// Вие четете...

Ниво на океана

Колебания на нивото на Световния океан.

„Повече грамотни – по-малко глупци.“

Колебания на нивото на Световния океан.

В Световния океан почти повсеместно се наблюдават периодични повишения и понижения на нивото, наречени приливи, които се съпровождат от течения, периодично променящи своята посока и скорост.
Приливите са предизвикани от гравитационното взаимодействие между Земята, Луната и Слънцето (приливообразуващи сили). Периодът на приливите съответства на периода на приливообразуващата сила, но се различава по фаза от нея. Те се наблюдават навсякъде в Световния океан, но най-силно са изразени в океаните и в свързаните с тях периферни морета и особено по техните брегове. Фазите на издигане и спадане на морското ниво в дадено място се наричат прилив и отлив, а съпровождащите ги течения приливни.

Приливни колебания: а) положение на елипсоида на прилива б) денонощен ход на нивото в точка А.

Най-високото ниво по време на прилив се нарича висока вода (ВВ), а най-ниското – ниска вода (НВ). Ако през денонощието се наблюдават две високи и две ниски нива, те се наричат висока висока вода (ВВВ), ниска висока вода (НВВ), висока ниска вода (ВНВ) и ниска ниска вода (ННВ).

Елементи на прилива.

Големина на прилива е разликата между нивата на съседни висока и ниска вода (h BB –hHB). Различават се две големини: В = h BBВ – hHНB и b = h НBВ – hВНB
Височина на прилива е положението на морското ниво в даден момент спрямо приетия нулев хоризонт в съответната височинна система.
Продължителността на повишаване и спадане на нивото е промеждутъкът от време между ниската и висока вода и обратно. Лунен промеждутък е времето между кулминацията на Луната в меридиана на наблюдение и момента на настъпване на най-близката висока вода. Котидална линия е кривата линия, преминаваща през точки, в които високата вода настъпва едновременно като всяка линия се означава с лунния час по Гринуич.
Според своя период приливите биват денонощни, полуденонощни, смесени и аномални. Съществуват и характерни точки, наречени амфидромични, в които големините на приливите са нулеви и котидалните линии се въртят около тях (обратно на часовниковата стрелка в Северното полукълбо и по часовниковата стрелка в Южното полукълбо под влияние на силата на Кориолис).

Видове приливи: а) полуденонощен, б) неправилен полуденонощен, в) неправилен денонощен, г) денонощен.

При денонощните приливи, периодът на колебания на морското ниво е равен на лунното денонощие – 24 ч 50 мин и кривата на издигане и спадане на нивото е близка до синусоида. При полуденонощните приливи, периодът на колебания на нивото е ½ лунно денонощие – 12 ч 25 мин като кривата на издигане и спадане на нивото също е близка по синусоида. Амплитудите на прилива (разликата между височината на високата и ниската вода спрямо средното приливно ниво) през месеца съответстват на фазите на луната (фиг. 4) като при пълнолуние и новолуние те са най-големи (сизигиен прилив), а когато луната се намира във фаза първа и трета четвърт – най-малки (квадратурен прилив). Теоретично височината на сизигийните приливи би трябвало да бъде 4 пъти по-голямо от тази на квадратурните.

Положение на Слънцето и Луната спрямо Земята при сизигиен (a) и квадратурен (б) прилив.

Смесените приливи биват неправилни полуденонощни и неправилни денонощни. При първите се наблюдават две високи и две ниски вълни за лунно денонощие, но височините на две последователни високи или ниски води имат значителна разлика, наричана денонощно неравенство.
Неправилните денонощни приливи се различават от правилните денонощни, по това че при преминаване на Луната през екватора възниква втора висока вълна в денонощието и в продължение на няколко дни приливите се превръщат в полуденонощни.
Аномалните приливи имат специфични особености и са рядко срещани. При разпространение на приливните вълни на плитководието те губят своята симетрия и полуденонощните приливи могат да се превърнат в четвъртденонощни. Към аномалните приливи спада и явлението бор – издигане на нивото в устията на големите реки (Ганг, Амазонка и др.) във вид на стена с височина до 3 м, която се разпространява нагоре по течението като една или няколко стръмни вълни. Предният склон на тези вълни е много стръмен, а задният – полегат с малък наклон. Разпространението на типовете приливи в Световния океан е посочено на следващата схема.

Видове приливи в Световния океан: 1) полуденонощен, 2) неправилен полуденонощен, 3) денонощен, 4) неправилен денонощен.

