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Gezeiten

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Gezeiten (von niederdeutschem 'tiet' = 'Zeit') sind der Anstieg und Fall von Meeresspiegeln, die durch die vereinigten Effekten der Gravitationskräfte verursacht sind, die durch den Mond und die Sonne und die Folge der Erde ausgeübt sind.

Die meisten Plätze im Ozean erfahren gewöhnlich zwei Hochwasser und zwei niedrige Gezeiten jeden Tag (halbtägliche Gezeiten), aber einige Positionen erfahren nur einen hoch und niedrige Gezeiten jeden Tag (tägliche Gezeiten). Die Zeiten und der Umfang der Gezeiten an der Küste sind unter Einfluss der Anordnung der Sonne und des Monds durch das Muster von Gezeiten im tiefen Ozean und durch die Gestalt der Tiefseemessung der Küstenlinie und nahen Küste (sieh Timing).

Gezeiten ändern sich auf Zeitskalen im Intervall von Stunden zu Jahren wegen zahlreicher Einflüsse. Um genaue Aufzeichnungen zu machen, messen Gezeiten-Maße an festen Stationen den Wasserspiegel mit der Zeit. Maße ignorieren Schwankungen, die durch Wellen mit Perioden kürzer verursacht sind als Minuten. Diese Daten sind im Vergleich zur Verweisung (oder Gegebenheit) Niveau gewöhnlich genannter Mittelmeeresspiegel.

Während Gezeiten gewöhnlich die größte Quelle von Kurzzeitmeeresspiegel-Schwankungen sind, sind Meeresspiegel auch Kräften wie Wind und barometrische Druck-Änderungen unterworfen, auf Sturmfluten besonders in seichten Meeren und in der Nähe von Küsten hinauslaufend.

Gezeitenphänomene werden auf die Ozeane nicht beschränkt, aber können in anderen Systemen vorkommen, wann auch immer ein Schwerefeld, das sich rechtzeitig und Raum ändert, da ist. Zum Beispiel wird der feste Teil der Erde durch Gezeiten betroffen, obwohl das nicht so leicht gesehen wird wie die Wassergezeitenbewegungen.

Eigenschaften

Gezeiten-Änderungen gehen über die folgenden Stufen weiter:

Meeresspiegel erhebt sich im Laufe mehrerer Stunden, die Zwischengezeitenzone bedeckend; Flut.
Das Wasser erhebt sich zu seinem höchsten Niveau, Hochwasser erreichend.
Meeresspiegel fällt im Laufe mehrerer Stunden, die Zwischengezeitenzone offenbarend; Ebbe.
Das Wasser hört auf, zu fallen, niedrige Gezeiten erreichend.

Gezeiten erzeugen schwingende als Gezeitenströme bekannte Ströme. Der Moment, den der Gezeitenstrom aufhört, wird lockeres Wasser oder lockere Gezeiten genannt. Die Gezeiten kehren dann Richtung um und werden gesagt sich zu drehen. Lockern Sie sich Wasser kommt gewöhnlich in der Nähe von Hochwasser und niedrigem Wasser vor. Aber es gibt Positionen, wo sich die Momente von lockeren Gezeiten bedeutsam von denjenigen von hohem und niedrigem Wasser unterscheiden.

Gezeiten sind meistens (zwei Hochwasser und zwei niedriges Wasser jeden Tag) halbtagaktiv, oder (ein Gezeitenzyklus pro Tag) tagaktiv. Die zwei Hochwasser an einem gegebenen Tag sind normalerweise nicht dieselbe Höhe (die tägliche Ungleichheit); das sind das höhere Hochwasser und das niedrigere Hochwasser in Gezeiten-Tischen. Ähnlich ist das zwei niedrige Wasser jeden Tag das höhere niedrige Wasser und das niedrigere niedrige Wasser. Die tägliche Ungleichheit entspricht nicht und ist allgemein klein, wenn der Mond über den Äquator ist.

Gezeitenbestandteile

Gezeitenänderungen sind das Nettoergebnis von vielfachen Einflüssen, die im Laufe unterschiedlicher Perioden handeln. Diese Einflüsse werden Gezeitenbestandteile genannt. Die primären Bestandteile sind die Folge der Erde, die Positionen des Monds und der Sonne hinsichtlich der Erde, die Höhe des Monds (Erhebung) über dem Äquator der Erde und Tiefseemessung.

Schwankungen mit Perioden weniger als ein halber Tag werden harmonische Bestandteile genannt. Umgekehrt werden Zyklen von Tagen, Monaten oder Jahren Bestandteile des langen Zeitraumes genannt.

Die Gezeitenkräfte betreffen die komplette Erde, aber die Bewegung der festen Erde ist nur Zentimeter. Die Atmosphäre ist viel mehr flüssig und so seine Oberflächenbewegungskilometer im Sinne des Kontur-Niveaus eines besonderen Tiefdrucks in der Außenatmosphäre komprimierbar.

Halbtäglicher Hauptmondbestandteil

In den meisten Positionen ist der größte Bestandteil das "Rektor Mond-halbtagaktiv", auch bekannt als der M2 (oder M) Gezeitenbestandteil. Seine Periode ist ungefähr 12 Stunden und 25.2 Minuten, genau ein halber Gezeitenmondtag, der die durchschnittliche Zeit ist, einen Mondzenit vom folgenden trennend, und so die für die Erde erforderliche Zeit ist, einmal hinsichtlich des Monds zu rotieren. Einfache Gezeiten-Uhren verfolgen diesen Bestandteil. Der Mondtag ist länger als der Erdtag, weil die Mondbahnen in derselben Richtung die Erde spinnen. Das ist der Minute analog geben eine Bewachung weiter, die die Stunde-Hand an 12:00 und andererseits an ungefähr 1:05½ (nicht an 1:00) durchquert.

Die Mondbahnen, die die Erde in derselben Richtung wie die Erde auf seiner Achse rotieren lässt, so braucht man ein bisschen mehr als einen Tag — ungefähr 24 Stunden und 50 Minuten — für den Mond, um zu derselben Position im Himmel zurückzukehren. Während dieser Zeit ist es oberirdisch (Höhepunkt) einmal und unter den Füßen einmal gegangen (in einem Stunde-Winkel von 00:00 und 12:00 beziehungsweise), so in vielen Plätzen ist die Periode des stärksten Gezeitenzwingens das obengenannte erwähnte, ungefähr 12 Stunden und 25 Minuten. Der Moment von höchsten Gezeiten ist nicht notwendigerweise, wenn der Mond zum Zenit oder Nadir am nächsten ist, aber die Periode des Zwingens bestimmt noch die Zeit zwischen dem Hochwasser.

Weil das durch den Mond geschaffene Schwerefeld mit der Entfernung vom Mond schwach wird, übt es eine ein bisschen stärkere Kraft auf die Seite der Erde aus, die dem Mond gegenübersteht als Durchschnitt und einer ein bisschen schwächeren Kraft auf der Gegenseite. Der Mond neigt so dazu, die Erde ein bisschen entlang der Linie "zu strecken", die die zwei Körper verbindet. Die feste Erde deformiert wenig, aber Ozeanwasser, Flüssigkeit seiend, ist viel mehr als Antwort auf die Gezeitenkraft besonders horizontal bewegungsfrei. Weil die Erde, der Umfang und die Richtung der Gezeitenkraft an jedem besonderen Punkt auf der Oberflächenänderung der Erde ständig rotiert; obwohl der Ozean nie Gleichgewicht erreicht — gibt es nie Zeit für die Flüssigkeit, um zum Staat "aufzuholen", den es schließlich erreichen würde, wenn die Gezeitenkraft unveränderlich wäre — verursacht die sich ändernde Gezeitenkraft dennoch rhythmische Änderungen in der Seeoberflächenhöhe.

Halbtägliche Reihe-Unterschiede

Wenn es zwei Hochwasser jeden Tag mit verschiedenen Höhen gibt (und zwei niedrige Gezeiten auch verschiedener Höhen), wird das Muster halbtägliche Mischgezeiten genannt.

Reihe-Schwankung: Frühlinge und Nippfluten

Die halbtägliche Reihe (der Unterschied in der Höhe zwischen hohem und niedrigem Wasser ungefähr ein halber Tag) ändert sich in einem zweiwöchigen Zyklus. Ungefähr zweimal pro Monat um den neuen Mond und Vollmond, wenn die Sonne, der Mond und die Erde eine Linie bilden (eine Bedingung bekannt als syzygy) verstärkt die Gezeitenkraft wegen der Sonne das wegen des Monds. Die Reihe der Gezeiten ist dann an seinem Maximum: Das wird die Springflut, oder gerade Frühlinge genannt. Es wird nach der Jahreszeit, aber wie dieses Wort nicht genannt, ist auf die Bedeutung "Sprung, Platzen hervor, Anstieg" als in einem natürlichen Frühling zurückzuführen.

