Příliv Země - Earth tide
Země tide (také známý jako pevné Zemi příliv , kůry vlně , tělo přílivu , ublížení na přílivu nebo pozemní přílivu ) je posunutí Země pevné látky s povrchem způsobené gravitací z Měsíce a Slunce . Jeho hlavní složka má amplitudu na úrovni měřiče v intervalech přibližně 12 hodin a déle. Největší složky přílivu a odlivu jsou polodenní , ale existují také významné denní, pololetní a čtrnáctidenní příspěvky. I když je gravitační síla způsobuje příliv pevniny a oceánů příliv je stejné, odpovědi jsou zcela odlišné.
Přílivová síla
Větší z periodických gravitačních sil pochází z Měsíce, ale je také důležitá síla Slunce. Obrázky zde ukazují měsíční slapovou sílu, když se Měsíc objeví přímo nad 30 ° severní šířky (nebo 30 ° jižní šířky). Tento vzor zůstává fixován červenou oblastí směřující k Měsíci (nebo přímo od něj). Červená označuje tah nahoru, modrá dolů. Pokud je například Měsíc přímo nad 90 ° Z (nebo 90 ° V), jsou červené oblasti soustředěny na západní severní polokouli, vpravo nahoře. Červená nahoru, modrá dolů. Pokud je například Měsíc přímo nad 90 ° Z (90 ° východní délky), střed červené oblasti je 30 ° severní šířky, 90 ° západní délky a 30 ° jižní délky, 90 ° východní délky a střed modravého pásma následuje velkou kružnice ve stejné vzdálenosti od těchto bodů. Při 30 ° zeměpisné šířky se silný vrchol vyskytuje jednou za lunární den, což v této zeměpisné šířce dává významnou denní sílu. Podél rovníku dodávají dva stejně velké vrcholy (a prohlubně) semi-denní energii.
Příliv a odliv
Příliv Země obklopuje celé tělo Země a nebrání mu tenká kůra a pevniny na povrchu v měřítcích, díky nimž je tuhost horniny irelevantní. Příliv a odliv oceánu jsou důsledkem rezonance stejných hnacích sil s obdobím pohybu vody v oceánských pánvích nahromaděných po mnoho dní, takže jejich amplituda a načasování jsou zcela odlišné a mění se na krátké vzdálenosti pouhých několika set kilometrů. Období oscilace Země jako celku nejsou blízko astronomických období, takže její ohýbání je způsobeno momentálními silami.
Složky přílivu a odlivu s dobou blízkou dvanácti hodin mají lunární amplitudu (vzdálenosti boule / deprese Země), která je o něco více než dvojnásobek výšky solárních amplitud, jak je uvedeno v tabulce níže. U nového a úplňku jsou Slunce a Měsíc vyrovnány a lunární a sluneční přílivová maxima a minima (boule a deprese) se sčítají pro největší přílivový rozsah v konkrétních zeměpisných šířkách. Ve fázích měsíce prvního a třetího čtvrtletí jsou měsíční a sluneční přílivy kolmé a rozsah přílivu a odlivu je minimální. Semi-denní přílivy prochází jedním celým cyklem (příliv a odliv) přibližně jednou za 12 hodin a jedním celým cyklem maximální výšky (příliv na jaře a přílivu) přibližně jednou za 14 dní.
Semi-denní příliv (jedno maximum každých asi 12 hodin) je primárně lunární (pouze S 2 je čistě sluneční) a vede k sektorovým (nebo sektorovým) deformacím, které stoupají a klesají současně na stejné zeměpisné délce. Odvětvové variace vertikálních a východo-západních posunů jsou maximální na rovníku a mizí na pólech. Tam jsou dva cykly podél každé zeměpisné šířky, boule proti sobě, a deprese podobně proti. Denní příliv je lunisolar a vede k tesseral deformacím. Vertikální a východo-západní pohyb je maximální při 45 ° zeměpisné šířky a je nulový na rovníku a na pólech. Tesserální variace má jeden cyklus na zeměpisnou šířku, jednu bouli a jednu depresi; boule jsou protilehlé (antipodální), jinými slovy například západní část severní polokoule a východní část jižní polokoule. Podobně se staví proti depresím, v tomto případě východní části severní polokoule a západní části jižní polokoule. A konečně, čtrnáctidenní a pololetní přílivy a odlivy mají zonální deformace (konstantní podél kruhu zeměpisné šířky), protože gravitace Měsíce nebo Slunce je kvůli naklonění střídavě směrována od severní a jižní polokoule. Při 35 ° 16 'zeměpisné šířky není vertikální posun nulový.
Vzhledem k tomu, že tato posunutí ovlivňují vertikální směr , jsou varianty východu-západu a severu-jihu pro astronomické použití často tabelovány v miliarsekundách . Vertikální posun je často uveden v tabulkách v μgal , protože gravitační gradient je závislý na poloze, takže převod vzdálenosti je pouze přibližně 3 μgal na centimetr.
