неправильные полусуточные приливы имеют в основном полусуточный характер. В течение лунного месяца сохраняются две полные и две малые воды в лунные сутки, но в некоторые дни второе колебание уровня настолько незначительно, что период явления можно только условно считать полусуточным (рис.18). Высоты смежных полных и малых вод сильно отличаются друг от друга. С увеличением склонения Луны суточные неравенства в высотах увеличиваются, приобретая максимальное значение в дни наибольшего северного или южного склонения Луны (тропические приливы). В такие дни вторые полные и малые воды могут быть выражены слабо.

к 2, тем сильнее сказывается склонение

 

Луны на величине прилива и тем больше проявляются суточные неравенства.

Подъем и падение уровня изображаются правильной кривой без перегибов, хотя большие суточные неравенства нарушают симметрию между высотами полных и малых вод. Это также создает разницу между временами роста и падения уровня.

Неправильные полусуточные приливы распространены в Индийском и Тихом океанах, типичный пример - устье реки Фрейзер на тихоокеанском побережье Канады.

б) Неправильные суточные приливы.

H_kl + Ho.

2.0 <-

H

Неправильные суточные приливы характеризуются преобладанием в течение лунного месяца особенностей приливов суточного типа с одной полной и одной малой водой в лунные сутки (24 часа 50 минут) (рис.19). Но при прохождении Луны через экватор, когда склонение Луны близко к нулю, наблюдаются приливы с полусуточным периодом (то есть две полные и две малые воды в лунные сутки), имеющие малую амплитуду - это равноденственные приливы.

13 5 1 з а № tf П /? % 3 25 17 IS J?

 

 

Рис. 19. Неправильные суточные приливы (по Г.Н. Смирнову, 1981)

Полумесячные неравенства связаны со склонением Луны. При наибольших склонениях Луны величина приливов наибольшая (суточные неравенства в высотах смежных полных и малых вод быстро увеличиваются с увеличением склонения), они имеют характер правильных суточных - это тропические приливы При этом наблюдаются только одна полная и одна малая воды в лунные сутки, усложненные стояниями уровня.

С уменьшением склонения Луны величина приливов уменьшается и появляются вторые полные и малые воды, то есть приливы приближаются к полусуточному типу.

Изменение фаз Луны на величине прилива практически не сказывается. Hk₁ + Но₁

Чем ближе отношение —HM к 4, тем ближе неправильные суточные приливы к

суточным.

Неправильные суточные приливы чаще всего встречаются в бассейне Тихого океана, например, в устье реки Бангкок в Мьянме.

3) Суточные приливы.

Суточные приливы характеризуются одной полной и одной малой водой в течение лунных суток, то есть период явления равен суткам. Понятие о суточном неравенстве таких приливов не имеет смысла.

Hk₁ + Но₁

—Ь ^L> 4

M

Полумесячные неравенства связаны со склонением Луны. При малых склонениях Луны амплитуды малы (равноденственные приливы) (рис.20). Во время прохождения Луны через экватор могут наблюдаться стояния уровня. В остальное время подъем и падение уровня определяется симметричной синусоидальной кривой.

 

Возрастание величин приливов начинается с увеличением склонения Луны и амплитуда приливов достигает наибольших значений в дни, когда Луна больше всего удалена от экватора - начинаются тропические приливы. Однако наибольшие приливы наступают не точно в момент достижения Луной наибольшего склонения, а спустя некоторое время - это возраст суточного прилива.

Суточные приливы встречаются редко, главным образом в морях Тихого океана (у побережья Китая, в некоторых местах у Аляски и Филиппин, у острова Хон-До во Вьетнаме), а также в Мексиканском заливе в порту Пенсакола во Флориде.

4) Аномальные приливы Их несколько типов.

а) Полусуточные солнечные приливы.

Полусуточные солнечные приливы имеют период, равный половине средних солнечных суток, то есть 12 часов. Поэтому полные и малые воды при полусуточных солнечных приливах наблюдаются всегда в одни и те же часы суток. Примером таких приливов могут служить приливы в Котабару (о. Калимантан) и Эйре (южное побережье Австралии).