Wenn der Mond am ersten Viertel oder dem dritten Viertel ist, werden die Sonne und der Mond durch 90 °, wenn angesehen, von der Erde getrennt, und die Sonnengezeitenkraft annulliert teilweise den Mond. An diesen Punkten im Mondzyklus ist die Reihe der Gezeiten an seinem Minimum: Das wird die Nipptide oder Nippfluten (ein Wort des unsicheren Ursprungs) genannt.

Springfluten laufen auf Hochwasser hinaus, die höher sind als durchschnittliches, niedriges Wasser, das weniger als im Durchschnitt ist, '' Wasserzeit lockern Sie, die kürzer ist als durchschnittliche und stärkere Gezeitenströme als Durchschnitt. Nippfluten laufen auf weniger äußerste Gezeitenbedingungen hinaus. Es gibt über einen siebentägigen Zwischenraum zwischen Frühlingen und Nippfluten.

Mondhöhe

Die sich ändernde Entfernung, die den Mond und die Erde auch trennt, betrifft Gezeiten-Höhen. Wenn der Mond, an der Erdnähe, den Reihe-Zunahmen am nächsten ist, und wenn es am Apogäum ist, weicht die Reihe zurück. Alle 7½ lunations (die vollen Zyklen vom Vollmond bis neuen dem vollen), Erdnähe fällt entweder mit einem neuen Verursachen oder mit Vollmond-Verursachen perigean Springfluten mit dem größten Tidehub zusammen. Wenn sich ein Sturm zufällig landwärts in dieser Zeit bewegt, können die Folgen (Sachschaden, usw.) streng sein.

Tiefseemessung

Die Gestalt der Uferlinie und des Ozeanbodens ändert die Weise, wie sich Gezeiten fortpflanzen, also gibt es keine einfache, allgemeine Regel, die die Zeit von Hochwasser von der Position des Monds im Himmel voraussagt. Küsteneigenschaften wie Unterwassertiefseemessung und Küstenlinie-Gestalt bedeuten, dass individuelle Positionseigenschaften Gezeiten-Vorhersage betreffen; wirkliche Hochwasser-Zeit und Höhe können sich von Mustervorhersagen wegen der Effekten der Küstenmorphologie auf den Gezeitenfluss unterscheiden. Jedoch für eine gegebene Position ist die Beziehung zwischen der Mondhöhe und die Zeit von hohen oder niedrigen Gezeiten (der lunitidal Zwischenraum) relativ unveränderlich und voraussagbar, wie die Zeit von hohen oder niedrigen Gezeiten hinsichtlich anderer Punkte auf derselben Küste ist. Zum Beispiel kommt das Hochwasser an Norfolk, Virginia, wie vorherzusehen war etwa zweieinhalb Stunden vor, bevor der Mond direkt oben geht.

Landmassen und Ozeanwaschschüssel-Tat als Barrieren gegen Wasser, das sich frei um den Erdball, und ihre verschiedenen Gestalten und die Größen bewegt, betreffen die Größe von Gezeitenfrequenzen. Infolgedessen ändern sich Gezeitenmuster. Zum Beispiel, in den Vereinigten Staaten, hat die Ostküste vorherrschend halbtägliche Gezeiten, wie Europas Atlantische Küsten tun, während die Westküste vorherrschend Gezeiten gemischt hat.

Andere Bestandteile

Diese schließen Sonnengravitationseffekten, die Schiefe (Neigung) des Äquators der Erde und Rotationsachse, der Neigung des Flugzeugs der Mondbahn und der elliptischen Gestalt der Bahn der Erde der Sonne ein.

Zusammengesetzte Gezeiten (oder Übergezeiten) ergeben sich aus der Seicht-Wasserwechselwirkung seiner zwei Elternteilwellen.

Phase und Umfang

Weil die M Gezeitenbestandteil in den meisten Positionen vorherrscht, sind die Bühne oder Phase Gezeiten, angezeigt zu dieser Zeit in Stunden nach Hochwasser, ein nützliches Konzept. Gezeitenbühne wird auch in Graden mit 360 ° pro Gezeitenzyklus gemessen. Linien der unveränderlichen Gezeitenphase werden cotidal Linien genannt, die Höhenlinien der unveränderlichen Höhe auf topografischen Karten analog sind. Hochwasser wird gleichzeitig entlang den cotidal Linien erreicht, die sich von der Küste in den Ozean und die cotidal Linien (und folglich Gezeitenphasen) Fortschritt entlang der Küste ausstrecken. Halbtägliche und lange Phase-Bestandteile werden von Hochwasser gemessen, von der maximalen Flut tagaktiv. Das und die Diskussion, die folgt, sind nur für einen einzelnen Gezeitenbestandteil genau wahr.

Für einen Ozean in Form einer kreisförmigen durch eine Küstenlinie eingeschlossenen Waschschüssel weisen die cotidal Linien radial nach innen hin und müssen sich schließlich an einem allgemeinen Punkt, dem Amphidromic-Punkt treffen. Der Amphidromic-Punkt ist sofort cotidal mit hohem und niedrigem Wasser, der durch die Nullgezeitenbewegung zufrieden ist. (Die seltene Ausnahme kommt vor, wenn die Gezeiten eine Insel umgeben, wie es um Neuseeland, Island und Madagaskar tut.) Gezeitenbewegung vermindert allgemein das Abrücken von Kontinentalküsten, so dass die Überfahrt der cotidal Linien Konturen des unveränderlichen Umfangs ist (Hälfte der Entfernung zwischen hohem und niedrigem Wasser), die zur Null am Amphidromic-Punkt abnehmen. Für halbtägliche Gezeiten kann vom Amphidromic-Punkt grob wie das Zentrum eines Uhr-Gesichtes mit der Stunde-Hand gedacht werden, die in der Richtung auf das Hochwasser cotidal Linie hinweist, die direkt gegenüber dem niedrigen Wasser cotidal Linie ist. Hochwasser rotiert über den Amphidromic-Punkt einmal alle 12 Stunden in der Richtung auf das Steigen cotidal Linien, und weg davon, cotidal Linien zurückzugehen. Diese Folge ist allgemein im Uhrzeigersinn in der südlichen Halbkugel und gegen den Uhrzeigersinn in der Nordhemisphäre, und wird durch die Wirkung von Coriolis verursacht. Der Unterschied der cotidal Phase von der Phase Bezugsgezeiten ist das Zeitalter. Die Bezugsgezeiten sind die hypothetischen konstituierenden Gleichgewicht-Gezeiten auf einer Erde ohne Grundbesitz, die an 0 ° Länge, dem Greenwicher Meridian gemessen ist.

Im Nordatlantik, weil die cotidal Linien gegen den Uhrzeigersinn um den Amphidromic-Punkt zirkulieren, passiert das Hochwasser New Yorker Hafen ungefähr eine Stunde vor dem Hafen von Norfolk. Südlich von Kap Hatteras sind die Gezeitenkräfte komplizierter, und können zuverlässig gestützt auf dem Nordatlantik cotidal Linien nicht vorausgesagt werden.

Physik

Geschichte der Gezeitenphysik

Gezeitenphysik war in der frühen Entwicklung von heliocentrism und himmlischer Mechanik mit der Existenz von zwei täglichen Gezeiten wichtig, die durch den Ernst des Monds erklären werden. Später wurden die täglichen Gezeiten genauer durch die Wechselwirkung des Ernstes des Monds und des Ernstes der Sonne erklärt, um die Schwankung von Gezeiten zu verursachen.

Eine frühe Erklärung von Gezeiten wurde von Galileo Galilei in seinem 1632-Dialog Bezüglich der Zwei Hauptweltsysteme gegeben, deren Arbeitstitel Dialog auf den Gezeiten war. Jedoch war die resultierende Theorie falsch - er hat die Gezeiten Wasser zugeschrieben, das wegen der Bewegung der Erde um die Sonne schwappt, hoffend, mechanischen Beweis der Bewegung der Erde zur Verfügung zu stellen - und der Wert der Theorie, wird wie besprochen, dort diskutiert. Zur gleichen Zeit hat Johannes Kepler richtig vorgeschlagen, dass der Mond die Gezeiten verursacht hat, die auf der alten Beobachtung und den Korrelationen, einer Erklärung gestützt sind, die von Galileo zurückgewiesen wurde. Es wurde im Tetrabiblos von Ptolemy ursprünglich erwähnt, der als aus alter Beobachtung wird ableitet.

