ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Припливи
         

     

    Географія

    Явище морських припливів було помічено дуже давно. У V столітті до нашої ери про нього вже писав давньогрецький історик Геродот. Тривалий час причини, що викликають припливи, залишалися незрозумілими. В давнину їх пояснювали диханням що живе в море божества Океана, або наслідком дихання планети.
    Висловлювалися й інші фантастичні припущення про природу припливів.
    Тим часом вже в дуже віддалені часи прості мешканці приморських земель не тільки знали про особливості припливів, але і пов'язували їх з положенням місяця. Давні фінікійці - найкращі мореплавці античного світу - були переконані, що три руху моря управляються Місяцем: одне з них можна спостерігати щодня, другий - щомісячно, третій - щорічно.

    На островах Самоа ще задовго до приходу туди європейців жителі заздалегідь дуже точно вираховували час припливів, керуючись положенням і фазами Місяця. На коралових рифах біля берегів Самоа у величезній кількості живуть морські черв'яки палоло - улюблені ласощі самоанці. Двічі на рік
    (у жовтні та листопаді) черв'яки залишають риф і спливають на поверхню моря, де їх і ловлять. Кожного разу палоло "приходять" серед ночі під час припливу на шосту добу після повного місяця і потім ще дві ночі поспіль. На Самоа не було календаря, не велося літочислення, але наглядові самоанці до довгоочікуваної ночі запасати мережі і кошики і ніколи не помилялися в термінах лову.

    З європейських вчених перший звернув увагу на зв'язок припливів з рухом Місяця філософ Р. Декарт (1596 - 1650). Він зауважив, що час настання припливів пов'язано з положенням нашого природного супутника над горизонтом, а амплітуда залежить від фази місяця. Зв'язок між Місяцем і приливами він встановив, а от правильно пояснити її не зміг. Відповідно до теорії Декарта
    Місяць, проходячи по небосхилу, тисне на повітря, що оточує Землю, а повітря, в свою чергу, тисне на воду, змушуючи її знижуватися. Теорія припливів
    Декарта була зовсім не схожа на панували в той час погляди
    Галілея на припливи.

    Галілей відмовився від ідеї Кеплера про гравітаційному тяжінні, яку він вважав що викликає жаль поступкою середньовіччя. (Кеплер у своїй
    "Нової астрономії" (1609г.), містила загальні міркування про силу тяжіння, пояснював припливи як результат гравітаційного тяжіння, з яким Місяць діє на поверхню океану.) Сам Галілей вірив, що припливи викликаються впливом обертання Землі на морі і що саме існування припливів є доказом того, що Земля рухається, і тим самим непрямим підтвердженням коперніковской системи. Теорія припливів Галілея була викладена ним в 1595г., і остаточний її варіант з'явився в 1632 р. в
    "Dealogi sopra i due massimi sismi del mondo, Tolecaico e Coperniciano".
    Галілей припустив, що в кожній точці земної поверхні відбуваються постійні зміни в швидкості, що залежать від того, чи збігаються напряму орбітального і осьового обертання Землі. Під орбітальним тут розумілося рух Землі навколо Сонця протягом року, а під осьовим -- обертання кожні 24 години навколо своєї осі. Зміни швидкості кожної окремої точки Землі викликають обурення у морському дні, які, передаючись воді, викликали припливи. Галілей намагався пояснити спостережувані часи і висоти припливів, також як і їх зміни від місця до місця, як результат обмежень, накладених на початкову силу, що спричинюється рухами Землі навколо Сонця і своєї осі, конфігурацією морського дна.

    Ці три підходи до пояснення походження морських припливів -- Галілеєм, Декарта і ранні версії гравітаційної теорії (найбільш повно викладені у Кеплера) були основним змістом "теорії" морських припливів в середині ХVII століття. Жодна з них ні тоді, ні через деякий час не змогла зайняти місце інший, і всі три мали своїх шанувальників і послідовників, також як і критиків. До цього пояснення пристрої
    Всесвіту, так само як морських припливів, довелося, однак, почекати до народження в Англії Ісаака Ньютона. Він зумів у своїх "Початках" не тільки сформулювати основні закони механіки, але і показати, як на їх основі можна пояснити багато загадкові явища, які спостерігаються на нашій планеті. У першу чергу це, мабуть, відноситься до пояснення припливів у Світовому океані. Теорія припливів Ньютона припускає, що в полі приливоутворюючої сили поверхню океану набуває фігуру рівноваги. Якщо вважати, що океан покриває тверду оболонку Землі безперервним шаром однакової глибини, то такий поверхнею буде еліпсоїд обертання - еліпсоїд припливу, велика вісь якого завжди спрямована на Місяць. Поверхня еліпсоїда двома виступами - "горбами" - піднімається вище середнього рівня спокою океану, а між ними широким поясом, що охоплює весь твердий куля, - пояс малих вод - лежить нижче середнього рівня. Еліпсоїд, слідуючи за місяцем, робить один оборот протягом місяця, а тверде тіло всередині еліпсоїда робить один оборот в добу, що і створює в кожній точці тіла періодичні коливання рівня приливного типу. Протягом доби Місяць просувається в ту ж сторону, що і Земля (при її обертанні) по своєму шляху на відстань, що відповідає 50 хвилин (Місяць обертається навколо Землі за
    271/3 дні). Тому від моменту однієї повної води до іншого має відбуватися не 12 годин, а 12 год 25 хв.

