NOAA Tides & Currents

Capitolul 4 – Variații în intervalul mareelor: Inegalitățile mareelor

După cum se va arăta în Fig. 6, diferența de înălțime, în picioare, dintre mareea înaltă și cea joasă consecutive care au loc într-un anumit loc este cunoscută sub numele de interval. Amplitudinea mareelor în orice loc este supusă la mulți factori variabili. Vor fi descrise mai întâi acele influențe de origine astronomică.

1. Efectul fazei lunare: Mareele de primăvară și de bazin. S-a observat mai sus că forțele gravitaționale atât ale lunii cât și ale soarelui acționează asupra apelor pământului. Este evident că, din cauza poziției schimbătoare a lunii în raport cu pământul și soarele (Fig. 3) în timpul ciclului lunar de faze (29,53 zile), atracția gravitațională a lunii și a soarelui poate acționa în mod diferit de-a lungul unei linii comune sau la unghiuri schimbătoare una față de cealaltă.

Când luna se află în fază nouă și în fază plină (ambele poziții fiind numite sihăstrie), atracțiile gravitaționale ale lunii și soarelui acționează pentru a se întări reciproc. Deoarece forța rezultată sau forța combinată a mareelor este, de asemenea, crescută, mareele mari observate sunt mai mari și mareele mici sunt mai mici decât media. Acest lucru înseamnă că amplitudinea mareelor este mai mare în toate locațiile care prezintă o maree înaltă și o maree joasă consecutive. Astfel de maree mai mari decât media care rezultă în pozițiile de sihăstrie ale lunii sunt cunoscute sub numele de maree de primăvară – un termen care implică pur și simplu o „izvorâre” a apei și nu are nicio legătură cu anotimpul anului.

În fazele de primul și al treilea sfert (cuadratură) ale lunii, atracțiile gravitaționale ale lunii și soarelui asupra apelor pământului se exercită în unghiuri drepte una față de cealaltă. Fiecare forță tinde în parte să o contracareze pe cealaltă. În plicul forței mareice care reprezintă aceste forțe combinate, atât forțele maxime, cât și cele minime sunt reduse. Mareele mari sunt mai mici, iar mareele mici sunt mai mari decât media. Astfel de maree cu rază de acțiune diminuată se numesc maree de bazin, de la un cuvânt grecesc care înseamnă „scund”.

2. Efectele de paralaxă (Luna și Soarele). Deoarece Luna urmează o traiectorie eliptică (Fig. 4), distanța dintre Pământ și Lună va varia pe parcursul lunii cu aproximativ 31.000 de mile. Forța producătoare de maree a Lunii care acționează asupra apelor terestre se va modifica în mod invers proporțional cu puterea a treia a distanței dintre Pământ și Lună, în conformitate cu variația legii gravitaționale a lui Newton menționată anterior. O dată în fiecare lună, când luna se află cel mai aproape de pământ (perigeu), forțele generatoare de maree vor fi mai mari decât de obicei, producând astfel amplitudini peste medie ale mareelor. Aproximativ două săptămâni mai târziu, când luna (la apogeu) se află cel mai departe de pământ, forța lunară de generare a mareelor va fi mai mică, iar amplitudinile mareelor vor fi mai mici decât media. În mod similar, în sistemul Pământ-Soare, atunci când Pământul se află cel mai aproape de Soare (periheliu), în jurul datei de 2 ianuarie a fiecărui an, amplitudinile mareelor vor fi sporite, iar atunci când Pământul se află cel mai departe de Soare (afeliu), în jurul datei de 2 iulie, amplitudinile mareelor vor fi reduse.

Când perigeul, periheliul și fie Luna nouă, fie Luna plină au loc aproximativ în același timp, rezultă raze de acțiune a mareelor considerabil mărite. Atunci când apogeul, afeliul și prima sau al treilea sfert de lună coincid aproximativ în același timp, în mod normal se vor produce distanțe de maree considerabil reduse.

3. Efecte ale declinației lunare: Inegalitatea diurnă. Planul orbitei lunare este înclinat doar cu aproximativ 5o față de planul orbitei Pământului (ecliptica) și, astfel, revoluția lunară a Lunii în jurul Pământului rămâne foarte aproape de ecliptică. Ecliptica este înclinată cu 23,5o față de ecuatorul Pământului, la nord și la sud de care soarele se deplasează o dată la fiecare jumătate de an pentru a produce anotimpurile. În mod similar, luna, făcând o revoluție în jurul Pământului o dată pe lună, trece de la o poziție de distanță unghiulară maximă la nord de ecuator la o poziție de distanță unghiulară maximă la sud de ecuator în fiecare jumătate de lună. (Distanța unghiulară perpendiculară la nord și la sud de ecuatorul ceresc se numește declinație.) De două ori în fiecare lună, luna traversează ecuatorul. În Fig. 5, această condiție este reprezentată de poziția punctată a lunii. Învelișul corespunzător al forței mareice datorate lunii este reprezentat, în profil, de elipsa punctată.

Din moment ce punctele A și A’ se află de-a lungul axei majore a acestei elipse, înălțimea mareei înalte reprezentată în punctul A este aceeași cu cea care are loc când acest punct se rotește în poziția A’ aproximativ 12 ore mai târziu. Atunci când luna se află deasupra ecuatorului – sau la anumite alte declinări care egalizează forțele – cele două maree înalte și cele două maree joase dintr-o zi dată se află la o înălțime similară în orice loc. Mareele înalte și joase succesive sunt, de asemenea, distanțate aproape la fel în timp și se produc de două ori pe zi. (A se vedea diagrama de sus din Fig. 6.) Acest lucru este cunoscut sub numele de maree de tip semidiurn.

Cu toate acestea, odată cu schimbarea distanței unghiulare a Lunii deasupra sau sub ecuator (reprezentată de poziția cercului solid mic din Fig. 5), învelișul forței de maree produsă de Lună este înclinat, iar diferența dintre înălțimile a două maree zilnice de aceeași fază începe să apară. variațiile înălțimilor mareelor care rezultă din modificările unghiului de declinație al lunii și ale liniilor corespunzătoare de acțiune a forței gravitaționale dau naștere unui fenomen cunoscut sub numele de inegalitate diurnă.

În Fig. 5, punctul B se află sub o umflătură a învelișului mareelor. O jumătate de zi mai târziu, în punctul B’ se află din nou sub umflătură, dar înălțimea mareei nu este evident la fel de mare ca în punctul B. Această situație dă naștere unei maree de două ori pe zi care prezintă înălțimi inegale în apele înalte sau joase succesive, sau în ambele perechi de maree. Acest tip de maree, care prezintă o puternică inegalitate diurnă, este cunoscut sub numele de maree mixtă. (A se vedea diagrama din mijloc în Fig. 6.)

În cele din urmă, așa cum este reprezentat în Fig. 5, se observă că punctul C se află sub o porțiune din anvelopa forței de maree. Cu toate acestea, o jumătate de zi mai târziu, pe măsură ce acest punct se rotește în poziția C’, se vede că se află deasupra învelișului de forță. Prin urmare, în această locație, forțele de maree prezente produc în fiecare zi o singură maree înaltă și o singură maree joasă. Tipul de maree diurnă care rezultă este prezentat în diagrama de jos din figura 6.

Capitolul 5 – Factorii care influențează înălțimile locale și orele de sosire a mareelor