Isaac Newton (1642-1727) war die erste Person, um Gezeiten durch die Gravitationsanziehungskraft von Massen zu erklären. Seine Erklärung der Gezeiten (und viele andere Phänomene) wurde in Principia (1687) veröffentlicht. und verwendet seine Theorie der universalen Schwerkraft, für die Gezeiten erzeugenden Kräfte als wegen der Mond- und Sonnenattraktionen verantwortlich zu sein.

Newton und andere vor Pierre-Simon Laplace haben mit einer Gleichgewicht-Theorie gearbeitet, die größtenteils mit einer Annäherung betroffen ist, die die Gezeiten beschreibt, die in einem Nichtträgheitsozean vorkommen würden, der gleichmäßig die ganze Erde bedeckt. Die Gezeiten erzeugende Kraft (oder sein entsprechendes Potenzial) ist noch für die Gezeitentheorie, aber als eine Zwischenmenge aber nicht als ein Endresultat wichtig; Theorie muss auch die angesammelte dynamische Gezeitenantwort der Erde auf die Kraft, eine Antwort denken, die unter Einfluss der Tiefseemessung, der Folge der Erde und anderen Faktoren ist.

1740 hat der Académie Royale des Sciences in Paris einen Preis für den besten theoretischen Aufsatz auf Gezeiten angeboten. Daniel Bernoulli, Leonhard Euler, Colin Maclaurin und Antoine Cavalleri haben den Preis geteilt.

Maclaurin hat die Theorie von Newton verwendet zu zeigen, dass ein glatter Bereich, der durch einen genug tiefen Ozean unter der Gezeitenkraft eines einzelnen Verformen-Körpers bedeckt ist, ein pro-spätes Sphäroid (im Wesentlichen ein dreidimensionales Oval) mit der zum Verformen-Körper geleiteten Hauptachse ist. Maclaurin war erst, um über die Rotationseffekten der Erde auf die Bewegung zu schreiben. Euler hat begriffen, dass der horizontale Bestandteil der Gezeitenkraft (mehr als das vertikale) die Gezeiten steuert. 1744 hat Jean le Rond D'Alembert Gezeitengleichungen für die Atmosphäre studiert, die Folge nicht eingeschlossen hat.

Pierre-Simon Laplace hat ein System von teilweisen Differenzialgleichungen formuliert, die den horizontalen Fluss des Ozeans mit seiner Oberflächenhöhe, der ersten dynamischen Haupttheorie für Wassergezeiten verbinden. Der Laplace Gezeitengleichungen ist noch im Gebrauch heute. William Thomson, 1. Baron Kelvin, hat die Gleichungen von Laplace in Bezug auf vorticity umgeschrieben, der Lösungen berücksichtigt hat, Gezeiten-gesteuerte Küsten-gefangene Wellen zu beschreiben, die als Wellen von Kelvin bekannt sind.

Andere einschließlich Kelvins und Henri Poincarés haben weiter die Theorie von Laplace entwickelt. Gestützt auf diesen Entwicklungen und der Mondtheorie von E W Brown, der die Bewegungen des Monds beschreibt, hat Arthur Thomas Doodson entwickelt und hat 1921 die erste moderne Entwicklung des Gezeiten erzeugenden Potenzials in der harmonischen Form veröffentlicht: Doodson hat 388 Gezeitenfrequenzen unterschieden. Einige seiner Methoden bleiben im Gebrauch.

Kräfte

Die Gezeitenkraft, die durch einen massiven Gegenstand (Mond, nachher) auf einer kleinen Partikel erzeugt ist, die auf oder in einem umfassenden Körper (Erde, nachher) gelegen ist, ist der Vektor-Unterschied zwischen der Gravitationskraft, die durch den Mond auf die Partikel und der Gravitationskraft ausgeübt ist, die auf die Partikel ausgeübt würde, wenn es am Zentrum der Erde der Masse gelegen würde. So hängt die Gezeitenkraft nicht in großer Zahl vom Mondschwerefeld, aber auf seinem Anstieg ab (der ungefähr als der umgekehrte Würfel der Entfernung zum entstehenden Gravitationskörper zurückgeht).

Die Sonnengravitationskraft auf der Erde ist auf dem Durchschnitt, der 179mal stärker ist als der Mond-, aber weil die Sonne auf dem Durchschnitt 389mal weiter von der Erde ist, ist sein Feldanstieg schwächer. Die Sonnengezeitenkraft ist so um 46 % groß wie der Mond-. Genauer ist die Mondgezeitenbeschleunigung (entlang der Monderdachse, an der Oberfläche der Erde) ungefähr 1.1 × 10 g, während die Sonnengezeitenbeschleunigung (entlang der mit der Sonneerdachse, an der Oberfläche der Erde) ungefähr 0.52 × 10 g ist, wo g die Gravitationsbeschleunigung an der Oberfläche der Erde ist. Venus hat die größte Wirkung der anderen Planeten, an 0.000113mal der Sonnenwirkung.

Gezeitenkräfte können auch dieser Weg analysiert werden: Jeder Punkt der Erde erfährt den radial abnehmenden Ernst des Monds verschieden. Nur die horizontalen Bestandteile der Gezeitenkräfte beschleunigen wirklich Gezeiten-die Wasserpartikeln, da es kleinen Widerstand gibt. Die Gezeitenkraft auf einer Partikel kommt über einen zehnmillionsten dieser der Gravitationskraft der Erde gleich.

Der Oberfläche des Ozeans wird durch eine Equipotential-Oberfläche, (das Ignorieren von Ozeanströmen) allgemein gekennzeichnet als der geoid nah näher gekommen. Da die Gravitationskraft dem Anstieg des Potenzials gleich ist, gibt es keine tangentialen Kräfte auf solch einer Oberfläche, und die Ozeanoberfläche ist so im Gravitationsgleichgewicht. Denken Sie jetzt die Wirkung von massiven Außenkörpern wie der Mond und die Sonne. Diese Körper haben starke Schwerefelder, die sich mit der Entfernung im Raum vermindern, und die handeln, um die Gestalt einer Equipotential-Oberfläche auf der Erde zu verändern. Diese Deformierung hat eine feste Raumorientierung hinsichtlich des Beeinflussen-Körpers. Die Folge der Erde hinsichtlich dieser Gestalt verursacht den täglichen Gezeitenzyklus. Gravitationskräfte folgen einem Umgekehrt-Quadratgesetz (Kraft ist zum Quadrat der Entfernung umgekehrt proportional), aber Gezeitenkräfte sind zum Würfel der Entfernung umgekehrt proportional. Die Ozeanoberfläche bewegt sich, um sich an das Ändern von Gezeitenequipotential anzupassen, dazu neigend, sich zu erheben, wenn das Gezeitenpotenzial hoch ist, der seitens der Erde am nächsten zu und weiter vom Mond vorkommt. Wenn sich der Gezeitenequipotential ändert, wird die Ozeanoberfläche danach, so dass die offenbare Richtung der vertikalen Verschiebungen nicht mehr ausgerichtet. Die Oberfläche erfährt dann unten Hang in der Richtung, dass sich der equipotential erhoben hat.

Die Gezeitengleichungen von Laplace

Ozeantiefen sind viel kleiner als ihr horizontales Ausmaß. So kann die Antwort auf das Gezeitenzwingen mit Laplace Gezeitengleichungen modelliert werden, die die folgenden Eigenschaften vereinigen:

Das vertikale (oder radial) Geschwindigkeit ist unwesentlich, und dort ist nicht vertikal mähen — das ist ein Platte-Fluss.
Das Zwingen ist (tangential) nur horizontal.
Die Coriolis Wirkung erscheint als ein seitliches zur Geschwindigkeit proportionales Romanzwingen.
Die Rate der Oberflächenhöhe der Änderung ist zur negativen Abschweifung der mit der Tiefe multiplizierten Geschwindigkeit proportional. Weil die horizontale Geschwindigkeit streckt oder den Ozean als eine Platte, das Volumen thins zusammenpresst oder beziehungsweise dick wird.

Die Grenzbedingungen diktieren keinen Fluss über die Küstenlinie und das freie Gleiten am Boden.

Die Coriolis Wirkung steuert Wellen nach rechts in der Nordhemisphäre und nach links im südlichen Erlauben von Küsten-gefangenen Wellen. Schließlich kann ein Verschwendungsbegriff hinzugefügt werden, der ein Analogon zur Viskosität ist.