    Тому що Місяць має відмінювання, періодично змінюється в межах від
    23,5 ° S до 23,5 ° N, то більша вісь еліпсоїда змінно нахилена до площині екватора. Це і створює добове нерівність припливу в амплітудах і часи. Іноді це призводить до повної зміни картини припливу. На паралелі вже буде спостерігатися лише одна повна вода в добу. Приплив з півдобовий (дві повні і дві малі води на добу) стає добовим. Ньютон зміг дати цілком закінчену пояснення такої трансформації припливів, і це було його перше теорією так званих нерівностей припливу.

    Ньютон не випустив з виду, що Сонце, з точки зору механізму виникнення приливоутворюючої сил, також повинно приводити до аналогічних ефектів, що і дія Місяця. У певному сенсі його дія повинна бути навіть простіше. Адже обертання землі складає 24 години (а не 24 год 50 хв як у
    Місяця), так що сонячний приплив буде мати період дорівнює точно 12 ч.
    Щоправда, він може поступатися за потужністю місячним і незважаючи на те, що маса
    Сонця більше маси Місяця, так що притягати водні частинки воно має сильніше. Це було б так, якби не величезна різниця у відстанях від
    Землі до Місяця і до Сонця. Розрахунок сонячного еліпсоїда, зроблений
    Ньютоном, показав, що величини сонячного припливу в 2,17 разів менше місячного. Маючи тепер два рівноправних еліпсоїда: сонячний і місячний,
    Ньютон зміг дати цілком наочне пояснення сізігійним і квадратурні припливам. Коли обидва еліпсоїда складаються, тобто коли приливоутворюючої сили Місяця і Сонця діють в одному напрямку (а це буває в сізігіі -- при повному місяці або Молодика), то висока вода максимальна. У квадратурі, навпаки, вона є мінімальною (сонячний еліпсоїд "віднімається" з місячного).

    Ньютону вдалося також зауважити, що такі важливі астрономічні ефекти як зміна відстані Місяця від Землі протягом місяця і відстані від Землі до Сонця протягом року приведуть, природно, до відповідної зміни величин приливоутворюючої сил і до особливих долгоперіодним аномалій у ході припливів. Останні носять назви параллактичний нерівностей, наявність яких було також пояснено Ньютоном.

    Ньютон виявив, що в рамках його теорії шляхом урахування змін в склонениях Місяця і Сонця можна пояснити і такий здавалося б малозначний факт, помічений вже на той час спостерігачами, що у різних місцях вечірній приплив вище, ніж ранковий в один час року, і нижче в інше. Оскільки між весняним і осіннім рівноденням Сонце має північне відмінювання (місячна орбіта майже не змінює свого відмінювання щодо сонця), то лінія з центру Землі до Місяця завжди буде на сонячній стороні, тобто в північних широтах. Ця лінія - ось приливного еліпсоїда, так що влітку денний приплив вище нічного, а взимку коли схилення Сонця південне - навпаки.

    Доводиться лише дивуватися, як Ньютон зміг в той час пояснити практично всі основні особливості припливів. Мабуть, добре знання астрономії дозволило йому відразу вловити причини аномалій припливів, пов'язані зі зміною в часі взаємного розташування Землі, Сонця і Місяця.

    Теорія морських припливів, створена Ньютоном і відома в даний час під назвою статична (тому що передбачалося існування рівноважного еліпсоїда в кожний момент часу), відкрила всім очі на природу припливів та їх особливості. Це було блискучим досягненням. Але ось один факт з приливних спостережень не міг не бентежити Ньютона і послужив зародком подальшого розвитку теорії припливів. Факт цей полягав у тому, що спостерігаються припливи могли сильно запізнюватися або навпаки випереджати статичні припливи.