б) Полусуточные параллактические приливы.

Встречаются очень редко. У полусуточных параллактических приливов аномально выражено параллактическое неравенство. В режиме этих приливов существенное значение имеет месячное неравенство, определяющееся изменением расстояния от Земли до Луны. При наименьшем расстоянии между Землей и Луной в течение месяца приливы наибольшие, а при наибольшем - наименьшие. Встречаются такие приливы у мыса Кларка в заливе Креста в Беринговом море.

в) Полусуточные мелководные приливы.

Отличаются от обычных полусуточных приливов характером подъема и спада уровня. Кривая изменений уровня при таких приливах не симметрична, и время роста и время падения могут значительно различаться между собой. Это различие тем больше, чем больше влияние мелководья. В различной степени нарушение правильного нарастания и падения уровня весьма распространено в приливах Белого и Северного морей. Неравномерности в изменениях уровня беломорские жители называют “манихой” (порт Кемь на Белом море, Россия). Также это явление характерно для портов Вильгельмсхафен (Северное море, ФРГ) и Шанхай (Восточно­Китайское море, Китай).

г) Двойные полусуточные приливы.

Двойные полусуточные приливы характеризуются тем, что вследствие влияния мелководья в течение суток бывает по четыре полных и четыре малых воды. Высоты следующих друг за другом полных и малых вод сильно различаются между собой, что создает двойные полусуточные неравенства. Величина приливов меняется в зависимости от фаз Луны.

Встречаются двойные полусуточные приливы редко. В частности, они наблюдаются в районе села Зимняя Золотница на Белом море, в портах Портленд в США и Саутгемптон на Ла-Манше в Англии.

д) Бор.

К аномальным приливам относится и сравнительно редкое явление, известное в Англии под названием “бор”, во Франции - “маскарэ”, в Бразилии- “поророка или кулема”, у индейцев Амазонии - “амазуну” (гремящая вода), в Китае - “чау-дау” (большой прилив).

Бор наблюдается в устьях рек и представляет собой пример предельного искажения приливов под влиянием местных физико-географических условий. Вследствие тормозящего действия на приливную волну трения о дно, потока воды, выносимого рекой, и сужения устья сильно сокращается время роста. Передний достаточно крутой склон входящей в реку приливной волны становится почти отвесным и распространяется вверх по течению сплошной вертикальной стеной с грохотом, который слышен на много километров.

На Амазонке поророка наблюдается как водопад 2 километра длиной и до 7.5 м высотой, движущейся со скоростью 6 м/с вверх по реке на расстояние до 360 км, то есть дальше, чем на любой другой реке мира. Шум от него слышен на 30-40 км.

Другой знаменитый бор наблюдается в воронкообразном устье реки Фучуньцзян, впадающей в залив Ханчжоувань (Восточно-Китайское море) в Китае. Этот бор имеет фронт около 2 км в длину и от 4.5 до 7.5 м в высоту в зависимости от силы прилива. Подсчитано, что с этим бором, который движется вверх по реке со скоростью 22 км/ч, проносится почти 2 миллиона тонн воды. Рев его слышен за 30 км.

В Бенгалии (Индия) в устье рек Ганга, Брахмапутры и Мегхны в сизигию наблюдается бор высотой 9 м, распространяющийся со скоростью около 7.5 м/с.

Бор наблюдается также на реках Франции, на реках Северн и Трент в Англии, в заливе Кука на Аляске, на реке Птикодьяк в Канаде, впадающей в северную часть залива Фанди.

В устье реки Сент-Джон, также впадающей в залив Фанди, наблюдается интереснейшее явление - реверсивные водопады. При малой воде в заливе река низвергается в море через порог шириной 150 м. Когда прилив поднимается до уровня порога, воды залива и реки успокаиваются и наступает время затишья. А затем, когда прилив набирает полную высоту, вода начинает низвергаться в обратную сторону, перекатываясь через скалистую преграду; таким образом, водопад, обычно вливающийся в море, теперь низвергает свои воды вверх по течению реки. Эта картина повторяется дважды в сутки.