Další přispěvatelé přílivu Země
V pobřežních oblastech, protože příliv oceánu je zcela mimo krok s přílivem Země, při vysokém přílivu oceánu existuje přebytek vody o tom, jaká by byla úroveň gravitační rovnováhy, a proto sousední země klesá v reakci na výsledné rozdíly v hmotnost. Při odlivu je nedostatek vody a půda stoupá. Posunutí způsobená přílivem a odlivem oceánu mohou přesáhnout posuny způsobené přílivem tělesa Země. Citlivé nástroje daleko do vnitrozemí musí často provádět podobné opravy. Atmosférické zatížení a bouřkové události mohou být také měřitelné, i když masy v pohybu jsou méně závažné.
Přílivové složky
Hlavní složky přílivu a odlivu . Amplitudy se mohou lišit od těch uvedených v rozmezí několika procent.
Polodenní |
|||||||
Přílivová složka | Doba | Vertikální amplituda (mm) | Horizontální amplituda (mm) | ||||
M 2 | 12,421 h | 384,83 | 53,84 | ||||
S 2 (solární semi-denní) | 12 000 h | 179,05 | 25.05 | ||||
N 2 | 12,658 h | 73,69 | 10.31 | ||||
K 2 | 11,967 h | 48,72 | 6.82 | ||||
Denní |
|||||||
Přílivová složka | Doba | Vertikální amplituda (mm) | Horizontální amplituda (mm) | ||||
K 1 | 23,934 h | 191,78 | 32.01 | ||||
O 1 | 25,819 h | 158.11 | 22.05 | ||||
P 1 | 24,066 h | 70,88 | 10,36 | ||||
φ 1 | 23,804 h | 3.44 | 0,43 | ||||
ψ 1 | 23,869 h | 2.72 | 0,21 | ||||
S 1 (solární denní) | 24 000 h | 1,65 | 0,25 | ||||
Dlouhodobý |
|||||||
Přílivová složka | Doba | Vertikální amplituda (mm) | Horizontální amplituda (mm) | ||||
M f | 13 661 dní | 40,36 | 5.59 | ||||
M m (měsíc měsíčně) | 27 555 dnů | 21,33 | 2,96 | ||||
S sa (solární pololetní) | 0,50000 rok | 18,79 | 2,60 | ||||
Měsíční uzel | 18 613 let | 16,92 | 2.34 | ||||
S a (sluneční rok) | 1,0000 rok | 2,97 | 0,41 |
Účinky
Vulkanologové používají pravidelné, předvídatelné pohyby zemského přílivu ke kalibraci a testování citlivých nástrojů pro sledování deformace sopky. Přílivy a odlivy mohou také vyvolat sopečné události. Seismologové určili, že mikroseismické události korelují s přílivovými variacemi ve Střední Asii (severně od Himalájí). Semidiurnální amplituda pozemských přílivů a odlivů může dosáhnout asi 55 cm (22 palců) na rovníku, což je důležité v globálním pozičním systému , interferometrii s velmi dlouhou základní linií a satelitním laserovým měřením. Rovněž přesné astronomické úhlové měření vyžaduje přesnou znalost rychlosti rotace Země ( délka dne , precese , kromě nutace ), která je ovlivněna přílivy Země (takzvaný příliv ). Pozemní přílivy a odlivy je také třeba vzít v úvahu v případě některých experimentů s fyzikou částic . Například v CERNu nebo v SLAC National Accelerator Laboratory byly navrženy velmi velké urychlovače částic, které pro správnou funkci zohledňovaly přílivy a odlivy. Mezi efekty, které je třeba vzít v úvahu, jsou obvodová deformace pro kruhové urychlovače a také energie částicového paprsku.
Přílivy a odlivy na planetách a měsících, stejně jako v binárních hvězdách a binárních asteroidech, hrají klíčovou roli v dlouhodobé dynamice planetárních systémů. Například díky přílivu a odlivu těla na Měsíci je zachycen do rezonance rotace na oběžné dráze 1: 1 a vždy nám ukazuje jednu stranu. Vzhledem k přílivu a odlivu těla je Merkur uvězněn v rotační oběžné dráze rezonance 3: 2 se Sluncem. Ze stejného důvodu se předpokládá, že mnoho z exoplanet je zachyceno ve vyšších rezonancích spin-orbit s jejich hostitelskými hvězdami.
Viz také
Reference
Bibliografie
- McCully, James Greig, Beyond the Moon, A Conversational, Common Sense Guide to Understanding the Tides , World Scientific Publishing Co., Singapur, 2006.
- Paul Melchior, Earth Tides , Pergamon Press, Oxford, 1983.
- Wylie, Francis E, Tides and the Pull of the Moon , The Stephen Greene Press, Brattleboro, Vermont, 1979.