    Щоб пояснити невідповідності, зазначені в статичної теорії, динамічна теорія припливу розглядає явище не в статиці, а в русі, як хвилю. Ця теорія була висунута П. Лапласа (1749 - 1827), розвивалася Дж. Ері, Дж. Дарвіном, А. Дудсоном і продовжує удосконалюватися.

    У 1773 - 1775 рр.. у своїй знаменитій праці "Небесна механіка" Лаплас вперше сформулював динамічні рівняння руху рідини під дією приливоутворюючої (періодичних) сил. Основна відмінність динамічної теорії від статичної полягало в тому, що не була потрібна миттєва реакція рідини на дію приливоутворюючої сил Ньютона.
    Природно, що як окремий випадок з динамічної теорії повинна була утворюватися статична. Лапласа у своїй теорії вдалося показати те, що пройшло повз Ньютона, а саме, вирішальну роль у характері припливів глибини водойм, оскільки період вільних коливань приливних хвиль залежить від неї. Лаплас зробив перші спроби застосування теорії до даних спостережень над приливами у французькому порту Брест, тому що йому було ясно, що успіхи у передбаченні припливів тепер повинні залежати від розуміння гідродинаміки більше, ніж від знання астрономії. У Бресті з 1711 до 1715 проводилися досить детальні спостереження над коливаннями рівня моря. Але вони були далекі від досконалості. А нові спостереження, ініційовані Лапласа, почалися лише в 1806 р. Таким чином, епоха, коли спостереження над морськими приливами стали використовувати для перевірки теорії, почалася тільки з ХIХ століття.
    Для практичної діяльності людини, зокрема для судноводіння, дуже важливо заздалегідь знати рівень води в будь-який час доби й у будь-якому місці. Для цього створюються спеціальні карти і таблиці припливів. З ініціативи англійця Уевелла в 1834 р. протягом двох тижнів були зроблені спостереження над приливами і відливами по всьому узбережжю Великобританії та Ірландії, а потім вони були повторені в червні 1835 р., причому в той же самий час проводилися спостереження від м. Нордкап до Гібралтарської протоки і від гирла річки Св. Лаврентія до гирла Міссісіпі. Така програма спостережень була наслідком того, що Уевелл вирішив побудувати фактично першу карту припливів у Світовому океані. У 1833 р. в "Філософські праці" ця картка була опублікована як додаток до його статті "Досвід побудови першої карти котідальних ліній ". Котідальние лінії, як пише Уевелл, ті, які з'єднують точки, в яких в один і той же час відзначається висока вода.
    Вони показують гребінь приливної хвилі і тим самим дають відомості про прикладному годині (час між проходженням Місяця через меридіан і моментом настання повної води) в різних місцях. Перші таблиці припливів були складені в 1870 р. англійським вченим У. Кельвіна.
    Величина і характер припливів в різних частинах узбережжя Світового океану залежать від конфігурації берегів, кута нахилу морського дна і від ряду інших причин. Найбільш типово вони проявляються на відкритому узбережжі океану.
    Проникнення приливних хвиль у внутрішні моря утруднене, і тому амплітуда припливів у них невелика.
    Вузькі мілководні Датські протоки надійно затуляють від припливів Балтійське море. Теоретичні розрахунки показують, що амплітуда коливання висоти рівня води в Балтиці дорівнює приблизно 10 сантиметрів, але побачити ці припливи практично неможливо, тому що вони повністю стираються коливаннями рівня води під впливом вітру або змінами атмосферного тиску. Ще більш надійно захищені від приливної хвилі наші південні моря - Чорне та
    Азовське, що повідомляються з водами Світового океану через ряд вузьких проток, і внутрішні Егейське та Середземне моря. Якщо різниця в рівні води під час припливу і відпливу на атлантичному березі Іспанії поблизу Гібралтару досягала 3 метрів, то в Середземному морі біля самого протоки вона дорівнює лише
    1,3 метра. В інших частинах моря припливи ще менш значні і зазвичай не перевищують 0,5 метра. В Егейському морі і протоках Босфор і Дарданелли приливна хвиля ще сильніше згасає. Тому в Чорному морі коливання рівня води під впливом припливів менше 10 сантиметрів. В Азовському морі, з'єднаний з Чорним лише вузьким Керченською протокою, амплітуда припливів близька до нуля.
    З цієї ж причини дуже невеликі припливи і в Японському морі - тут вони ледь сягає 0,5 метра.