2.1.3. Неравенства приливов

Неравенства приливов - отклонения времени наступления полных и малых вод и величин приливов от их средних значений для данного места.

На практике это означает, что наблюдаемые величины прилива и время наступления полных и малых вод меняются ото дня ко дню, а в случае смешанных приливов - и в течение суток.

Неравенства приливов связаны с изменением положения Луны, Солнца и Земли. Так как приливообразующая сила Луны больше приливообразующей силы Солнца, основные неравенства связаны с изменениями взаимного положения Луны и Земли.

Выделяются следующие основные виды неравенств в явлении приливов: суточные, полумесячные, месячные (параллактические) и длиннопериодные.

3.3.1. Суточные неравенства

Всегда имеющаяся большая или меньшая разность высот двух последовательных полных или двух последовательных малых вод называется

суточным неравенством в высоте приливов.

Это неравенство проявляется также во времени наступления приливов относительно моментов верхней и нижней кульминации Луны.

Суточные неравенства зависят от:

> астрономических причин - склонения Луны и Солнца;

> физико-географических условий места (очертаний берега, характера рельефа дна, наличия островов и т.п.)

Согласно статической теории Ньютона, Луна и Солнце вызывают возникновение приливных горбов непосредственно под собой и на противоположной стороне Земли (рис. 21). Если бы Луна находилась прямо над
экватором, то в результате обращения Луны вокруг Земли^[1] два приливных горба двигались бы равномерно вокруг Земли в виде семейства двух волн, и теоретически в любой точке на экваторе в сутки имели бы место два прилива равной величины. Наблюдались бы две одинаковых по высоте полные и две малые воды.

Предположим, что мы переместились к северу (или к югу) от экватора, например, в точку А или В. Здесь также будут наблюдаться два равных прилива в сутки. Но эти приливы будут менее выраженными, так как точки А и В ближе к краям приливных горбов, чем к их серединам. И это относится к любой точке океана - равновеликие, правильные полусуточные приливы (период равен половине лунных суток - 12 часов 25 минут, две полные и две малые воды в сутки) становятся все менее выраженными в направлении от экватора к полюсам.

Все это было бы так, если бы положение Луны над экватором было неизменно. Но на самом деле этого нет.

Обращаясь вокруг Земли по своей 27% суточной орбите, Луна попеременно оказывается то к северу, то к югу от экватора. Над самим экватором она оказывается толъко при переходе из одного полушария в другое.

Рис. 21. Возникновение приливных горбов вследствие притяжения Луны Максимальное «склонение» (или степень удаления ог экватора) Луны достигает величины в пределах колебаний 23.450 ±5.150 или от 18.300 до 28.600 на каждом обороте вокруг Земли. При максимальном склонении Луны точка В оказывается в центре приливного горба, находящегося в точке 28.60 северной широты (рис.22). Но так как Земля вращается, то двенадцатью часами позже точка В оказывается на месте А. Но теперь она далеко от центра второго приливного горба. Поэтому вместо второй, равной по величине полной воды, наблюдается неравенство величин приливов.

 

 

В

Рис. 22. Суточное неравенство приливов

 

Таким образом, находясь над экватором или вблизи от него, Луна создает два раза в сутки одинаковые полные воды. По мере того, как Луна отклоняется к северу или к югу от экватора, неравенство между ними проявляется все больше. Это приводит в конечном итоге к полному исчезновению второй полной воды. Период приливов при этом превращается в суточный, а изменение уровня становится неравномерным за счет появления стояний уровня, зависящих, как и суточные неравенства, от изменений склонения Луны.