Umfang und Zykluszeit

Der theoretische Umfang von ozeanischen durch den Mond verursachten Gezeiten ist über am höchsten Punkt, der dem Umfang entspricht, der erreicht würde, wenn der Ozean eine gleichförmige Tiefe besäße, gab es keinen landmasses, und die Erde rotierte im Schritt mit der Bahn des Monds. Die Sonne verursacht ähnlich Gezeiten, von denen der theoretische Umfang über (46 % von diesem des Monds) mit einer Zykluszeit von 12 Stunden ist. An der Springflut tragen die zwei Effekten zu einander zu einem theoretischen Niveau dessen bei, während an der Nipptide das theoretische Niveau darauf reduziert wird. Da die Bahnen der Erde über die Sonne und des Monds über die Erde, elliptische Gezeitenumfang-Änderung etwas infolge der unterschiedlichen Erdsonne und Erdmondentfernungen sind. Das verursacht eine Schwankung in der Gezeitenkraft und dem theoretischen Umfang von ungefähr ±18 % für den Mond und ±5 % für die Sonne. Wenn sowohl die Sonne als auch der Mond an ihren nächsten Positionen wären und sich am neuen Mond ausrichten würden, würde der theoretische Umfang reichen.

Echte Umfänge unterscheiden sich beträchtlich, nicht nur weil Tiefe-Schwankungen und Kontinentalhindernisse, sondern auch weil die Welle-Fortpflanzung über den Ozean eine natürliche Periode derselben Größenordnung wie die Folge-Periode hat: Wenn es keine Landmassen gäbe, würde man ungefähr 30 Stunden für eine lange Wellenlänge-Oberflächenwelle brauchen, um sich entlang dem Äquator halbwegs um die Erde fortzupflanzen (vergleichsweise, der lithosphere der Erde hat eine natürliche Periode von ungefähr 57 Minuten). Erdgezeiten, die erheben und den Boden des Ozeans, und die Gezeiten eigen Gravitations-selbst Anziehungskraft senken, sind sowohl bedeutend als auch weitere komplizieren die Antwort des Ozeans auf Gezeitenkräfte.

Verschwendung

Die Gezeitenschwingungen der Erde führen Verschwendung an einer durchschnittlichen Rate von ungefähr 3.75 terawatt ein.

Ungefähr 98 % dieser Verschwendung sind durch die Seegezeitenbewegung.

Verschwendung entsteht als Waschschüssel-Skala Gezeitenflüsse steuern Flüsse der kleineren Skala, die unruhige Verschwendung erfahren. Diese Gezeitenschinderei schafft Drehmoment auf dem Mond, der allmählich winkeligen Schwung seiner Bahn und eine allmähliche Zunahme in der Erdmondtrennung überträgt. Das gleiche und entgegengesetzte Drehmoment auf der Erde vermindert entsprechend seine Rotationsgeschwindigkeit. So, im Laufe der geologischen Zeit, tritt der Mond von der Erde, an ungefähr / Jahr zurück, den Landtag verlängernd.

Tageslänge hat um ungefähr 2 Stunden in den letzten 600 Millionen Jahren zugenommen. (Als eine grobe Annäherung) annehmend, dass die Verlangsamungsrate unveränderlich gewesen ist, würde das andeuten, dass vor 70 Millionen Jahren Tageslänge auf der Ordnung um 1 % kürzer mit noch ungefähr 4 Tagen pro Jahr war.

Beobachtung und Vorhersage

Geschichte

Von alten Zeiten, Gezeitenbeobachtung und Diskussion hat in der Kultiviertheit zugenommen, zuerst das tägliche Wiederauftreten, dann die Beziehung von Gezeiten zur Sonne und dem Mond kennzeichnend. Pytheas ist zu den britischen Inseln ungefähr 325 v. Chr. gereist und scheint, erst zu sein, um Springfluten mit der Phase des Monds verbunden zu haben.

Im 2. Jahrhundert v. Chr. hat der babylonische Astronom, Seleucus von Seleucia, richtig das Phänomen von Gezeiten beschrieben, um seine heliocentric Theorie zu unterstützen. Er hat richtig theoretisiert, dass Gezeiten durch den Mond verursacht wurden, obwohl er geglaubt hat, dass die Wechselwirkung durch den pneuma vermittelt wurde. Er hat bemerkt, dass sich Gezeiten rechtzeitig und Kraft in verschiedenen Teilen der Welt geändert haben. Gemäß Strabo (1.1.9) war Seleucus erst, um Gezeiten mit der Mondanziehungskraft zu verbinden, und dass die Höhe der Gezeiten von der Position des Monds hinsichtlich der Sonne abhängt.

In China hat Wang Chong (27-100 n.Chr.) Gezeiten zur Bewegung des Monds im Buch genannt Lunheng aufeinander bezogen. Er hat bemerkt, dass "der Anstieg und Fall von Gezeiten dem Mond folgen und sich im Umfang ändern."

Die Naturalis Historia von Pliny der Ältere kollationiert viele Gezeitenbeobachtungen, z.B, die Springfluten, sind ein paar Tage danach (oder vorher) neu und Vollmond und sind um die Äquinoktien am höchsten, obwohl Pliny viele Beziehungen jetzt betrachtet als fantasievoll bemerkt hat. In seiner Erdkunde hat Strabo Gezeiten im Persischen Golf beschrieben, der ihre größte Reihe hat, als der Mond vom Flugzeug des Äquators am weitesten war. All das trotz des relativ kleinen Umfangs von mittelmeerischen Waschschüssel-Gezeiten. (Die starken Ströme durch die Euripus-Straße und die Messina-Straße haben Aristoteles verwirrt.) Philostratus hat Gezeiten im Buch Fünf Des Lebens von Apollonius von Tyana besprochen. Philostratus erwähnt den Mond, aber schreibt Gezeiten "Geistern" zu. In Europa ungefähr 730 n.Chr. hat der Ehrwürdige Bede beschrieben, wie die steigenden Gezeiten auf einer Küste der britischen Inseln mit dem Fall auf ander zusammengefallen sind und den Zeitfortschritt von Hochwasser entlang der Küste von Northumbrian beschrieben haben.

Im 9. Jahrhundert hat der arabische Erdwissenschaftler, Al-Kindi (Alkindus), eine Abhandlung genannt Risala fi l-Illa al-Failali l-Madd wa l-Fazr geschrieben (Abhandlung auf der Effizienten Ursache des Flusses und der Ebbe), in dem er ein Argument auf Gezeiten präsentiert, das "von den Änderungen abhängt, die in Körpern infolge des Anstiegs und Falls der Temperatur stattfinden." Er beschreibt ein genaues Laborexperiment, das sein Argument bewiesen hat.

Der erste Gezeiten-Tisch in China wurde in 1056 n.Chr. in erster Linie für Besucher registriert, die möchten die berühmte langweilige Gezeitenangelegenheit im Fluss Qiantang sehen. Wie man denkt, ist der erste bekannte britische Gezeiten-Tisch dieser von John Wallingford, der Abt St Albans 1213, gestützt auf Hochwasser gestorben ist, das 48 Minuten später jeden Tag, und drei Stunden früher am Mund von Themse vorkommt als stromaufwärts an London.

William Thomson (Herr Kelvin) hat die erste systematische harmonische Analyse von Gezeitenaufzeichnungen geführt, die 1867 anfangen. Das Hauptergebnis war das Gebäude einer Gezeiten voraussagenden Maschine mit einem System von Rollen, um zusammen sechs harmonische Zeitfunktionen hinzuzufügen. Es wurde durch das Rücksetzen von Getrieben und Ketten "programmiert", um Synchronisierung und Umfänge anzupassen. Ähnliche Maschinen wurden bis zu den 1960er Jahren verwendet.

Die erste bekannte Meeresspiegel-Aufzeichnung eines kompletten Frühlingsnippflut-Zyklus wurde 1831 auf dem Marinedock in der Flussmündung von Themse gemacht. Viele große Häfen hatten automatische Gezeiten-Eichmaß-Stationen vor 1850.

William Whewell hat zuerst co-tidal Linien kartografisch dargestellt, die mit einer fast globalen Karte 1836 enden. Um diese Karten konsequent zu machen, hat er die Existenz von amphidromes Hypothese aufgestellt, wo sich co-tidal Linien Mitte Ozean treffen. Diese Punkte keiner Gezeiten wurden durch das Maß 1840 von Kapitän Hewett, RN vom sorgfältigen Loten in der Nordsee bestätigt.

