40. Что такое приливы и приливные течения. Какими элементами они определяются.

Движение частиц по орбитам дает представление о двух формах приливных явлений. Приливы - проекции движения частиц по их орбитам на вертикальную ось характеризуют вертикальные колебания водных масс. Проекции движения на горизонтальную ось определяют возвратно-поступательные движения частиц воды — приливные течения, которые характеризуются направлением и скоростью. Вследствие периодического изменения взаимного положения Земли, Луны и Солнца приливы и приливные течения носят периодический характер. Существенное влияние на величину и характер приливных явлений оказывают физико-географические условия — очертания берегов, рельеф дна, размеры водного бассейна и его связь с другими частями океана. В силу этого приливные явления на одной и той же широте меняются по своим характеристикам и величинам в весьма широких пределах. Обе стороны приливного явления взаимосвязаны между собой, так как они вызваны одними космическими силами. Однако между ними имеются и значительные различия, поэтому их обычно рассматривают раздельно. Элементы прилива и приливных течений. В приливных колебаниях уровня воды на протяжении одних суток выделяют следующие элементы Максимальный уровень в продолжение одного периода приливных колебаний — полная вода (ПВ), наинизший уровень за этот же период малая вода (МВ). Разность уровней соседних полной и ма-лой вод — величина прилива. Высота полной или малой воды от среднего приливного уровня — амлитуда прилива. Положение приливного уровня по отношению к нулю глубин — высота прилива. Промежуток времени между моментом наступления малой воды и моментом наступления полной воды — продолжительность роста уровня. Промежуток времени между моментом наступления полной воды и моментом наступления последующей малой воды — продолжительность падения уровня. Промежуток времени между моментами двух соседних полных или двух соседних малых вод — период прилива. Разность между моментом времени кульминации Луны на меридиане места и моментом наступления ближайшей полной воды — лунный промежуток. Средний из лунных промежутков не менее чем за половину лунного месяца — средний прикладной час. Средний из лунных промежутков в полнолуние и новолуние при среднем расстояний Земли от Луны и Солнца и при нулевых склонениях Луны и Солнца — прикладной час порта. По характеру изменения уровня приливы разделяются на правильные и неправильные. При правильном приливе продолжительность роста и падения, высоты последующих малых и полных вод почти одинаковы, при неправильном могут значительно отличаться. По периодичности приливы подразделяются на полусуточные, суточные и смешанные. При полусуточном приливе в течение лунных суток (21 ч 50 мин) наблюдаются две полные и две малые воды, при суточном приливе — одна пол ная и одна малая вода. Смешанные приливы являются неправильными полусуточными или суточными.

40. В чем заключаются особенности приливных колебаний.

В основе построения теории приливов лежит закон всемирного тяготения Ньютона, приложимый для любых материальных тел:

Из теории тяготения известно, что первое из этих тел притягивается вторым с силой, обратнопропорциональной квадрату расстояния. Эта сила притяжения складывается из сил, с которыми второе тело притягивает каждую частицу первого. Для наглядности, пусть этим вторым телом является Луна. Разные частицы Земли притягиваются Луной с разной силой. Приливы возникают из-за приливообразующих сил. Разные части Земли по разному подвергаются притяжению Луны: сторона, повернутая к Луне, - в большей степени, обратная сторона- в меньшей, так как дальше находится от нашего спутника. В результате, разные части Земли стремятся прийти в движение в направлении Луны с разными скоростями. Поверхность, обращенная к Луне, вздувается, центр Земли смещается меньше, а противоположная поверхность вовсе отстает, и с этой стороны тоже образуется вздутие - из-за "отставания". Приливообразующей силой называется векторная разность сил притяжения небесным светилом какой-либо частицы небесного тела и частицы такой же массы, находящейся в его центре.

42. Какие существуют неравенства приливов. Неравенства в явлении приливов: суточные, полумесячные, месячные (параллактические) и длиннопериодные. Всегда имеющаяся большая или меньшая разность высот двух последовательных полных или двух последовательных малых вод называется суточным неравенством в высоте приливов. Это неравенство проявляется также во времени наступления приливов относительно моментов верхней и нижней кульминации Луны. Постепенное изменение характеристик приливных колебаний уровня и приливных течений, наблюдающихся от суток к суткам с полумесячной периодичностью, называется полумесячным неравенством приливов. Месячные неравенства обусловлены изменением расстояния от Земли до Луны. Так как Луна обращается вокруг Земли не по идеальному кругу, а по эллипсу, то Луна то ближе к Земле, то дальше от нее. Период обращения Луны вокруг Земли называется аномалистическим месяцем и равен 27.55 суток. Для количественной оценки расстояния между Землей и Луной служит угловой показатель - горизонтальный параллакс Луны, поэтому месячные неравенства называют также параллактическими.

