Capítulo 4 – Variações no Alcance das Marés: Desigualdades da Maré
Como será mostrado na Fig. 6, a diferença na altura, em pés, entre marés altas e baixas consecutivas que ocorrem em um determinado lugar é conhecida como a amplitude. A amplitude das marés em qualquer local está sujeita a muitos fatores variáveis. Essas influências de origem astronômica serão primeiro descritas.
1. Efeito de Fase Lunar: Marés de Mola e Neap. Foi observado acima que as forças gravitacionais tanto da lua quanto do sol agem sobre as águas da terra. É óbvio que, devido à mudança de posição da lua em relação à terra e ao sol (Fig. 3) durante o ciclo mensal de fases (29,53 dias), a atração gravitacional da lua e do sol pode atuar de forma variada ao longo de uma linha comum ou na mudança de ângulos relativos um ao outro.
Quando a lua está em nova fase e em fase plena (ambas as posições sendo chamadas de syzygy) as atrações gravitacionais da lua e do sol atuam para se reforçarem mutuamente. Como a força resultante ou combinada da maré também é aumentada, as marés altas observadas são mais altas e as marés baixas são mais baixas que a média. Isto significa que a amplitude da maré é maior em todos os locais que exibem uma maré alta e baixa consecutiva. Estas marés maiores do que a média resultantes nas posições de simetria da lua são conhecidas como marés da primavera – um termo que meramente implica um “poço para cima” da água e não tem relação com a estação do ano.
Na primeira e terceira fases (quadratura) da lua, as atrações gravitacionais da lua e do sol sobre as águas da terra são exercidas em ângulos retos um ao outro. Cada força tende em parte a contrariar a outra. No envelope da força da maré que representa estas forças combinadas, tanto as forças máximas como as mínimas são reduzidas. Marés altas são mais baixas e marés baixas são mais altas que a média. Tais marés de amplitude diminuída são chamadas de marés neap, de uma palavra grega que significa “escassas”.
2. Efeitos Parallax (Lua e Sol). Como a lua segue um caminho elíptico (Fig. 4), a distância entre a terra e a lua variará ao longo do mês em cerca de 31.000 milhas. A força da maré da lua que actua sobre as águas da Terra mudará em proporção inversa à terceira potência da distância entre a Terra e a Lua, de acordo com a variação anteriormente mencionada da Lei da Gravitação de Newton. Uma vez por mês, quando a lua estiver mais próxima da terra (perigeu), as forças geradoras da maré serão superiores ao normal, produzindo assim intervalos acima da média nas marés. Aproximadamente duas semanas depois, quando a lua (no apogeu) estiver mais afastada da terra, a força de elevação da maré lunar será menor, e os intervalos da maré serão menores que a média. Similarmente, no sistema terra-sol, quando a terra está mais próxima do sol (perihelion), por volta de 2 de janeiro de cada ano, a amplitude da maré será aumentada, e quando a terra está mais distante do sol (aphelion), por volta de 2 de julho, a amplitude da maré será reduzida.
A Paralaxe Lunar e a Paralaxe Solar Desigualdades
FIGURA 4
Bem a Lua e a Terra giram em órbitas elípticas e as distâncias dos seus centros de atração variam. Influências gravitacionais crescentes e forças de elevação da maré são produzidas quando a Lua está na posição de perigeu, a sua aproximação mais próxima da Terra (uma vez por mês) ou a Terra está no periélio, a sua aproximação mais próxima do Sol (uma vez por ano). Este diagrama também mostra a possível coincidência do perigeu com o periélio para produzir marés de amplitude aumentada.
Quando o perigeu, o periélio, e a lua nova ou cheia ocorrem aproximadamente ao mesmo tempo, resulta num aumento considerável da amplitude da maré. Quando o apogeu, o periélio, e o primeiro ou terceiro quarto de lua coincidem aproximadamente ao mesmo tempo, os intervalos de marés consideravelmente reduzidos ocorrerão normalmente.
3. Efeitos da Declinação Lunar: A Desigualdade Diurna. O plano da órbita da lua está inclinado apenas cerca de 5o para o plano da órbita da Terra (o eclíptico) e assim a revolução mensal da lua em torno da Terra permanece muito próxima do eclíptico. A eclíptica inclina-se 23,5o para o equador da Terra, norte e sul do qual o sol se move uma vez a cada meio ano para produzir as estações. De forma semelhante, a lua, ao fazer uma revolução em torno da terra uma vez por mês, passa de uma posição de distância angular máxima a norte do equador para uma posição de distância angular máxima a sul do equador durante cada meio mês. (A distância angular perpendicularmente ao norte e sul do equador celestial é chamada de declinação) duas vezes por mês, a lua atravessa o equador. Na Fig. 5, esta condição é mostrada pela posição a tracejado da lua. O correspondente envelope de força da maré devido à lua é representado, de perfil, pela elipse tracejada.
O efeito de Declinação da Lua (Mudança de Ângulo com Respeito ao Equador) e a Desigualdade Diurna; Marés Semidiurna, Mista, e Diurna
FIGURA 5
Uma secção transversal norte-sul através do centro da Terra; a elipse representa uma secção meridiana através do envelope da força da maré produzida pela Lua.
Desde que os pontos A e A’ se encontram ao longo do eixo principal desta elipse, a altura da maré alta representada em A é a mesma que ocorre quando este ponto gira para a posição A’ cerca de 12 horas mais tarde. Quando a lua está sobre o equador – ou em certas outras declinações equalizadoras de força – as duas marés altas e as duas marés baixas em um determinado dia estão à mesma altura em qualquer local. As sucessivas marés alta e baixa são então também espaçadas quase igualmente no tempo, e ocorrem duas vezes por dia. (Veja diagrama superior na Fig. 6.) Isto é conhecido como tipo de maré semi-nascente.
No entanto, com ele mudando a distância angular da lua acima ou abaixo do equador (representado pela posição do pequeno círculo sólido na Fig. 5) o envelope da força da maré produzida pela lua é canted, e a diferença entre as alturas de duas marés diárias da mesma fase começa a ocorrer. variações nas alturas das marés resultantes das mudanças no ângulo de declinação da lua e nas correspondentes linhas de ação da força gravitacional dão origem a um fenômeno conhecido como desigualdade diurna.
Na Fig. 5, o ponto B está abaixo de uma protuberância no envelope da maré. Um meio dia depois, no ponto B’ está novamente abaixo do volume, mas a altura da maré obviamente não é tão grande como em B. Esta situação dá origem a uma maré duas vezes por dia exibindo alturas desiguais em sucessivas águas altas ou baixas, ou em ambos os pares de marés. Este tipo de maré, exibindo uma forte desigualdade diurna, é conhecido como uma maré mista. (Veja o diagrama médio na Fig. 6.)
Finalmente, como mostrado na Fig. 5, o ponto C é visto como estando abaixo de uma porção do envelope da força da maré. Um meio dia depois, entretanto, como este ponto gira para a posição C’, vê-se que ele está acima do envelope de força. Neste local, portanto, as forças da maré presentes produzem apenas uma água alta e uma água baixa a cada dia. O tipo de maré diurna resultante é mostrado no diagrama inferior da Fig. 6.
Principal Tipos de Marés
FIGURA 6
Mostrar o efeito declinacional da Lua na produção das marés semi-nascente, mista e diurna.
Capítulo 5 – Fatores que Influenciam as Alturas Locais e os Tempos de Chegada das Marés