Timing

Es gibt eine Verzögerung zwischen den Phasen des Monds und der Wirkung auf die Gezeiten. Frühlinge und Nippfluten in der Nordsee sind zum Beispiel zwei Tage hinter dem neuen / Vollmond und dem ersten/dritten Viertel-Mond. Das wird das Alter der Gezeiten genannt.

Die lokale Tiefseemessung beeinflusst außerordentlich die genaue Zeit der Gezeiten und Höhe an einem besonderen Küstenpunkt. Es gibt einige äußerste Fälle: Die Bucht von Fundy, auf der Ostküste Kanadas, zeigt die größten gut dokumentierten Tidehübe in der Welt wegen seiner Gestalt. Einige Experten glauben, dass Ungava Bucht im nördlichen Quebec noch höhere Tidehübe hat, aber es ist frei vom Packeis seit nur ungefähr vier Monaten jedes Jahr, während die Bucht von Fundy selten friert.

Southampton im Vereinigten Königreich ließ ein doppeltes Hochwasser durch die Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Gezeitenobertönen des Gebiets, verursacht in erster Linie durch die östliche/westliche Orientierung des Englischen Kanals und der Tatsache verursachen, dass, wenn es Hochwasser an Dover ist, es niedriges Wasser am Ende des Landes (ungefähr 300 nautische Meilen entfernt) und umgekehrt ist. Das ist gegen den populären Glauben, dass der Fluss von Wasser um die Insel der Kreatur zwei Hochwasser schafft. Die Insel der Kreatur ist jedoch wichtig, da es für den 'Jungen Überschwemmungsstandplatz' verantwortlich ist, der die Pause der Flut ungefähr drei Stunden nach niedrigem Wasser beschreibt.

Weil die Schwingungsweisen Mittelmeeres und der Ostsee mit keiner bedeutenden astronomischen Zwingen-Periode zusammenfallen, sind die größten Gezeiten ihren schmalen Verbindungen mit dem Atlantischen Ozean nah. Äußerst kleine Gezeiten kommen auch aus demselben Grund im Golf Mexikos und Meer Japans vor. Anderswohin, als entlang der südlichen Küste Australiens, können niedrige Gezeiten wegen der Anwesenheit eines nahe gelegenen amphidrome sein.

Analyse

Die Gravitationstheorie von Isaac Newton hat zuerst eine Erklärung ermöglicht, warum es allgemein zwei Gezeiten pro Tag, nicht ein gab, und Hoffnung für das ausführliche Verstehen angeboten hat. Obwohl es scheinen kann, dass Gezeiten über genug ausführliche Kenntnisse des sofortigen astronomischen forcings vorausgesagt werden konnten, werden die wirklichen Gezeiten an einer gegebenen Position durch astronomische im Laufe vieler Tage angesammelte Kräfte bestimmt. Genaue Ergebnisse verlangen ausführlich berichtete Kenntnisse der Gestalt aller Ozeanwaschschüsseln — ihre Tiefseemessung und Küstenlinie-Gestalt.

Aktuelles Verfahren, um Gezeiten zu analysieren, folgt der Methode der harmonischen Analyse eingeführt in den 1860er Jahren von William Thomson. Es basiert auf dem Grundsatz, dass die astronomischen Theorien der Bewegungen der Sonne und des Monds eine Vielzahl von Teilfrequenzen bestimmen, und an jeder Frequenz es einen Bestandteil der Kraft gibt, die dazu neigt, Gezeitenbewegung zu erzeugen, aber dass an jeder Sehenswürdigkeit auf der Erde die Gezeiten an jeder Frequenz mit einem Umfang und dieser Gegend eigenartiger Phase antworten. An jeder Sehenswürdigkeit werden die Gezeiten-Höhen deshalb auf die Dauer von der Zeit genug lange (gewöhnlich mehr als ein Jahr im Fall von einem neuen Hafen nicht vorher studiert) gemessen, um der Antwort an jeder bedeutenden Gezeiten erzeugenden Frequenz zu ermöglichen, durch die Analyse bemerkenswert zu sein, und die Gezeitenkonstanten für eine ausreichende Anzahl der stärksten bekannten Bestandteile der astronomischen Gezeitenkräfte herauszuziehen, um praktische Gezeiten-Vorhersage zu ermöglichen. Wie man erwartet, folgen die Gezeiten-Höhen der Gezeitenkraft, mit einem unveränderlichen Umfang und Phase-Verzögerung für jeden Bestandteil. Weil astronomische Frequenzen und Phasen mit der Gewissheit berechnet werden können, kann die Gezeiten-Höhe in anderen Zeiten dann vorausgesagt werden, sobald die Antwort auf die harmonischen Bestandteile der astronomischen Gezeiten erzeugenden Kräfte gefunden worden ist.

Die Hauptmuster in den Gezeiten sind

zweimal täglich Schwankung
der Unterschied zwischen den ersten und zweiten Gezeiten eines Tages
der Frühlingsnippflut-Zyklus
die jährliche Schwankung

Die Höchsten Astronomischen Gezeiten sind die perigean Springflut, wenn sowohl die Sonne als auch der Mond an der Erde am nächsten sind.

Wenn gegenübergestellt, durch eine regelmäßig unterschiedliche Funktion soll die Standardannäherung Reihe von Fourier, eine Form der Analyse verwenden, die sinusförmige Funktionen als ein Basissatz verwendet, Frequenzen habend, die Null, ein, zwei, drei, usw. Zeiten die Frequenz eines besonderen grundsätzlichen Zyklus sind. Diese Vielfachen werden Obertöne der grundsätzlichen Frequenz genannt, und der Prozess wird harmonische Analyse genannt. Wenn der Basissatz von sinusförmigen Funktionen dem Verhalten anpasst, das wird modelliert, müssen relativ wenige harmonische Begriffe hinzugefügt werden. Augenhöhlenpfade sind sehr fast kreisförmig, so sind sinusförmige Schwankungen für Gezeiten passend.

Für die Analyse von Gezeiten-Höhen muss die Reihe-Annäherung von Fourier in der Praxis mehr wohl durchdacht gemacht werden als der Gebrauch einer einzelnen Frequenz und seiner Obertöne. Die Gezeitenmuster werden in viele sinusoids zersetzt, die viele grundsätzliche Frequenzen, entsprechend (als in der Mondtheorie) zu vielen verschiedenen Kombinationen der Bewegungen der Erde, des Monds und der Winkel haben, die die Gestalt und Position ihrer Bahnen definieren.

Für Gezeiten, dann, wird harmonische Analyse auf Obertöne einer einzelnen Frequenz nicht beschränkt. Mit anderen Worten sind die Harmonien Vielfachen von vielen grundsätzlichen Frequenzen nicht nur der grundsätzlichen Frequenz der einfacheren Reihe-Annäherung von Fourier. Ihre Darstellung als eine Reihe von Fourier, die nur eine grundsätzliche Frequenz und seinen (ganze Zahl) hat, würden Vielfachen viele Begriffe verlangen, und würden in der Zeitreihe streng beschränkt, für die es gültig sein würde.

Die Studie der Gezeiten-Höhe durch die harmonische Analyse wurde von Laplace, William Thomson (Herr Kelvin) und George Darwin begonnen. A.T. Doodson hat ihre Arbeit erweitert, die Zahl-Notation von Doodson einführend, um die Hunderte von resultierenden Begriffen zu organisieren. Diese Annäherung ist der internationale Standard seitdem gewesen, und die Komplikationen entstehen wie folgt: Die Gezeiten erhebende Kraft wird durch Summen von mehreren Begriffen begrifflich gegeben. Jeder Begriff ist der Form

:A · weil (w · t + p)

wo A der Umfang ist, ist w die winkelige Frequenz, die gewöhnlich in Graden pro Stunde entsprechend t gegeben ist, der in Stunden gemessen ist, und p ist der Phase-Ausgleich hinsichtlich des astronomischen Staates in der Zeit t = 0. Es gibt einen Begriff für den Mond und einen zweiten Begriff für die Sonne. Die Phase p der ersten Harmonischen für den Mondbegriff wird den lunitidal Zwischenraum oder Hochwasser-Zwischenraum genannt. Der nächste Schritt soll die harmonischen Begriffe wegen der elliptischen Gestalt der Bahnen anpassen. Entsprechend ist der Wert von A nicht eine Konstante sondern auch unterschiedlich mit der Zeit ein bisschen über eine durchschnittliche Zahl. Ersetzen Sie es dann durch (t), wo A ein anderer sinusoid ist, der den Zyklen und epicycles der Ptolemäischen Theorie ähnlich ist. Entsprechend,

:A (t) = A · (1 + A · weil (w · t + p)),

der sagen soll, dass ein Durchschnitt mit einer sinusförmigen Schwankung darüber des Umfangs A, mit der Frequenz w und Phase p schätzt. So ist der einfache Begriff jetzt das Produkt von zwei Kosinus-Faktoren:

:A · [1 + A · weil (w + p)] · weil (w · t + p)

Vorausgesetzt, dass für jeden x und y

:cos (x) · weil (y) = ½\· weil (x + y) + ½\· weil (x-y),

es ist klar, dass ein zusammengesetzter Begriff, der das Produkt von zwei Kosinus-Begriffen einschließt, jeder mit ihrer eigenen Frequenz ist dasselbe als drei einfache Kosinus-Begriffe, die an der ursprünglichen Frequenz und auch an Frequenzen hinzugefügt werden sollen, die die Summe und der Unterschied der zwei Frequenzen des Produktbegriffes sind. (Drei, nicht zwei Begriffe, da ist der ganze Ausdruck (1 + weil (x)) · weil (y).) Denken weiter, dass die Gezeitenkraft auf einer Position auch davon abhängt, ob der Mond (oder die Sonne) oben oder unter dem Flugzeug des Äquators ist, und dass diese Attribute ihre eigenen Perioden haben, die auch mit einem Tag und einem Monat nicht vergleichbar sind, und es klar ist, dass viele Kombinationen resultieren. Mit einer sorgfältigen Wahl der grundlegenden astronomischen Frequenzen kommentiert die Zahl von Doodson die besonderen Hinzufügungen und Unterschiede, um die Frequenz jedes einfachen Kosinus-Begriffes zu bilden.

Erinnern Sie sich, dass astronomische Gezeiten Wettereffekten nicht einschließen. Außerdem betreffen Änderungen zu lokalen Bedingungen (Sandbank-Bewegung, Hafen-Münder usw. ausbaggernd), weg von denjenigen, die in der Maß-Zeit vorherrschen, das wirkliche Timing und Umfang der Gezeiten. Organisationen, "höchste astronomische Gezeiten" für eine Position ansetzend, können die Zahl als ein Sicherheitsfaktor gegen analytische Unklarheiten, Entfernung vom nächsten Maß-Punkt, Änderungen übertreiben, da das letzte Beobachtungsmal Boden-Senkung, um usw. Verbindlichkeit abzuwenden, eine Technikarbeit sollte überüberstiegen werden. Spezielle Sorge ist erforderlich, wenn man die Größe einer "Wetterwoge" durch das Abziehen der astronomischen Gezeiten von den beobachteten Gezeiten bewertet.

Sorgfältige Datenanalyse von Fourier im Laufe einer neunzehnjährigen Periode (das Nationale Gezeitengegebenheitszeitalter in den Vereinigten Staaten) Gebrauch-Frequenzen haben die harmonischen Gezeitenbestandteile genannt. Neunzehn Jahre werden bevorzugt, weil sich die Erde, der Mond und die Verhältnispositionen der Sonne fast genau im Zyklus von Metonic von 19 Jahren wiederholen, der lang genug ist, um das 18.613 Jahr Mondknotengezeitenbestandteil einzuschließen. Diese Analyse kann mit nur die Kenntnisse der Zwingen-Periode, aber ohne das ausführliche Verstehen der mathematischen Abstammung getan werden, was bedeutet, dass nützliche Gezeitentische seit Jahrhunderten gebaut worden sind. Die resultierenden Umfänge und Phasen können dann verwendet werden, um die erwarteten Gezeiten vorauszusagen. Diese werden gewöhnlich von den Bestandteilen in der Nähe von 12 Stunden (die halbtäglichen Bestandteile) beherrscht, aber es gibt Hauptbestandteile in der Nähe von 24 Stunden (tagaktiv) ebenso. Längere Begriff-Bestandteile sind 14-tägig oder monatlich vierzehntägig und halbjährlich. Halbtägliche Gezeiten haben Küstenlinie beherrscht, aber einige Gebiete wie das chinesische Südmeer und der Golf Mexikos sind in erster Linie tagaktiv. In den halbtäglichen Gebieten die primären Bestandteile M (Mond-) und S unterscheiden sich (sonnen)-Perioden ein bisschen, so dass sich die Verhältnisphasen, und so der Umfang der vereinigten Gezeiten, vierzehntägig (14-tägige Periode) ändern.

In der M Anschlag oben unterscheidet sich jede cotidal Linie um eine Stunde von seinen Nachbarn, und die dickeren Linien zeigen Gezeiten in der Phase mit dem Gleichgewicht an Greenwich. Die Linien rotieren um die Amphidromic-Punkte gegen den Uhrzeigersinn in der Nordhemisphäre, so dass von der Baja Halbinsel von Kalifornien bis Alaska und von Frankreich nach Irland sich die M Gezeiten nordwärts fortpflanzt. In der südlichen Halbkugel ist diese Richtung im Uhrzeigersinn. Andererseits pflanzt sich M Gezeiten gegen den Uhrzeigersinn um Neuseeland fort, aber das ist, weil die Inseln als ein Damm handeln und den Gezeiten erlauben, verschiedene Höhen auf den Gegenseiten der Inseln zu haben. (Die Gezeiten pflanzen sich wirklich nordwärts auf der Ostseite und südwärts auf der Westküste, wie vorausgesagt, durch die Theorie fort.)

Die Ausnahme ist am Koch-Kanal, wo sich die Gezeitenströme regelmäßig hoch zu niedrigem Wasser verbinden. Das ist, weil cotidal Linien 180 ° um den amphidromes in der entgegengesetzten Phase, zum Beispiel Hochwasser über von niedrigem Wasser an jedem Ende des Koch-Kanals sind. Jeder Gezeitenbestandteil hat ein verschiedenes Muster von Umfängen, Phasen und Amphidromic-Punkten, so kann die M Muster nicht für andere Gezeiten-Bestandteile verwendet werden.

Beispiel-Berechnung

Weil sich der Mond in seiner Bahn um die Erde und in demselben Sinn wie die Folge der Erde bewegt, muss ein Punkt auf der Erde ein bisschen weiter rotieren, um aufzuholen, so dass die Zeit zwischen halbtäglichen Gezeiten nicht zwölf, aber 12.4206 Stunden — ein bisschen mehr als fünfundzwanzig zusätzliche Minuten ist. Die zwei Spitzen sind nicht gleich. Das zwei Hochwasser wechselt pro Tag in maximalen Höhen ab: Sinken Sie hoch (gerade weniger als drei Fuß), höher hoch (gerade mehr als drei Fuß), und sinken Sie wieder hoch. Ebenfalls für die niedrigen Gezeiten.

Wenn die Erde, der Mond und die Sonne (Sonne-Erdmond oder Sonne-Monderde) die zwei Haupteinfluss-Vereinigung im Einklang sind, um Springfluten zu erzeugen; wenn die zwei Kräfte einander als entgegensetzen, wenn die Winkelmonderdsonne neunzig Graden, Nipptide-Ergebnis nah ist. Da der Mond seine Bahn bewegt, die er aus dem Norden des Äquators nach Süden des Äquators ändert. Der Wechsel in Höhen des Hochwassers wird kleiner, bis sie dasselbe sind (am Mondäquinoktium, ist der Mond über dem Äquator), dann entwickeln Sie neu, aber mit der anderen Widersprüchlichkeit, zu einem maximalen Unterschied wachsend und dann wieder abnehmend.

Strom

Der Einfluss der Gezeiten auf den aktuellen Fluss ist viel schwieriger zu analysieren, und Daten sind viel schwieriger sich zu versammeln. Eine Gezeitenhöhe ist eine einfache Zahl, die für ein breites Gebiet gleichzeitig gilt. Ein Fluss hat sowohl einen Umfang als auch eine Richtung, von denen beide sich wesentlich mit der Tiefe und über kurze Entfernungen wegen der lokalen Tiefseemessung ändern können. Außerdem, obwohl ein Zentrum eines Wasserkanals die nützlichste Messseite ist, wenden Seemänner ein, wenn Strom messende Ausrüstung Wasserstraßen versperrt. Ein Fluss, der weitergeht, ist ein gekrümmter Kanal derselbe Fluss, wenn auch sich seine Richtung unaufhörlich entlang dem Kanal ändert. Strömen Sie überraschend und gehen Sie zurück Flüsse sind häufig nicht in entgegengesetzten Richtungen. Fluss-Richtung wird durch die Gestalt des stromaufwärts Kanals, nicht die Gestalt des abwärts gelegenen Kanals bestimmt. Ebenfalls können sich Wirbel in nur einer Fluss-Richtung formen.

