NOAA Tides & Currents

Kapitel 4 – Variationer i tidvattnets omfång: Som framgår av figur 6 kallas skillnaden i höjd, i fot, mellan på varandra följande hög- och lågvatten på en given plats för tidvattenutbredningen. Tidvattnets omfång på en plats är beroende av många variabla faktorer. De influenser av astronomiskt ursprung kommer först att beskrivas.

1. Effekten av månfasen: Vår- och nålfloden. Det har noterats ovan att gravitationskrafterna från både månen och solen verkar på jordens vatten. Det är uppenbart att på grund av månens förändrade position i förhållande till jorden och solen (fig. 3) under den månatliga fascykeln (29,53 dagar) kan månens och solens gravitationella dragningskraft på olika sätt verka längs en gemensam linje eller i varierande vinklar i förhållande till varandra.

När månen befinner sig i nyfas och i fullfas (de båda positionerna kallas syzygi) verkar månens och solens gravitationella dragningskraft för att förstärka varandra. Eftersom den resulterande eller kombinerade tidvattenkraften också ökar, är de observerade höga tidvattnet högre och låga tidvattnet lägre än genomsnittet. Detta innebär att tidvattenutbredningen är större på alla platser som uppvisar ett på varandra följande hög- och lågvatten. Sådana större tidvatten än genomsnittet som uppstår vid månens syzygypositioner är kända som vårflod – en term som bara innebär att vattnet ”stiger” och som inte har något samband med årstiden.

Vid månens första och tredje kvartsfas (kvadratur) utövas månens och solens gravitationella dragningskrafter på vattnen på jorden i rätvinkliga vinklar till varandra. Varje kraft tenderar delvis att motverka den andra. I det tidvattenkraftshölje som representerar dessa kombinerade krafter reduceras både de maximala och minimala krafterna. Högvatten är lägre och lågvatten är högre än genomsnittet. Sådana tidvatten med minskad räckvidd kallas för neaptides, från ett grekiskt ord som betyder ”knappt”.

2. Parallaxeffekter (månen och solen). Eftersom månen följer en elliptisk bana (fig. 4) kommer avståndet mellan jorden och månen att variera under hela månaden med cirka 31 000 mil. Månens tidvattenproducerande kraft som verkar på jordens vatten kommer att förändras i omvänd proportion till den tredje potensen av avståndet mellan jorden och månen, i enlighet med den tidigare nämnda variationen av Newtons gravitationslag. En gång i månaden, när månen är närmast jorden (perigee), kommer de tidvattenproducerande krafterna att vara större än vanligt, vilket ger upphov till tidvattensvariationer som ligger över genomsnittet. Ungefär två veckor senare, när månen (vid apogee) befinner sig längst bort från jorden, kommer månens tidvattengenererande kraft att vara mindre, och tidvattenutslagen kommer att vara mindre än genomsnittet. På samma sätt kommer tidvattenutslagen att öka i jord-sol-systemet när jorden är närmast solen (perihelium), omkring den 2 januari varje år, och när jorden är längst bort från solen (afelium), omkring den 2 juli, kommer tidvattenutslagen att minska.

När perigee, perihelium och antingen nymåne eller fullmåne inträffar vid ungefär samma tidpunkt resulterar det i avsevärt ökade tidvattenräckvidder. När apogee, afelion och första eller tredje kvartsmånen sammanfaller vid ungefär samma tidpunkt uppstår normalt avsevärt minskade tidvattenavstånd.

3. Effekter av månens deklination: Den dygnsmässiga ojämlikheten. Planet för månens bana lutar endast ca 5o mot planet för jordens bana (ekliptikan) och därmed förblir månens månatliga omlopp runt jorden mycket nära ekliptikan. Ekliptikan lutar 23,5o mot jordens ekvator, norr och söder om vilken solen rör sig en gång per halvår för att skapa årstiderna. På liknande sätt passerar månen, när den gör ett varv runt jorden en gång i månaden, från en position med maximalt vinkelavstånd norr om ekvatorn till en position med maximalt vinkelavstånd söder om ekvatorn under varje halvmånad. (Vinkelavstånd vinkelrätt norr och söder om den himmelska ekvatorn kallas deklination.) Två gånger varje månad passerar månen ekvatorn. I figur 5 visas detta tillstånd av månens streckade position. Motsvarande tidvattenkraftshölje på grund av månen visas i profil av den streckade ellipsen.

Då punkterna A och A’ ligger längs huvudaxeln på denna ellips är höjden på det högvatten som representeras vid A densamma som den som inträffar när denna punkt roterar till positionen A’ cirka 12 timmar senare. När månen befinner sig över ekvatorn – eller vid vissa andra kraftutjämnande deklinationer – är de två högvatten och de två lågvatten på en given dag lika höga på vilken plats som helst. På varandra följande hög- och lågvatten är då också nästan jämnt fördelade i tid och inträffar två gånger om dagen. (Se det översta diagrammet i fig. 6.) Detta är känt som halvdagligt tidvatten.

Med månens ändrade vinkelavstånd över eller under ekvatorn (representerat av den lilla heldragna cirkelns position i fig. 5) blir dock den tidvattenkraft som månen ger upphov till snedställd, och det uppstår skillnader mellan höjderna för två dagliga tidvatten av samma fas. Variationer i tidvattnets höjd till följd av förändringar i månens deklination och i motsvarande gravitationskraftens verkningslinjer ger upphov till ett fenomen som kallas för den dagliga ojämlikheten.

I figur 5 ligger punkt B under en utbuktning i tidvattenhöljet. En halv dag senare, vid punkt B’, ligger den återigen under utbuktningen, men tidvattnets höjd är uppenbarligen inte lika stor som vid B. Denna situation ger upphov till ett två gånger dagligt tidvatten som uppvisar ojämna höjder i på varandra följande hög- eller lågvatten, eller i båda paren av tidvatten. Denna typ av tidvatten, som uppvisar en stark ojämlikhet under dygnet, kallas blandade tidvatten. (Se det mellersta diagrammet i figur 6.)

Slutligen, som visas i figur 5, kan man se att punkten C ligger under en del av tidvattenkraftshöljet. Ett halvt dygn senare, när denna punkt roterar till position C’, ser man dock att den ligger ovanför kraftkuvertet. På denna plats ger tidvattenkrafterna därför endast ett högvatten och ett lågvatten varje dag. Den resulterande dygnstyp av tidvatten visas i det nedre diagrammet i figur 6.

Kapitel 5 – Faktorer som påverkar tidvattnets lokala höjder och ankomsttider.