Солнце воздействует на приливы так же, как и Луна. Солнце во время своего кажущегося обращения вокруг Земли тоже отклоняется к северу и югу от экватора, что также приводит к неравной высоте двух последовательных полных или малых вод. Когда Солнце находится над экватором, полусуточные солнечные приливы должны быть равными, когда оно удаляется от экватора, то появляется разница между первой и второй полными и малыми водами, то есть суточное неравенство. Когда Солнце достигает максимального склонения, солнечные приливы

становятся суточными .

Нарушения хода уровня полусуточных приливов возникают и по другой причине.

В районах с малыми глубинами наблюдается уменьшение времени роста уровня при приливе за счет увеличения времени падения при отливе, или наоборот. Эти неравномерности в изменении уровня в некоторых местах достигают такого развития, что появляются дополнительные полные и малые воды. В этом случае полусуточные приливы превращаются в так называемые двойные полусуточные приливы. Однако вторые полные и малые воды при двойных полусуточных приливах обычно выражены слабо.

Очень важная особенность кривых хода уровня состоит в том, что они могут быть разложены на две простые составляющие, периоды которых относятся как 1:2. При этом одно колебание имеет суточный период, а второе - полусуточный. В случае мелководных приливов периоды составляющих волн оказывают равными четверти

В отношении суточных приливов с одной полной и одной малой водами в сутки понятие о суточном неравенстве смысла не имеет.

суток и полусуткам. При более тщательном анализе в суточной изменчивости приливных явлений выявляется присутствие колебаний и других периодов.

2.3.3.2. Полумесячные неравенства

Постепенное изменение характеристик приливных колебаний уровня и приливных течений, наблюдающихся от суток к суткам с полумесячной периодичностью, называется полумесячным неравенством приливов.

Полумесячные неравенства подразделяются на два вида:

> фазовые (связанные с изменением фаз Луны);

> тропические (связанные с изменением склонения Луны в течение месяца). Фазовые неравенства характерны для полусуточных приливов. Время

наступления приливов определяется в основном моментом кульминации Луны, который смещается каждые сутки вперед по времени в среднем на 50 минут. Приблизительно в течение полумесяца моменты верхней и нижней кульминаций Луны проходят через все часы суток. Затем цикл повторяется.

Соответственно за половину месяца через все часы суток проходит и время наступления полных и малых вод.

В зависимости от времени кульминации Луны меняется и величина приливов. В дни полнолуния и новолуния, то есть в сизигию, Луна и Солнце кульминируют одновременно (Луна кульминирует в 0 и 12 часов), располагаясь на одной линии с Землей, по одну сторону от нее или с противоположных сторон (рис. 23). Приливообразующие силы Луны и Солнца при этом складываются и создают приливы примерно на 20% выше обычного. Такие приливы называются сизигийными. Из-за влияния физико-географических условий наибольшие величины приливов наблюдаются не точно в сизигию, а спустя некоторое время. Интервал времени между полнолунием и новолунием и наибольшим приливом называется возрастом полусуточного прилива (лунным промежутком).

 

Когда Луна находится в первой или третьей четверти, то есть в положениях, называемых квадратурами (Луна кульминирует в 6 и 18 часов), Луна и Солнце располагаются под прямым углом друг к другу и их приливообразующие силы действуют противоположно. В это время наблюдаются приливы на 20% ниже обычных Такие приливы называются квадратурными (рис.24).

 

С изменением времени кульминации Луны связано также изменение величины лунных промежутков. Полумесячное изменение лунных промежутков определяет полумесячное неравенство во времени полных и малых вод наступления приливов.

Средний период фазового полумесячного неравенства равен 14.77 суток, так как время, протекающее между двумя полнолуниями или новолуниями (синодический месяц) равно в среднем 29.53 суток.

Тропические полумесячные неравенства характерны для суточных приливов и приливов, которые хотя бы на непродолжительное время в течение месяца становятся суточными.

Тропические неравештва связаны с изменениями склонения Луны

С увеличением склонения Луны увеличиваются суточные неравенства и величина приливов. Наибольшей величины приливы достигают при наибольшем склонении Луны. Такие приливы называются тропическими (Луна находится вблизи тропиков).