Първото научно обяснение на приливите и отливите прави през 1687 г. английският физик Исак Нютон. Той анализира статичното равновесие на водните маси, които се намират под действие на силите на привличане и центробежните сили на Земята, Луната, Слънцето и на системата Земя – Луна, чийто център се намира вътре в Земята на 0,73 R (R е земният радиус), тъй като масата на Земята е 81,5 пъти по-голяма от масата на Луната. Статичната теория за приливите е усъвършенствана от италианския математик И. Бернули през 1738 г. Съгласно тази теория океанът има навсякъде еднаква дълбочина, покрива изцяло Земята и във всеки момент от време приливообразуващата сила се уравновесява от силата на тежеста. Изчисленията по статичната теория дават средна големина на сизигийния прилив 0,8 м, а на квадратурния 0,3 м. Най-големият прилив от 0,9 м е възможен, когато Слънцето и Луната се намират в сизигий и същевременно в перигей (на минимално разстояние от Земята). Най-малка е големината на прилива–0,2 м, когато Слънцето и Луната се намират в квадратура и същевременно в апогей (на максимално разстояние от Земята). Статичната теория обяснява само качествено приливите и не може да служи за предсказване на техните параметри. Теорията предполага редица опростявания като не отчита инерцията и вискозитета на морската вода, както и влиянието на крайбрежните плитчини. На практика изчислените съгласно статичната теория средно максимални приливи от 0,80 м се срещат само в централните области на океаните (о. Св. Елена – 0,80 м, о. Гуам – 0,80 м) докато в останалите части се наблюдават съществени отклонения спрямо теоретичните изчисления.

Това е стимулирало развитието на динамичната теория на приливите, чието начало е поставено от френския математик П. Лаплас в 1775 г. Динамичната теория се основава на два принципа: периодът на изменение на морското ниво е равен на периода на приливообразуващата сила и при действие на няколко периодични сили, предизвиканите от тях изменения се разглеждат отделно, а общият резултат се получава след сумиране на измененията. Динамичната теория отчита въздействието на дънния релеф, инерцията на водата и влиянието на силата на Кориолис.
Приливообразуващите сили, независимо от тяхното сложно взаимно действие са периодични и пълният цикъл на изменението на морското ниво може да се разложи на хармонични съставящи.
Броят на хармоничните съставящи на наблюдаваните колебания на нивото зависи от продължителността на наблюденията и изискваната точност за прогнозиране на приливите. Анализът на месечна серия от наблюдения дава възможност да се отделят 11 хармонични вълни. За изчисляване на приливите с достатъчна за практиката точност е достатъчно да се използват четири вълни: М2, S2, K1, O1, в които е включено влиянието и на редица други хармонични съставящи.
М2 е главна лунна полуденонощна вълна, която е най-значителната компонента в полуденонощните приливи, S2 е главната слънчева полуденонощна вълна, K1 е луннослънчева деклинационна денонощна вълна, O1 е главна лунна деклинационна денонощна вълна.
За нуждите на оперативната навигация на базата на астрономически наблюдения и определяне на хармоничните константи на приливните колебания за многобройните пристанища и брегови пунктове са изготвени таблици за приливите. В тях за години напред по дати са публикувани изчислените височини на високата и ниската вода.
За районите с добре изучени течения се издават и таблици за приливните течения. Атласите на приливите за разлика от таблиците съдържат характеристики за приливите не само в отделни пунктове, но и обобщени данни за значителни райони на океана. Картите за приливите и отливите се съставят за всяка отделна компонента или за сбора от всички компоненти. Обикновено картите се отнасят за главната лунна полуденонощна вълна М2. Първата емпирична котидална карта е била съставена през 1883 г. от английския учен У. Уейвъл.
Най-високи приливи са наблюдавани по западния бряг на Атлантическия океан (залив Фънди – 18 м, Магелановия проток – 12,9 м, Бристълския залив – 11,5 м), в Индийския океан (Северния бряг на Австралия – 10,4 м, Арабско море – 9,1 м), в Тихия океан (Охотско море – 11 м, Калифорнийския залив – 9,6 м).
Съвременен пример за ускорена трансгресия и регресия през последните 150 г.; откакто се провеждат инструментални наблюдения е Каспийско море (10.9).

Колебания на нивото на Каспийско море.

Силните ветрове, насочени от морето към сушата преместват водните маси към брега. В резултат настъпва нагон на водата и се повишава морското ниво. Обратно, при вятър, който е насочен от сушата към морето морското ниво се понижава и настъпва сгон. За бреговата зона на Българското черноморско крайбрежие максималните стойности на нагона при продължителни източни ветрове се оценяват на 0,8–1,2 м.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар