Kapitel 4 – Variationer i tidevandets rækkevidde:
Som det fremgår af fig. 6, er forskellen i højden, i fod, mellem på hinanden følgende højvande og lavvande, der forekommer på et givet sted, kendt som intervallet. Tidevandets afstand på et hvilket som helst sted er underlagt mange variable faktorer. De påvirkninger af astronomisk oprindelse vil først blive beskrevet.
1. Månens faseeffekt: Forårs- og hældvande. Det er ovenfor blevet bemærket, at både månens og solens tyngdekræfter virker på jordens vand. Det er indlysende, at på grund af månens skiftende position i forhold til jorden og solen (fig. 3) i løbet af den månedlige fasecyklus (29,53 dage) kan månens og solens tyngdekraft tiltrækningskraft på forskellig vis virke langs en fælles linje eller i skiftende vinkler i forhold til hinanden.
Når månen er i ny fase og i fuld fase (begge positioner kaldes syzygi) virker månens og solens tyngdekraft tiltrækningskraft forstærkende på hinanden. Da den resulterende eller kombinerede tidevandskraft også er øget, er de observerede højvande højere og lavvande lavere end gennemsnittet. Det betyder, at tidevandsområdet er større på alle de steder, hvor der er høj- og lavvande i træk. Sådanne større tidevand end gennemsnittet, der opstår ved månens syzygiepositioner, er kendt som forårsflod – et udtryk, der blot antyder, at vandet “stiger op”, og som ikke har nogen sammenhæng med årstiden.
På månens første- og tredjekvartfase (kvadratur) udøves månens og solens tyngdekraft på jordens vand i rette vinkler til hinanden. Hver kraft har en tendens til delvist at modvirke den anden. I den tidevandskræfteramme, der repræsenterer disse kombinerede kræfter, er både maksimum- og minimumskræfterne reduceret. Højvande er lavere og lavvande er højere end gennemsnittet. Sådanne tidevand med formindsket rækkevidde kaldes neaptidevand, fra et græsk ord, der betyder “sparsomt”.
2. Parallaksevirkninger (måne og sol). Da månen følger en elliptisk bane (fig. 4), vil afstanden mellem jorden og månen i løbet af måneden variere med ca. 31.000 miles. Månens tidevandsproducerende kraft, der virker på jordens farvande, vil ændre sig omvendt proportionalt med tredje potens af afstanden mellem jorden og månen, i overensstemmelse med den tidligere nævnte variation af Newtons gravitationslov. En gang om måneden, når månen er tættest på jorden (perigeum), vil de tidevandsskabende kræfter være større end normalt og dermed give tidevandssvingninger, der ligger over gennemsnittet. Ca. to uger senere, når månen (ved apogæum) er længst væk fra jorden, vil den tidevandsskabende kraft fra månen være mindre, og tidevandsudbredelserne vil være mindre end gennemsnittet. På samme måde vil tidevandssvingningerne i jord-sol-systemet blive forstærket, når jorden er tættest på solen (perihelium), omkring den 2. januar hvert år, og når jorden er længst væk fra solen (aphelium), omkring den 2. juli, vil tidevandssvingningerne blive reduceret.
Måneparallaksen og solparallaksen ulighederne
FIGUR 4
Både Månen og Jorden kredser i elliptiske baner, og afstandene fra deres tiltrækningscentre varierer. Der opstår øgede gravitationelle påvirkninger og tidevandsskabende kræfter, når Månen befinder sig ved positionen perigee, dens nærmeste nærhed til Jorden (en gang om måneden), eller når Jorden befinder sig ved perihelion, dens nærmeste nærhed til Solen (en gang om året). Dette diagram viser også det mulige sammenfald af perigee og perihelium for at frembringe tidevand med forøget rækkevidde.
Når perigee, perihelium og enten nymåne eller fuldmåne indtræffer på omtrent samme tidspunkt, opstår der betydeligt forøgede tidevandsudbredelser. Når apogee, aphelium og første- eller tredjekvartmånen falder sammen på omtrent samme tidspunkt, vil der normalt opstå betydeligt reducerede tidevandsafstande.
3. Månedens deklinationseffekter: Den døgnmæssige ulighed. Månens baneplan hælder kun ca. 5o i forhold til jordens baneplan (ekliptika), og månens månedlige omdrejning omkring jorden forbliver således meget tæt på ekliptika. Ekliptika er 23,5o skråt mod jordens ækvator, nord og syd for hvilken solen bevæger sig en gang hvert halve år for at skabe årstiderne. På samme måde går månen, når den foretager en omdrejning om jorden en gang om måneden, fra en position med maksimal vinkelafstand nord for ækvator til en position med maksimal vinkelafstand syd for ækvator i løbet af hver halv måned. (Vinkelafstanden vinkelret nord og syd for den himmelske ækvator kaldes deklination.) To gange om måneden krydser månen ækvator. I fig. 5 er denne tilstand vist ved månens stiplede position. Den tilsvarende tidevandskræftens konvolut, der skyldes månen, er afbildet i profil med den stiplede ellipse.
Månens deklinationseffekt (ændring i vinkel i forhold til ækvator) og den daglige ulighed; halvdaglige, blandede og daglige tidevandskræfter
FIGUR 5
Et nord-sydgående tværsnit gennem Jordens centrum; ellipsen repræsenterer et meridiansnit gennem den tidevandskræfteramme, der frembringes af månen.
Da punkterne A og A’ ligger langs storaksen af denne ellipse, er højden af det højvande, der er repræsenteret ved A, den samme som den, der indtræffer, når dette punkt roterer til position A’ ca. 12 timer senere. Når månen er over ækvator – eller ved visse andre kraftudlignende deklinationer – er de to højvande og de to lavvande på en given dag på samme højde på ethvert sted. På hinanden følgende høj- og lavvande er da også næsten lige langt fra hinanden i tid og forekommer to gange dagligt. (Se det øverste diagram i fig. 6.) Dette er kendt som halvdaglig tidevandstype.
Men med månens ændrede vinkelafstand over eller under ækvator (repræsenteret ved placeringen af den lille, gennemgående cirkel i fig. 5) bliver tidevandskraften, der produceres af månen, skæv, og der begynder at opstå forskelle mellem højderne på to daglige tidevandsperioder i samme fase. Variationer i tidevandshøjderne som følge af ændringer i månens deklination og i de tilsvarende gravitationskræftlinjer giver anledning til et fænomen, der kaldes den daglige ulighed.
I fig. 5 befinder punkt B sig under en udbuling i tidevandshylden. Et halvt døgn senere befinder det sig i punkt B’ igen under udbulingen, men tidevandshøjden er tydeligvis ikke så stor som i B. Denne situation giver anledning til et to gange dagligt tidevand, der viser ulige højder i på hinanden følgende høj- eller lavvande eller i begge tidevandspaare. Denne type tidevand, der udviser en stærk ulighed i døgnet, er kendt som blandet tidevand. (Se det midterste diagram i fig. 6.)
Sidst, som det fremgår af fig. 5, ses punkt C at ligge under en del af tidevandskraften. Et halvt døgn senere, når dette punkt roterer til position C’, ses det imidlertid at ligge over kraftomslaget. På dette sted producerer de tilstedeværende tidevandskræfter derfor kun ét højvande og ét lavvande hver dag. Den deraf følgende daglige tidevandstype er vist i det nederste diagram i fig. 6.
Hovedtyper af tidevandstyper
FIGUR 6
Visning af månens deklinationseffekt i produktionen af halvdagligt, blandet og dagligt tidevand.
Kapitel 5 – Faktorer, der har indflydelse på tidevandets lokale højder og ankomsttidspunkter.