42. В чем заключаются особенности приливных явлений. В прибрежной зоне, узкостях и на реках.

Особенности приливов и приливных течений у побережья. Теоретические расчеты и натурные наблюдения показывают, что вдали от берегов и у отдельных океанических островов приливные колебания имеют величину порядка одного метра. Незначительными по скорости являются и приливные течения. На величину приливов в прибрежной зоне большое влияние оказывают малые глубины, а также конфигурация берегов. Установлена общая закономерность, что при уменьшении глубины моря на 50 % на пути распространения приливной волны длина и скорость ее уменьшаются на 29 %, а высота увеличивается на 20 %. Вот. почему у побережий, где глубины заметно уменьшаются, величины приливов достигают 2—6 м. Малые глубины оказывают влияние на моменты наступления прилива, а в отдельных случаях и на изменения его характера. Гребень приливной волны на мелководье распространяется быстрее, чем подошва, вследствие чего продолжительность роста уровня больше, чем продолжительность падения. Глубина моря и характер рельефа дна в прибрежной зоне оказывают влияние на изменение времени смены и скорость приливных течений. При значительных глубинах моря большая ось приливной орбиты располагается параллельно поверхности моря. Приливные явления в узостях. В заливах и проливах на характер приливных явлений большое влияние оказывают конфигурация берегов и рельеф дна. Поэтому в более глубокой части бассейна полная вода наступает раньше, чем у берегов, и соответственно возникает неодновременность смены прилива. Так, когда в средней части залива или пролива наступает отлив, у берегов еще может продолжаться прилив. Когда приливная волна входит в залив с постепенно уменьшающимися глубинами и сужающимися берегами, то с уменьшением глубины и одновременно ширины залива в два раза величина прилива возрастает на 70 %. В отдельных длинных узких заливах наблюдается аномально большая величина прилива. Незначительные приливы наблюдаются в так называемых внутренних морях, т. е. таких, которые далеко вдаются в сушу и соединены с океаном узкими и мелководными проливами. В таких бассейнах воздействие приливных колебаний прилегающей части океана почти не сказывается. Здесь решающим в образовании приливов являются собственные вынужденные колебания с периодом, равным периоду приливообразующей силы. На характер движения приливных течений также большое влияние оказывают очертания берегов. В средних частях широких проливов и заливов направления приливных течений ежечасно изменяются за период прилива. При этом скорости их незначительно отличаются друг от друга. Такие приливные течения называются вращательными. В узких длинных проливах и заливах наблюдаются реверсивные приливные течения. Наиболее характерный признак такого приливного течения — отсутствие постепенной смены направления течения. Особенности приливных явлений в реках. Многие морские порты расположены в устьях рек, где приливные явления носят специфический характер. Очень часто приливная волна, входя в реку, распространяется по ней на значительные расстояния. Малые глубины, уклон дна и наличие собственного течения реки создают препятствия для нормального распространения приливной волны вверх по реке. Особенное замедление в своем распространении испытывает подошва приливной волны. Вследствие этого по мере распространения вверх по реке расстояние между гребнем и предшествующей подошвой постепенно уменьшается и время падения уровня становится значительно меньше, чем время роста. Неодинаковая скорость распространения гребня и подошвы приливной волны в реках вызывает явления, носящие название «бор» или «маскарэ». Явление бора заключается в том, что после малой воды передний склон входящей в реку приливной волны становится очень крутым. Такая волна высотой 1—3 м с большой скоростью, достигающей в отдельных случаях 9— 11 уз, распространяется вверх по реке, рассыпается на мелких местах пенистым гребнем, что иногда сопровождается сильным шумом. При дальнейшем повышении уровня бор прекращается. Очевидно, что скорость приливного течения меньше отливного, которое совпадает по направлению с течением реки. Одновременно скорость приливного течения в реке зависит от высоты прилива.