    Якщо у внутрішніх морях величина припливів в порівнянні з відкритим узбережжям океану зменшена, то в затоках і бухтах, що має з океаном широке повідомлення, вона зростає. У такі затоки приливна хвиля входить вільно. Водні маси спрямовуються вперед, але, стиснення звужуючими берегами і не знаходячи виходу, піднімаються вгору і заливають сушу на значну висоту.
    Біля входу в Біле море, в так називані лійки, припливи майже такі ж, як і на узбережжі Баренцева моря, тобто, рівні 4 -5 метрам. На мисі
    Канин Ніс вони навіть не перевищують 3 метрів. Проте, входячи в поступово звужується Воронку Білого моря, приливна хвиля стає все вище і в
    Мезенська затоці досягає вже десятиметрової висоти.
    Ще більш значний підйом рівня води в самій північній частині Охотського моря. Так, біля входу в затоку Шеліхова рівень моря піднімається рівень води піднімається до 4
    -5 Метрів, у Кутовий ж (найбільш віддаленій від моря) частини затоки зростає до 9,5 метра, а в Пенжінской губі сягає майже 13 метрів!
    Дуже великі припливи в Ла-Манші. Англійською його узбережжі в маленькому затоці Лайм вода в сізігій піднімається до 14,4 метра, а французькою, у містечка Гранвіль, навіть на 15 метрів.
    Граничних величин приливи досягають на деяких ділянках атлантичного узбережжя Канади. У протоці Фробішер (він знаходиться біля входу в Гудзонову протока) - 15,6 метра, а в затоці Фанди (поблизу кордону США) - цілих 18 метрів.
    Іноді вплив морських припливів видно і на річках. У гирлову область приливна хвиля приходить з відкритих районів океану або моря. У міру наближення до берега рівень підвищується, а профіль приливної хвилі під впливом зменшення глибини та особливостей конфігурації берега деформується. На взморье її передній схил стає крутіше заднього. Від гирлового узмор'я приливна хвиля проникає в руслових систему річки. Більше солона вода по дну річкового русла, подібно до клину, стрімко рухається проти течії. Зіткнення двох зустрічних потоків, морського та річкового, викликає утворення крутого валу, що отримав назву бору. У річці
    Цаньтанцзян, що впадає в Східно-Китайське море на південь від Шанхаю, бор досягає висоти 7 - 8 метрів, а крутизна хвилі дорівнює 70 градусів. Ця страшна водяна стіна зі швидкістю 15 - 16 кілометрів на годину проноситься вгору по річці, розмиваючи берега і загрожуючи потопити будь-яке судно, вчасно не укрившееся в спокійному затоні. Потужним бором славиться і найбільша річка
    Південної Америки - Амазонка. Там хвиля заввишки 5 - 6 метрів поширюється вгору по річці на три тисячі кілометрів від океану. На Меконг хвилі припливу поширюються до 500 км, на Міссісіпі - до 400 км, на Північній Двіні -- до 140 км. Приплив несе з собою осолоненние води в річку. При цьому на устьевой ділянці річки відбувається або повне, або часткове змішання річкових і солоних морських вод, або має місце стратифікованому стан, коли спостерігається велика відмінність солоності поверхневих і підстилаючих їх вод. Солоні води проникають у гирлі річки тим далі, ніж більше глибина русла і щільність (солоність) морської води і менше витрата річкових вод.
    Крім зміни рівня припливи супроводжуються переміщенням вод - приливними течіями. Це періодичні течії. Вони виникають з початком припливу, припиняються на дуже короткий час після закінчення відпливу. У гирлах річок швидкість приливного течії 5 - 10 м/с, н?? в конкретних районах спостерігаютьсята інші величини.
    У зимовий час приливно-відливних явища, перемішують водні маси, якправило, затримують початок льодоутворення. Проте надалі припливи -відливних явища невпинно зламують крижаний покрив, причому навідкриваються просторах чистої води відбувається інтенсивне льодоутворення,внаслідок чого загальна кількість криги збільшується.
    Перш приливно-відливних явища призводили лише до руйнувань або створюваливідомі незручності. Вивчивши їх природу, людина почала використовувати цюпоки що майже неприборкану силу. Так побудована полуексперіментальная
    Кислогубська приливна електростанція (ВЕЗ). Існують проектибудівництва ПЕС в Мезенська затоці Білого моря та інших місцях.


         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !