Земной прилив ({ybukw hjnlnf)
Земной прилив (англ. earth tide ) — колебание тела Земли (смещение уровенной поверхности) под действием приливных сил[1], обусловленных гравитацией Луны и Солнца. Амплитуда смещения около 0,5 метра[1]. Самые значительные периодические составляющие земных приливов — полусуточные, но присутствуют также суточные, полугодовые и двухнедельные колебания.
Сила, вызывающая прилив
[править | править код]
Большая из периодических гравитационных сил исходит от Луны. На рисунках изображена приливная сила, создаваемая Луной, для случая, когда Луна находится точно над 30° с. ш. (на рисунке справа), или 30° ю. ш. (на рисунке слева. Красным цветом показана сила, направленная вверх (от центра Земли), синим цветом — направленная вниз (к центру Земли). На каждой картинке одна красная область находится под Луной, другая от в противоположной точке. Если, например, в данный момент времени Луна находится прямо над 30° с. ш. (правый рисунок), 90° з. д., то центр одной красной области находится на 30° с. ш., 90° з. д. (под Луной), центр второй красной области на 30° ю. ш., 90° в. д. (в противоположной от Луны точке), а синеватой полоса является большим кругом, равноудалённым от этих точек. В результате вращения Земли на 30° широты пик силы возникает один раз в сутки, что дает суточный период колебаний силы. На экваторе же возникновение двух равных пиков (и двух впадин) силы соответствует полусуточному периоду колебаний.
Земной прилив
[править | править код]Земной прилив охватывает все тело Земли, и ему не мешают тонкая кора и массивы суши на поверхности в масштабах, которые делают несущественной жесткость горных пород. Хотя гравитационная сила, вызывающая земные и океанские приливы одинакова, её действие на твёрдую землю и на океанскую воду различна. Океанические приливы являются следствием резонанса одних и тех же движущих сил с периодическими движениями воды в Мировом океане, накопленными за много дней, так что их амплитуда изменяются на коротких расстояниях всего в несколько сотен километров. В то же время периоды собственных колебаний Земли несоразмерны астрономическим временам, поэтому высота земного прилива обусловлена только действующими в данный момента силами.
Компоненты прилива с периодом около двенадцати часов имеют лунную амплитуду (разность высот выпуклости/впадины земной поверхности), которая чуть более чем в два раза превышает высоту солнечных амплитуд, как показано в таблице ниже. Полусуточный прилив (один максимум каждые 12 или около того часов) преимущественно лунный и вызывает секторальные деформации. Суточный прилив лунно-солнечный и вызывает тессеральные деформации[2].
Приливные составляющие
[править | править код]Основные составляющие прилива. Амплитуды могут отличаться от перечисленных в пределах нескольких процентов[3][4].
Полусуточный[править | править код] | |||||||
| Приливная составляющая | Период | Вертикальная амплитуда (мм) | Горизонтальная амплитуда (мм) | ||||
| М 2 | 12,421 ч | 384,83 | 53,84 | ||||
| S 2 (солнечная полусуточная) | 12.000 ч | 179,05 | 25.05 | ||||
| N 2 | 12,658 ч | 73,69 | 10.31 | ||||
| К 2 | 11,967 ч | 48,72 | 6,82 | ||||
Дневной[править | править код] | |||||||
| Приливная составляющая | Период | Вертикальная амплитуда (мм) | Горизонтальная амплитуда (мм) | ||||
| К 1 | 23,934 ч | 191,78 | 32.01 | ||||
| О 1 | 25,819 ч | 158,11 | 22.05 | ||||
| Р 1 | 24,066 ч | 70,88 | 10.36 | ||||
| ф 1 | 23,804 ч | 3,44 | 0,43 | ||||
| ψ 1 | 23,869 ч | 2,72 | 0,21 | ||||
| S 1 (солнечно-суточный) | 24.000 ч | 1,65 | 0,25 | ||||
Долгосрочный[править | править код] | |||||||
| Приливная составляющая | Период | Вертикальная амплитуда (мм) | Горизонтальная амплитуда (мм) | ||||
| М ф | 13 661 дней | 40,36 | 5,59 | ||||
| М м (лунный месяц) | 27 555 дней | 21.33 | 2,96 | ||||
| S sa (солнечное полугодие) | 0,50000 лет | 18,79 | 2,60 | ||||
| Лунный узел | 18 613 лет | 16,92 | 2,34 | ||||
| S a (солнечный годовой) | 1.0000 лет | 2,97 | 0,41 | ||||
Следствия земных приливов
[править | править код]Высокоточные данные о земных приливах были получены с помощью криогенных гравиметров, а также радиоинтерферометров со сверхдлинной базой[1]. Вулканологи используют регулярные, предсказуемые движения земных приливов для калибровки и тестирования чувствительных инструментов мониторинга деформации вулканов. Приливы также могут вызывать вулканические явления[5].