Dennoch ist aktuelle Analyse der Gezeitenanalyse ähnlich: Im einfachen Fall an einer gegebenen Position ist der Überschwemmungsfluss in größtenteils einer Richtung und dem Ebbe-Fluss in einer anderen Richtung. Überschwemmungsgeschwindigkeiten werden positives Zeichen und Ebbe-Geschwindigkeiten negatives Zeichen gegeben. Analyse geht weiter, als ob das Gezeiten-Höhen sind.

In komplizierteren Situationen herrschen die Hauptebbe und Überschwemmungsflüsse nicht vor. Statt dessen verfolgen die Fluss-Richtung und der Umfang eine Ellipse über einen Gezeitenzyklus (auf einem polaren Anschlag) statt entlang der Ebbe und den Überschwemmungslinien. In diesem Fall könnte Analyse entlang Paaren von Richtungen mit den primären und sekundären Richtungen rechtwinklig weitergehen. Eine Alternative soll die Gezeitenflüsse als komplexe Zahlen behandeln, weil jeder Wert sowohl einen Umfang als auch eine Richtung hat.

Gezeiten-Fluss-Information wird meistens auf Seefahrtskarten gesehen, die als ein Tisch von Fluss-Geschwindigkeiten und Lagern an stündlichen Zwischenräumen, mit getrennten Tischen für den Frühling und die Nipptiden präsentiert sind. Das Timing ist hinsichtlich Hochwassers an einem Hafen, wo das Gezeitenverhalten im Muster ähnlich ist, obwohl es weit weg sein kann.

Als mit Gezeiten-Höhe-Vorhersagen vereinigen Gezeiten-Fluss-Vorhersagen gestützt nur auf astronomischen Faktoren Wetterbedingungen nicht, die das Ergebnis völlig ändern können.

Der Gezeitenfluss-Koch-Kanal zwischen den zwei Hauptinseln Neuseelands ist besonders interessant, weil die Gezeiten auf jeder Seite des Kanals fast genau gegenphasig sind, so dass das Hochwasser einer Seite mit dem niedrigen Wasser eines anderen gleichzeitig ist. Starkes Strom-Ergebnis, mit fast der Nullgezeitenhöhe-Änderung im Zentrum des Kanals. Und doch, obwohl die Gezeitenwoge normalerweise in einer Richtung seit sechs Stunden und in der Rückwartsrichtung seit sechs Stunden fließt, könnte eine besondere Woge acht oder zehn Stunden mit der geschwächten Rückwoge dauern. In besonders stürmischen Wetterbedingungen könnte die Rückwoge völlig überwunden werden, so dass der Fluss in derselben Richtung im Laufe drei oder mehr Woge-Perioden weitergeht.

Eine weitere Komplikation für das Koch-Kanal-Fluss-Muster besteht darin, dass die Gezeiten an der Nordseite (z.B an Nelson) dem allgemeinen zweiwöchentlichen Frühlingsnipptide-Zyklus folgen (wie gefunden, entlang der Westseite des Landes), aber das Gezeitenmuster der Südseite hat nur einen Zyklus pro Monat, als auf der Ostseite: Wellington und Napier.

Abbildung 12 zeigt getrennt das Hochwasser und die niedrige Wasserhöhe und Zeit den ganzen dem November 2007; diese werden Werte nicht gemessen, aber werden stattdessen von Gezeitenrahmen berechnet ist auf Maße der Jahre alt zurückzuführen gewesen. Kochen Sie die Seefahrtskarte des Kanals bietet aktuelle Gezeiteninformation an. Zum Beispiel die Ausgabe im Januar 1979 für 41°13 · 9'S 174°29 · 6'E (nordwestlich von Kap Terawhiti) verweist timings auf Westport, während sich das Problem im Januar 2004 nach Wellington bezieht. In der Nähe von Kap Terawhiti in der Mitte des Koch-Kanals ist die Gezeitenhöhe-Schwankung fast Null, während der Gezeitenstrom sein Maximum besonders in der Nähe vom notorischen Karori-Riss erreicht. Beiseite von Wettereffekten sind die wirklichen Ströme durch den Koch-Kanal unter Einfluss der Gezeitenhöhe-Unterschiede zwischen den zwei Enden des Kanals, und wie gesehen werden kann, haben nur eine der zwei Springfluten am Nordende (Nelson) eine Kopie-Springflut am Südende (Wellington), so folgt das resultierende Verhalten keinem Bezugshafen.

Energieerzeugung

Gezeitenenergie kann durch zwei Mittel herausgezogen werden: Das Einfügen einer Wasserturbine in einen Gezeitenstrom oder Gebäudes von Teichen, die Wasser durch eine Turbine/zulassen veröffentlichen. Im ersten Fall wird der Energiebetrag durch das Timing und den aktuellen Gezeitenumfang völlig bestimmt. Jedoch können die besten Ströme nicht verfügbar sein, weil die Turbinen Schiffe versperren würden. Im zweiten sind die impoundment Dämme teuer, um zu bauen, natürliche Wasserzyklen werden völlig gestört, Schiff-Navigation wird gestört. Jedoch, mit vielfachen Teichen, kann Macht in gewählten Zeiten erzeugt werden. Bis jetzt gibt es wenige installierte Systeme für die Gezeitenenergieerzeugung (am berühmtesten, La Rance durch den Heiligen Malo, Frankreich), der vielen Schwierigkeiten gegenübersteht. Beiseite von Umweltproblemen, einfach Korrosion und biologischen schmutzig werdenden Pose-Technikherausforderungen widerstehend.

Gezeitenmacht-Befürworter weisen darauf hin, dass, verschieden von Windmacht-Systemen, Generationsniveaus bis auf Wettereffekten zuverlässig vorausgesagt werden können. Während etwas Generation für den grössten Teil des Gezeitenzyklus in der Praxis möglich ist, verlieren Turbinen Leistungsfähigkeit an niedrigeren Betriebsraten. Da die von einem Fluss verfügbare Macht zum Würfel der Fluss-Geschwindigkeit proportional ist, sind die Zeiten, während deren hohe Energieerzeugung möglich ist, kurz.

Navigation

Gezeitenflüsse sind für die Navigation wichtig, und bedeutende Fehler in der Position kommen vor, wenn sie nicht angepasst werden. Gezeitenhöhen sind auch wichtig; zum Beispiel haben viele Flüsse und Häfen eine seichte "Bar" am Eingang, der Boote mit dem bedeutenden Entwurf davon verhindert, an niedrigen Gezeiten hereinzugehen.

Bis zum Advent der automatisierten Navigation war die Kompetenz im Rechnen von Gezeiteneffekten für Marineoffiziere wichtig. Das Zertifikat der Überprüfung für Leutnants in der Royal Navy hat einmal erklärt, dass der zukünftige Offizier im Stande gewesen ist, seine Gezeiten "auszuwechseln".

Gezeitenfluss timings und Geschwindigkeiten erscheinen in Gezeiten-Karten oder einem Gezeitenstrom-Atlas. Gezeiten-Karten kommen in Sätzen. Jede Karte bedeckt eine einzelne Stunde zwischen einem Hochwasser und einem anderen (sie ignorieren die übrigen 24 Minuten), und zeigen Sie den durchschnittlichen Gezeitenfluss für diese Stunde. Ein Pfeil auf der Gezeitenkarte zeigt die Richtung und die durchschnittliche Fluss-Geschwindigkeit (gewöhnlich in Knoten) für den Frühling und die Nipptiden an. Wenn eine Gezeiten-Karte nicht verfügbar ist, haben die meisten Seefahrtskarten "Gezeitendiamanten", die spezifische Punkte auf der Karte zu einem Tisch verbinden, der Gezeitenfluss-Richtung und Geschwindigkeit gibt.

Das Standardverfahren, um Gezeiteneffekten auf die Navigation entgegenzuwirken, ist zu (1) berechnen eine "Koppeln"-Position (oder DR) von der Reiseentfernung und Richtung, (2) kennzeichnen die Karte (mit einem vertikalen Kreuz wie ein Pluszeichen), und (3) ziehen eine Linie vom DR in der Richtung der Gezeiten. Die Entfernung die Gezeiten bewegen das Boot entlang dieser Linie, wird durch die Gezeitengeschwindigkeit geschätzt, und das gibt eine "geschätzte Position" oder EP (traditionell gekennzeichnet mit einem Punkt in einem Dreieck).

Seefahrtskarten zeigen die "entworfene Tiefe von Wasser" an spezifischen Positionen mit "dem Loten" und dem Gebrauch von bathymetric Höhenlinien, um die Gestalt der untergetauchten Oberfläche zu zeichnen. Diese Tiefen sind hinsichtlich einer "Karte-Gegebenheit", die normalerweise der Wasserspiegel an den niedrigstmöglichen astronomischen Gezeiten ist (obwohl andere Daten besonders historisch allgemein verwendet werden, und Gezeiten niedriger oder aus meteorologischen Gründen höher sein können) und deshalb die minimale mögliche Wassertiefe während des Gezeitenzyklus sind. "Trockner von Höhen" kann auch auf der Karte gezeigt werden, die die Höhen des ausgestellten Meeresbodens an den niedrigsten astronomischen Gezeiten sind.

Gezeiten-Tische verzeichnen die hohen und niedrigen Wasserhöhen jedes Tages und Zeiten. Um die wirkliche Wassertiefe zu berechnen, fügen Sie die entworfene Tiefe zur veröffentlichten Gezeiten-Höhe hinzu. Die Tiefe seit anderen Zeiten kann aus für Haupthäfen veröffentlichten Gezeitenkurven abgeleitet werden. Die Regel von twelfths kann genügen, ob eine genaue Kurve nicht verfügbar ist. Diese Annäherung wagt, dass die Zunahme eingehend in den sechs Stunden zwischen niedrigem und Hochwasser ist: die erste Stunde — 1/12, zweit — 2/12, Drittel — 3/12, viert — 3/12, fünft — 2/12, sechst — 1/12.

Biologische Aspekte

Zwischengezeitenökologie

Zwischengezeitenökologie ist die Studie von Zwischengezeitenökosystemen, wo Organismen zwischen den niedrigen und Hochwasser-Linien leben. An niedrigem Wasser wird der Zwischengezeiten-ausgestellt (oder 'emersed'), wohingegen an Hochwasser der Zwischengezeiten-(oder 'versenkt') Unterwasser-ist. Zwischengezeitenökologen studieren deshalb die Wechselwirkungen zwischen Zwischengezeitenorganismen und ihrer Umgebung, sowie unter den verschiedenen Arten. Die wichtigsten Wechselwirkungen können sich gemäß dem Typ der Zwischengezeitengemeinschaft ändern. Die breitesten Klassifikationen basieren auf Substraten — felsige Küste oder weicher Boden.

Zwischengezeitenorganismen erfahren einen hoch variablen und häufig feindliche Umgebung und haben sich angepasst, um fertig zu werden und sogar diese Bedingungen auszunutzen. Eine leicht sichtbare Eigenschaft ist vertikaler zonation, in dem sich die Gemeinschaft in verschiedene horizontale Bänder der spezifischen Arten an jeder Erhebung über niedrigem Wasser teilt. Eine Fähigkeit einer Art, mit Trocknung fertig zu werden, bestimmt seine obere Grenze, während die Konkurrenz mit anderen Arten seine niedrigere Grenze festlegt.

Menschen verwenden Zwischengezeitengebiete für das Essen und die Unterhaltung. Überausnutzung kann intertidals direkt beschädigen. Andere anthropogene Handlungen wie das Einführen angreifender Arten und Klimaveränderung haben große negative Effekten. Geschützte Seebereiche sind Auswahl-Gemeinschaften kann gelten, um diese Gebiete zu schützen und wissenschaftlicher Forschung zu helfen.

Biologische Rhythmen

Der ungefähr vierzehntägige Gezeitenzyklus hat große Effekten auf Zwischengezeitenorganismen. Folglich neigen ihre biologischen Rhythmen dazu, in rauen Vielfachen dieser Periode vorzukommen. Viele andere Tiere wie die Wirbeltiere, zeigen Sie ähnliche Rhythmen. Beispiele schließen Schwangerschaft und das Ei-Ausbrüten ein. In Menschen dauert der Menstruationszyklus grob ein Mondmonat, ein gleiches Vielfache der Gezeitenperiode. Solche Parallelen deuten mindestens vom allgemeinen Abstieg aller Tiere von einem Seevorfahren an.

Andere Gezeiten

Wenn

sie Gezeitenströme im geschichteten Ozeanfluss über die unebene unterste Topografie in Schwingungen versetzen, erzeugen sie innere Wellen mit Gezeitenfrequenzen. Solche Wellen werden innere Gezeiten genannt.

Seichte Gebiete in sonst offenem Wasser können Drehgezeitenströme erfahren, in Richtungen fließend, die sich ständig ändern und so die Fluss-Richtung (nicht der Fluss) eine volle Folge in 12½ Stunden vollendet (zum Beispiel, die Nantucket Massen.

Zusätzlich zu ozeanischen Gezeiten können große Seen kleine Gezeiten erfahren, und sogar Planeten können atmosphärische Gezeiten und Erdgezeiten erfahren. Das ist Kontinuum mechanische Phänomene. Die ersten zwei finden in Flüssigkeiten statt. Das dritte betrifft die dünne feste Kruste der Erde, die sein halbflüssiges Interieur (mit verschiedenen Modifizierungen) umgibt.

Seegezeiten

Große Seen solcher als Höher und Erie können Gezeiten von 1 bis 4 Cm erfahren, aber diese können durch meteorologisch veranlasste Phänomene wie seiche maskiert werden. Die Gezeiten im See Michigan werden als oder 1¾ Zoll beschrieben.

Atmosphärische Gezeiten

Atmosphärische Gezeiten sind am Boden-Niveau und den Flughöhen unwesentlich, die durch die viel wichtigeren Effekten des Wetters maskiert sind. Atmosphärische Gezeiten sind sowohl Gravitations-als auch im Ursprung thermisch und sind die dominierende Dynamik von ungefähr, über der die molekulare Dichte zu niedrig wird, um flüssiges Verhalten zu unterstützen.

Erdgezeiten

Erdgezeiten oder Landgezeiten betreffen die Masse der kompletten Erde, die ähnlich zu einem flüssigen Gyroskop mit einer sehr dünnen Kruste handelt. Die Kruste-Verschiebungen der Erde (in/, Osten/Westen, Norden/Süden) als Antwort auf die Mond- und Sonnenschwerkraft, die Ozeangezeiten und das atmosphärische Laden. Während unwesentlich, für die meisten menschlichen Tätigkeiten kann der halbtägliche Umfang von Landgezeiten über am Äquator — wegen der Sonne reichen — der in der GPS Kalibrierung und den VLBI Maßen wichtig ist. Genaue astronomische winkelige Maße verlangen Kenntnisse der Folge-Rate und nutation der Erde, von denen beide unter Einfluss Erdgezeiten sind. Die halbtägliche M Erdgezeiten ist fast in der Phase mit dem Mond mit einem Zeitabstand von ungefähr zwei Stunden.

Einige Partikel-Physik-Experimente müssen sich für Landgezeiten anpassen. Zum Beispiel, an CERN und SLAC, sind die sehr großen Partikel-Gaspedale für Landgezeiten verantwortlich. Unter den relevanten Effekten sind Kreisumfang-Deformierung für kreisförmige Gaspedale und Partikel-Balken-Energie. Da Gezeitenkräfte Ströme im Leiten von Flüssigkeiten im Interieur der Erde erzeugen, betreffen sie der Reihe nach das magnetische Feld der Erde. Erdgezeiten sind auch mit dem Auslösen von Erdbeben verbunden worden (sieh auch Erdbeben-Vorhersage).

Galaktische Gezeiten

Galaktische Gezeiten sind die Gezeitenkräfte, die durch Milchstraßen auf Sterne innerhalb ihrer und Satellitenmilchstraßen ausgeübt sind, die sie umkreisen. Wie man glaubt, verursachen die Effekten der galaktischen Gezeiten auf die Oort Wolke des Sonnensystems 90 Prozent von Kometen des langen Zeitraumes.

Falsche Verwendungen

Tsunamis, die großen Wellen, die nach Erdbeben vorkommen, werden manchmal Wellen genannt, aber dieser Name wird durch ihre Ähnlichkeit mit den Gezeiten, aber nicht jede wirkliche Verbindung zu den Gezeiten gegeben. Andere Phänomene, die zu Gezeiten, aber dem Verwenden der Wortgezeiten ohne Beziehung sind, sind Riss-Gezeiten, Sturmgezeiten, Orkan-Gezeiten und schwarze oder rote Gezeiten.