Этот неизвестный океан. Как работают приливы, рождаются шторма и живут невидимые создания в морских глубинах - Александр Осадчиев
Приливы, движение на месте
Выше мы поговорили про горизонтальные и вертикальные течения в океане, которые приводят к перемещению воды на большие расстояния. В океане есть и другие движения, которые, по сути, гоняют воду на одном месте, туда-обратно. Имя этим движениям – приливы. Главная сила, которая вызывает приливные колебания, – это притяжение морской воды Луной и Солнцем. Это единственное значимое движение океана, которое вызывается не солнечной радиацией (прямо или косвенно, например, из-за ветра, который образуется в результате неравномерного нагрева атмосферы), а имеет другой источник энергии. Из-за вращения Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца области наибольшего притяжения воды на Земле к этим космическим объектам все время смещаются, что и приводит к периодическим повышению и понижению уровня по всей площади Мирового океана. Движение по вертикали приводит к формированию и горизонтальных движений, приливных течений.
Рис. 17.Схема образования лунного прилива на Земле
Луна расположена ближе к Земле, чем Солнце, и ее приливообразующая сила примерно в два раза выше, чем у Солнца. Если бы Земля не вращалась и вся ее поверхность была покрыта океаном, то притяжение Луны образовало бы два возвышения поверхности океана: ровно напротив Луны и с противоположной стороны Земли. Из-за вращения Земли вокруг своей оси эти возвышения находятся в движении, поэтому в течение суток (а точнее, в течение лунных суток, которые чуть длиннее земных суток – 24 часа 50 минут) в каждую точку дважды приходит максимальное возвышение (прилив) и максимальное понижение (отлив).
Высокая вода прилива двигается в противоположную сторону относительно вращения Земли и поэтому замедляет его. Земные сутки по этой причине увеличиваются на 1,5 миллисекунды за столетие. Фактически энергия вращения Земли преобразуется в тепловую энергию при трении океанской воды о морское дно. То же самое происходит и с вращением Луны, несмотря на то, что на ней нет океана. Приливообразующая сила Земли влияет на твердую поверхность Луны, в результате чего вращение Луны вокруг своей оси синхронизировалось с ее вращением вокруг Земли. В результате этой синхронизации Луна обращена к Земле всегда одной и той же стороной. Замедление вращения Земли также приводит к постепенному отдалению орбиты Луны от Земли со скоростью около 4 сантиметров в год. Вот так движение вод Мирового океана оказывает значимое влияние на движение Земли и Луны.
Рис. 18.Сизигийный и квадратурный приливы
Влияние Солнца приводит к образованию то более сильных (сизигийных), то более слабых (квадратурных) приливно-отливных колебаний. При наиболее сильных сизигийных приливах Земля, Луна и Солнце выстраиваются в линию, и притяжение воды Солнцем усиливает притяжение Луной. В случае наибольшего квадратурного прилива Солнце притягивает участок океана, находящийся под прямым углом относительно линии между Землей и Луной, и влияние Луны ослабляется.
Из-за наличия суши, разных глубин в океане и влияния эффекта Кориолиса реальные приливные колебания в Мировом океане имеют гораздо более сложный вид. Удивительно, но в Мировом океане есть около 15 амфидромических точек, где приливные колебания отсутствуют. Приливные колебания обегают вокруг этих точек по часовой или против часовой стрелки. Приливы также очень малы в полуизолированных морях, до которых почти не доходят колебания из открытого океана. Так, например, в Черном и Балтийском морях амплитуда прилива не превышает нескольких сантиметров.
Рис. 19.Приливные колебания Мирового океан
В некоторых прибрежных зонах приливные колебания, наоборот, гораздо сильнее, чем в среднем в океане. Когда прилив загоняет воду из открытого моря в сужающийся залив, то из-за инерционности процесса уровень моря в вершине залива может резко увеличиваться. Если в открытом океане амплитуда прилива не превышает нескольких десятков сантиметров, то в некоторых заливах они могут быть больше 10 метров. Самые высокие приливы в России с амплитудой в 13 метров (как высота пятиэтажного дома) наблюдаются в Пенжинской губе, расположенной между полуостровом Камчатка и материком. Приливы в заливе Фанди, расположенном на атлантическом побережье Канады, еще выше – до 18 метров.
Приливные колебания уровня моря особенно хорошо заметны вблизи пологих берегов, когда каждые сутки большие прибрежные зоны осушаются и вновь заполняются морской водой. С одной стороны, это позволяет собирать морские организмы, живущие в приливно-отливной зоне, а с другой стороны – затрудняет судоходство. Именно поэтому прогнозирование приливных колебаний и приливных течений с античных времен было важнейшей прикладной задачей океанологии. Разобраться с этим удалось лишь к середине 18 века. Сейчас приливы и отливы – одно из самых хорошо изученных явлений в океане.
В некоторые порты в отлив даже нельзя войти, приходится ждать прилива, высокой воды. Но есть места, где приливы и отливы влияют на движение не только судов, но и наземного транспорта. Такие места называются отливными дорогами – это сухопутные дороги, которые проходимы только в отлив, а в прилив оказываются под водой. Самые знаменитые отливные дороги находятся в Англии и во Франции. Дорога Пассаж-дю-Гуа длиной 4 километра известна с XVII века. Проехать по ней можно дважды в день, в течение трех часов наиболее низкой воды, и только в хорошую погоду. В другое время или в шторм дорога затапливается водой. На дороге каждые 500 метров стоят вышки, на которых можно спастись в случае резкого ухудшения погоды. На этой дороге проводятся региональные соревнования по бегу и даже периодически проходит один из этапов велогонки «Тур де Франс». Брумвей, еще одна знаменитая отливная дорога в Великобритании, работает уже больше 600 лет. В отличие от Пассаж-дю-Гуа, который представляет собой путь с материка на остров, Брумвей – это дорога вдоль берега моря по мелководью, по которой удобно доехать на острова в дельте реки Крауч. Брумвей достаточно длинный, 8 километров, и открывается для проезда дважды в сутки на 6–7 часов.
Некоторые отливные дороги функционируют не каждый день, а только в периоды наиболее сильного отлива. В предельном случае приливная дорога открывается только несколько раз в год, что, например, происходит между двумя южнокорейскими островами – Чиндо и Модо. В честь такого события устраивается большой фестиваль. В России тоже есть знаменитая отливная дорога, которая, правда, представляет собой скорее отливную тропинку. Эта тропинка расположена во Владивостоке и соединяет маяк Токаревского с берегом. Во время отлива можно посуху дойти до маяка, но если пропустить время и не