При склонении Луны равном нулю, величины приливов наименьшие и носят название равноденственных или экваториальных (Луна проходит через экватор).

Полный цикл изменений склонения Луны совершается на протяжении тропического месяца, который длится в среднем 27.32 сугок. Неравенство определяется только величиной склонения и не зависит от его знака. Поэтому период тропического неравенства в приливах равен половине периода тропического месяца, то есть в среднем 13.66 суток.

В зависимости от склонения Луны меняются также лунные промежутки, следовательно, тропическое неравенство сказывается также на времени наступления приливов.

Из-за влияния физико-географических условий тропические приливы отстают от момента наибольшего склонения Луны. Интервал времении между наибольшим склонением Луны и ближайшим наибольшим суточным приливом называется возрастом суточного прилива (возрастом тропического неравенства).

2.3.3.3. Месячные (параллактические) неравенства

Месячные неравенства обусловлены изменением расстояния от Земли до Луны (рис.25). Так как Луна обращается вокруг Земли не по идеальному кругу, а по эллипсу, то Луна то ближе к Земле, то дальше от нее. Период обращения Луны вокруг Земли называется аномалистическим месяцем и равен 27.55 суток. Для количественной оценки расстояния между Землей и Луной служит угловой показатель

• горизонтальный параллакс Луны, поэтому месячные неравенства называют также параллактическими.

Рис. 25. Месячные неравенства приливов

Когда Луна максимально приближается к Земле, то есть находится в перигее (П), сила ее притяжения возрастает и прилив становится примерно на 20% выше обычного - перигейный прилив (рис. 6). Наименьшее расстояние между Землей и Луной (перигей), соответствует наибольшему значению горизонтального параллакса Луны.

По мере увеличения расстояния между Землей и Луной приливные колебания уменьшаются. Когда Луна достигает точки максимально удаленной от Земли - апогея (А), ее приливообразующая сила уменьшается и наблюдается прилив примерно на 20% ниже обычного - апогейный прилив. Наибольшее удаление Луны (А) характеризуется наименьшими значениями горизонтального параллакса Луны.

Кроме высоты приливов, месячные неравенства проявляются и в изменениях лунных промежутков, то есть времени наступления приливов.

Большие величины приливов при наименьшем расстоянии между Землей и Луной (перигей) и малые приливы при большом расстоянии между Землей и Луной (апогей) смещены относительно соответствующих астрономических условий на промежуток времени, называемый возрастом параллактического неравенства.

Иногда моменты сизигии и лунного перигея совпадают и можно наблюдать приливы необычайной высоты. Сизигийный прилив на 20% выше обычного, перигейный прилив также на 20% выше обычного. Когда они складываются, то создают прилив на 40% выше обычного - перигейно-сизигийный прилив. Соответственно, если квадратурный прилив совпадает с апогейным, то наблюдается противоположная картина - полная вода примерно на 40% ниже нормы - апогейно- квадратурный прилив.

2.3.3.4. Длиннопериодные неравенства

Длиннопериодные неравенства приливов связаны с кажущимся годовым движением Солнца.

Изменение склонения Солнца в течение года проявляется в приливах солнечным тропическим неравенством полугодового периода. С ним связаны изменения полугодового периода величин тропических и экваториальных приливов,

а также суточных неравенств. При максимальном склонении Солнца в смешанном солнечном приливе будет усиливаться суточное неравенство (тропический солнечный прилив).

Изменения расстояния от Солнца до Земли (параллакса Солнца) определяют солнечное параллактическое неравенство годового периода. Оно приводит к увеличению прилива на 10% в момент перигелия (минимального расстояния от Солнца до Земли) по сравнению с моментом афелия (максимального расстояния от Солнца до Земли).

Также в практике принимается во внимание медленное, с периодом 18.61 года, изменение склонения Луны вследствие наклона лунной орбиты к плоскости эклиптики на постоянный угол 5°08’. Связанное с этим многолетнее неравенство в приливах сказывается сравнительно небольшими изменениями полумесячных лунных тропических неравенств.