Мадагаскар, Прилив, Индийский Океан, Лодка, Океан
Изображение Erika Varga с сайта Pixabay

ГЛАВА 15. ПРИЛИВЫ

§ 63. Основные понятия

Приливы — это волновые движения воды, возникающие под действием приливообразующих сил Луны и Солнца. Лунная составляющая больше чем в два раза превосходит солнечную и определяет основные черты приливных движений на Земле. Эти волны возникают не только в Мировом океане, но и в твердой оболочке Земли и в атмосфере. Природа этих волн определяется условиями гравитационного взаимодействия между Землей, Луной и Солнцем, поэтому в ходе приливных явлений находят отражение главным образом эти условия, но немалую роль играют и местные физико-географические факторы. Приливные процессы, имеющие периодический характер, проявляются в периодических приливных колебаниях уровня моря и в горизонтальных поступательных движениях вод в форме приливных течений. Закономерное периодическое повышение уровня от наинизшего положения, называемого малой водой, до наивысшего называемого полной водой, именуют приливом, а закономерное уменьшение уровня от полной до малой воды называют отливом. Разность уровней полной и малой воды называют величиной прилива.

Виды приливов по периодам

Подразделяют приливы по периоду и характеру. Под периодом прилива подразумевают время, в течение которого прошла одна полная волна, т. е. это промежуток времени между двумя соседними полными или малыми водами. По периоду различают полусуточные, суточные, четвертьсуточные, а также ⅙, ⅛-суточные приливы (рис. 31).

Полусуточные приливы имеют две полные и две малые воды в течение 24 ч 50 мин, т. е. лунных суток. Их период равен 12 ч 25 мин. Суточные приливы характеризуются одной полной и одной малой водой за время лунных суток. В суточном движении Луна отстает от Земли на 50,47 мин, так как период ее обращения 27,3 суток. Лунные сутки, т. е. промежуток времени между двумя последующими верхними или нижними кульминациями Луны, соответствуют 1,035 средних солнечных суток, т. е. равен 24 ч 50,47 мин.

Виды приливов по характеру

По характеру приливы подразделяют на правильные (суточные и полусуточные) и неправильные (суточные и полусуточные) называемые также смешанными. Правильные полусуточные приливы имеют примерно одинаковые продолжительность роста и падения, а также высоты последовательных полных и малых вод. Неправильные полусуточные приливы характеризуются различием высот полных и малых вод, разницей времени роста и падения уровня в течение лунных суток. Наиболее сложный характер изменений уровня имеют неправильные суточные приливы в связи с изменениями склонения Луны. При малом склонении Луны, т. е. когда она приближается и переходит через экватор, приливы становятся неправильными полусуточными и имеют две полные и две малые воды. С увеличением склонения Луны, когда она уходит в тропики, исчезают вторые волны, увеличиваются амплитуды колебаний и приливы становятся суточными с одной полной и одной малой водой. Приливы при большом склонении Луны называют тропическими, а при малом — равноденственными.

Рис. 31. Типы приливов
Рис. 31. Типы приливов
а — правильные полусуточные приливы (Японское море, Де-Кастри), б — суточные приливы (Южно-Китайское море, Хан-Дау). Фазы луны: — новолуние. 2) ☽ первая четверть, О — полнолуние, ☾ — последняя четверть. Положение Луны; Е — на экваторе, N — при наибольшем склонении, А — в апогее, Р — в перигее.

При переходе с больших глубин на малые происходит деформация приливных волн под влиянием трения о дно. Профиль становится несимметричным, появляются вторичные волны с периодом, кратным основному,— это мелководные волны с периодом 6, 4 и 3 ч, встречающиеся на мелководьях и в устьях рек.

В Мировом океане преобладают полусуточные приливы, в частности вдоль берегов Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого океанов. В Тихом океане, а также у берегов Антарктиды приливы имеют смешанный характер.

В прибрежных районах приливные колебания достигают вели­чины 4—6 м, причем особенно значительными они бывают в сильно сужающихся заливах, как, например, зал. Фанди у п-ова Новая Шотландия (Северная Америка), где они достигают 16 м (по расчетам могут доходить до 18 м). Это наибольшая величина прилива в Мировом океане. С удалением от берегов величина прилива убывает и в открытом океане не превышает 1 м. Так как приливообразующая сила влияет на всю толщу вод океана, приливные колебания наблюдаются от поверхности до дна.

Элементы приливов

При изучении приливов существенное значение имеют следующие важнейшие их элементы: прикладной час, возраст, рост и падение прилива, котидальный час, средний уровень полуприлива и средний уровень моря.

Средний прикладной час

Средний прикладной час — это средняя величина лунного промежутка, представляющего собой промежуток времени между моментом прохождения Луны через меридиан места наблюдений (кульминация) и моментом наступления ближайшей полной воды.

Средний прикладной час порта

Среднее из лунных промежутков в дни новолуний и полнолуний (в сизигии) при склонении Луны и Солнца, равном нулю, и при среднем удалении их от Земли, называется прикладным часом порта и измеряется в часах. Для правильных полусуточных приливов прикладной час порта может быть использован мореплавателями для предсказания времени наступления полной воды. Для смешанного прилива этой величиной пользоваться нельзя, так как лунные промежутки заметно изменяются, отклоняясь от среднего значения, т. е. прикладного часа.

Возраст прилива

Возраст прилива: а) промежуток времени от момента новолуния или полнолуния (сизигии) до момента наступления наибольшего по величине прилива называется возрастом полусуточного прилива: б) промежуток времени от момента максимального склонения Луны до наибольшей по высоте полной воды называют возрастом тропического прилива. Возраст прилива выражается в сутках.

Рост уровня прилива

Рост уровня представляет собой промежуток времени от малой воды до полной, а падение — от полной воды до малой. Эти элементы позволяют судить о профиле волны и его изменениях, т. е. о деформации приливных волн под влиянием трения о дно или при воздействии ледяного покрова.

Котидальный час

Котидальный час — час одновременного положения гребня приливной волны (полной воды) в пространстве. Линия, вдоль которой полная вода наступает одновременно, называется котидальной линией. Схема котидальных линий (котидальная карта) позволяет судить о форме фронта и направлении распространения приливных волн.

Амплитуда приливной волны

Амплитуда приливной волны — отклонение высоты полной или малой воды от среднего уровня. Амплитуда представляет половину величины прилива. Величина прилива и амплитуда бывают наибольшими в дни новолуний или полнолуний и называются сизигийными, а в первую и последнюю четверти Луны — наименьшими и называются квадратурными. Между этими фазами Луны величины прилива имеют средние значения.

Для неправильных суточных приливов вычисляют величину тропического и равноденственного приливов. Большое практическое значение имеют средние уровни: а) средний из средних; высот полных и, средних высот малых вод, называемый средним уровнем полуприлива; б) средний суточный уровень; в) средний многолетний, исчисляемый для морей с четко выраженными приливами за период 18,6 лет.

Источник: Общая гидрология, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1973