Амплитуду земных приливов важно учитывать в глобальной системе позиционирования, и в измерениях спутниковой лазерной локации. Земные приливы также необходимо учитывать в случае некоторых экспериментов по физике элементарных частиц, например, в ЦЕРН[6] или Национальной ускорительной лаборатории SLAC очень большие ускорители частиц были спроектированы с учетом земных приливов для правильной работы[7].
Приливы в планетах и лунах, а также у двойных звезд и двойных астероидов играют ключевую роль в их динамике. Например, из-за приливного колебания Луна попадает в спин-орбитальный резонанс 1:1, в силу чего она всегда повёрнута к Земле одной стороной. Из-за прилива так же и Меркурий находится в ловушке спин-орбитального резонанса 3:2 с Солнцем[8]. По той же причине считается, что многие экзопланеты захвачены в более высоких спин-орбитальные резонансы со своими родительскими звездами[9].
Литература
[править | править код]- Молоденский С. М. Приливы и отливы // Большая российская энциклопедия. — М.: Большая российская энциклопедия, 2015. — Т. 27. — С. 489-491.
- Мельхиор П. Земные приливы = англ. Earth Tides. — М.: Мир, 1968. — 482 с.
Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 3 Молоденский С. М. Приливы и отливы, 2015.
- ↑ Мельхиор П. Земные приливы, 1968.
- ↑ John Wahr, "Earth Tides", Global Earth Physics, A Handbook of Physical Constants, AGU Reference Shelf, 1, pp. 40–46, 1995.
- ↑ Michael R. House, "Orbital forcing timescales: an introduction", Geological Society, London, Special Publications; 1995; v. 85; p. 1-18. http://sp.lyellcollection.org/cgi/content/abstract/85/1/1 Архивная копия от 23 июня 2010 на Wayback Machine
- ↑ Sottili G., Martino S., Palladino D.M., Paciello A., Bozzano F. (2007), Effects of tidal stresses on volcanic activity at Mount Etna, Italy, Geophys. Res. Lett., 34, L01311, doi:10.1029/2006GL028190, 2007.
- ↑ Мельхиор П. Земные приливы, 1968, с. 315-317.
- ↑ Accelerator on the move, but scientists compensate for tidal effects Архивная копия от 25 марта 2010 на Wayback Machine, Stanford online
- ↑ Noyelles, B. (2014). "Spin-orbit evolution of Mercury revisited". Icarus. 241: 26—44. arXiv:1307.0136. Bibcode:2014Icar..241...26N. doi:10.1016/j.icarus.2014.05.045.
- ↑ Makarov, V. V. (2012). "Dynamical Evolution and Spin–Orbit Resonances of Potentially Habitable Exoplanets: The Case of GJ 581d". The Astrophysical Journal. 761 (2): 83. arXiv:1208.0814. Bibcode:2012ApJ...761...83M. doi:10.1088/0004-637X/761/2/83. 83.
См. также
[править | править код] | |
|---|---|
| В библиографических каталогах |
