ПРИЛИВЫ и отливы
день те же фазы явления повторяются на 50 мин. позже, чем. накануне. Отсюда следует, что П. ио. могут приходиться на всевозможные часы солнечных суток и никакой прямой связи с Солнцем не обнаруживают. Наоборот, связь с Луной очевидна и была подмечена уже в древности: удвоенный период приливоц (24 час. 50 мин.) равен так наз. лунным суткам, т. е. промежутку времени между двумя прохождениями Луны через меридиан. Поэтому одни и те же фазы прилива соответствуют приблизительно одним и тем же положениям Луны (но не Солнца). В открытом океане один из двух ежедневных приливов наступает в то время, когда Луна занимает на небе самое высокое положение (верхняя кульминация). Отсюда давно возникла мысль, что сила, вызывающая прилив, есть притяжение Луны (Кеплер и др.). Но при этом оставался необъяснимым второй прилив, к-рый совпадает с самым низким положением Луны под горизонтом (ее нижней кульминацией) и указывает как будто на отталкивательное действие Луны. Поэтому Галилей не признавал связи между Луной и приливами и пытался объяснить их вращением Земли. Только открытие закона всемирного тяготения дало возможность Ньютону (1687) выяснить истинную причину явления. Силой, вызывающей П., является не притяжение Луны само по себе, а разность между силами, с к-рыми Луна действует на центр Земли и на ее водяную оболочку. Эта разность притяжений (геометрическая, т. е. определенная по правилу параллелограмма) и называется приливной силой, а производимое ею ускорение — приливным ускорением. Сила притяжения Луны быстро убывает с расстоянием; она имеет наибольшую величину в ближайшей к Луне точке земной поверхности А, наименьшую — в противоположной точке В. Поэтому точка А должна смещаться по направлению к Луне с наибольшим ускорением, точка В — с наименьшим. Это и происходит с жидкими, свободно движущимися частицами океана А — В. Но находящиеся рядом с ними твердые части морского дна или берега не могут стремиться к Луне с различными ускорениями. Они «падают» к Луне с тем же ускорением, какое имеет центр твердой, нерастяжимой Земли С. Это ускорение меньше ускорения точки А, но больше ускорения В, Таким образом, при общем движении к Луне частицы воды в точке А уйдут вперед относительно твердой Земли, и на этой стороне вода поднимется в виде приливного выступа с вершиной в точке А. Но такой же выступ поднимается в то же самое время и вокруг точки В, так как здесь частицы воды, в своем падении к Луне, отстанут от центра С почти настолько же, насколько в точке А они ушли вперед. В результате поверхность земного океана всегда имеет форму вытянутого эллипсоида, наибольшая ось которого направлена к Луне. Близ точек А и В наблюдается наибольший прилив, «полная вода», а на круге, проходящем посредине между точками А и В, наблюдается отлив, «малая вода». Благодаря вращению Земли приливные выступы образуются в каждый следующий момент в новых точках земной поверхности. В течение одного суточного обращения Луны (24 час. 50 мин.) они обойдут вокруг всего земного шара; за это время в каждом месте наступает два прилива и два отлива.
Таким образом, по мировому океану вечно бежит приливная волна (но не течение!) внаправлении, встречном вращению Земли (т. е. с В. на 3.). Период волны составляет 12 час.
25 мин., высота в открытом океане — не больше нескольких дециметров.
Элементарный подсчет величины действующих сил показывает, что: 1) наибольшая величина приливной силы обратно-пропорциональна кубу расстояния светила; 2) для Луны она лишь немного превышает одну 9-миллионную долю силы земной тяжести; 3) приливное ускорение Солнца составляет 4/9 приливного ускорения Луны. Поэтому солнечный прилив не наблюдается отдельно, а только изменяет высоту лунных приливов.
Явления П. и о. в действительности очень сложны.
Момент «полной воды» никогда не совпадает с моментом кульминации Луны, а всегда запаздывает вследствие трения при распространении приливных волн. Величина запоздания, называемого «прикладным часом», зависит от местных условий и может достигать многих часов.
От тех же условий зависит и высота, или, точнее, амплитуда прилива. Во внутренних морях, напр., в Черном и Балтийском, приливы почти незаметны. На островах среди океана амплитуда приливов несколько меньше 1 м и близка к теоретической. Наибольшие приливы бывают в сравнительно узких океанских проливах и бухтах.
Так, в горле Белого моря амплитуда достигает 6х/г м, в Гижигинской губе (Охотское море) — даже 11 м. Наибольшие приливы на Земле наблюдаются на севере Атлантического океана: в Гранвиле (Франция) — 12, 2 м, в бухте Фунди (Канада) — даже 16, 2 м. Но и в одном и том же месте высота прилива и величина прикладного часа все время меняются с различными периодами. Всего известнее месячное неравенство, происходящее от сложения лунного прилива со значительно более слабым солнечным приливом. Во время новолуний и полнолуний (т. н. сизигий) Луна и Солнце находятся на одной прямой, солнечный и лунный приливы наступают одновременно, высоты их складываются и наблюдается наибольший прилив.
Наоборот, когда Луна находится в первой или последней четверти (т. н. квадратуры), лунный прилив совпадает с солнечным отливом, высоты их вычитаются и получается наименьший прилив. Теоретическое отношение высот сизигийных и квадратурных приливов равно 13 : 5. Суточное неравенство вызывается изменением склонения Луны (т. е. ее расстояния от плоскости экватора). Когда Луна в экваторе, оба суточных прилива одинаковы. Когда Луна находится к северу (югу) от экватора, в Северном (Южном) полушарии, наибольший прилив наступает при верхней кульминации, а когда Луна к югу (северу), — при нижней. В некоторых местах это неравенство так велико, что там наблюдается в сутки один прилив и один отлив. Существуют еще неравенства, зависящие от изменения склонения Солнца (годичное неравенство), от изменения расстояния Луны и Солнца и др.
Теория и предсказание приливов.
Основанная Ньютоном и усовершенствованная, гл. обр., Д. Бернулли статическая теория П. рассматривала земной океан как жидкий вытянутый эллипсоид, всегда находящийся в равновесии под действием силы тяжести и приливных сил Луны и Солнца. Она объясняла лишь главные черты явления. Современная динамическая теория приливов создана Лапласом (см.) в 1799 и усовершенствована затем Эри. Лаплас, основываясь на законах гидродинамики, рассматривает приливы как колебательное (волнообразное) движение океана, покрывающего всю Землю, с периодами, равными периодам изменения действующих сил. Так как эта теория не учитывает влияния трения и распределения материков, то и она является лишь грубым приближением к действительности.
Тем не менее она позволяет предсказывать приливы с точностью, вполне достаточной для нужд мореплавания.
Прилив в данном месте рассматривается как сумма нескольких (иногда до 20 и больше) отдельных приливов, происходящих по закону простого колебания. Периоды всех колебаний получаются из теории, но для определения остальных элементов (амплитуды и эпохи) необходимы систематические наблюдения приливов. Когда эти постоянные выведены путем т. н. гармонического анализа наблюдений в данном месте, то для этого же места можно вычислить моменты наступления приливов и их высоту на будущее время. Для облегчения этих вычислений В. Томсон (лорд Кельвин) построил замечательный аппарат, гармонический приливопредсказатель, вычерчивающий кривую приливов в данной гавани на целый год в какие-нибудь полчаса.
Приливная сила вызывает приливы также в атмосфере и в твердом теле Земли. Атмосферные приливы выражаются в колебаниях высоты барометра порядка 0, 1 мм и не имеют значения.
Более важны, несомненно, обнаруженные приливы земной коры. Они доказывают, что Земля
