Jump to content

Земной прилив

(Перенаправлено с Земных приливов )

Земной прилив (также известный как прилив твердой Земли , прилив земной коры , прилив тела , телесный прилив или прилив суши ) — это смещение твердой земной вызванное гравитацией Луны поверхности , и Солнца . Его основная компонента имеет метровую амплитуду на периодах около 12 часов и более. Крупнейшие составляющие приливов тела полусуточные , но есть также значительные суточные, полугодовые и двухнедельные вклады. Хотя гравитационная сила, вызывающая земные и океанские приливы , одинакова, реакции совершенно разные.

Сила подъема прилива

[ редактировать ]
Лунная приливная сила: на этих изображениях изображена Луна прямо над 30° северной широты (или 30° южной широты), если смотреть сверху над северным полушарием, показывая обе стороны планеты. Красный вверху, синий внизу.

Большая из периодических гравитационных сил исходит от Луны, но сила Солнца также важна. На изображениях здесь показана лунная приливная сила , когда Луна появляется прямо над 30° северной широты (или 30° южной широты). Этот узор остается фиксированным: красная область направлена ​​к Луне (или прямо от нее). Красный цвет означает тягу вверх, синий — вниз. Если, например, Луна находится прямо над 90° з.д. (или 90° в.д.), красные области будут сосредоточены в западной части северного полушария, в правом верхнем углу. Красный вверху, синий внизу. Если, например, Луна находится прямо над 90° з.д. (90° в.д.), центр красной области находится на 30° с.ш., 90° з.д. и 30° ю.ш., 90° в.д., а центр голубоватой полосы следует за большой окружность, равноудаленная от этих точек. На широте 30° сильный пик возникает один раз в лунные сутки, что дает значительную дневную силу на этой широте. Вдоль экватора два пика (и впадины) одинакового размера создают полусуточную силу.

Компоненты прилива тела

[ редактировать ]
Вертикальные смещения секторального движения.
Красный вверху, синий внизу.
Смещение секторального движения с востока на запад.
Красный восток, синий запад.
Смещение секторального движения с севера на юг.
Красный север, синий юг.
Вертикальные смещения тессерального движения.
Красный вверху, синий внизу.
Смещения тессерального движения с востока на запад.
Красный восток, синий запад.
Смещения тессерального движения с севера на юг.
Красный север, синий юг.

Земной прилив охватывает все тело Земли, и ему не препятствует тонкая кора и массы суши на поверхности, в масштабах, которые делают жесткость горных пород несущественной. Океанские приливы являются следствием касательных сил (см.: равновесный прилив ) и резонанса тех же движущих сил с периодами движения воды в океанских бассейнах, накопленных за многие дни, так что их амплитуда и время совершенно различны и изменяются на коротких расстояниях всего лишь несколько сотен километров. Периоды колебаний Земли в целом не близки к астрономическим периодам, поэтому ее изгиб происходит за счет сил момента.

Компоненты прилива с периодом около двенадцати часов имеют лунную амплитуду (расстояния земных выпуклостей/впадин), которые чуть более чем в два раза превышают высоту солнечных амплитуд, как указано в таблице ниже. В новолуние и полнолуние Солнце и Луна выравниваются, а лунные и солнечные приливные максимумы и минимумы (выпуклости и впадины) складываются вместе, образуя наибольший диапазон приливов на определенных широтах. В фазах первой и третьей четверти Луны лунные и солнечные приливы перпендикулярны, а диапазон приливов минимален. Полусуточные приливы проходят один полный цикл (прилив и отлив) примерно раз в 12 часов и один полный цикл максимальной высоты (весенний и прилив) примерно раз в 14 дней.

Полусуточный прилив (один максимум каждые 12 часов или около того) преимущественно лунный (только S 2 чисто солнечный) и вызывает секториальные (или секторальные) деформации, которые поднимаются и опускаются одновременно по одной и той же долготе. [ 1 ] Секторальные вариации вертикальных и восточно-западных смещений максимальны на экваторе и исчезают на полюсах. Вдоль каждой широты есть два цикла: выпуклости расположены напротив друг друга, а впадины также противоположны. Суточные приливы лунно-солнечные и вызывают тессеральные деформации. Вертикальное движение и движение с востока на запад максимальны на широте 45° и равны нулю на экваторе и на полюсах. Тессеральная вариация имеет один цикл на широту, одну выпуклость и одну депрессию; выпуклости противоположны (антиподальны), то есть, например, западная часть северного полушария и восточная часть южного полушария. Точно так же противостоят и депрессии, в данном случае восточная часть северного полушария и западная часть южного полушария. Наконец, двухнедельные и полугодовые приливы имеют зональные деформации (постоянные по кругу широты), поскольку гравитация Луны или Солнца из-за наклона направлена ​​попеременно от северного и южного полушарий. На широте 35°16' вертикальное смещение равно нулю.

Поскольку эти смещения влияют на вертикальное направление целей изменения с востока на запад и с севера на юг часто заносятся в таблицы в миллисекундах дуги , для астрономических . Вертикальное смещение часто выражается в мкГал , поскольку градиент силы тяжести зависит от местоположения, поэтому преобразование расстояния составляет всего лишь примерно 3 мкГал на сантиметр.

Вертикальные смещения зонального движения. Красный вверху, синий внизу.

Приливные составляющие

[ редактировать ]

Основные приливные составляющие . Амплитуды могут отличаться от перечисленных в пределах нескольких процентов. [ 2 ] [ 3 ]

См. также Теорию приливов#Приливные составляющие .

Полусуточный
Разновидность Приливный
составляющая
Период Амплитуда (мм)
вертикальный в желтом
Главный лунный полусуточный MМ2 12.421 ч. 384.83 53.84
Полусуточная солнечная магистраль SS2 12 часов 179.05 25.05
Большая лунная эллиптическая полусуточная. 2 12,658 ч. 0 73.69 10.31
Лунно-солнечный полусуточный К 2 11,967 ч. 0 48.72 0 6.82
дневной
Разновидность Приливный
составляющая
Период Амплитуда (мм)
вертикальный в желтом
Лунные сутки К 1 23.934 ч. 191.78 32.01
Лунные сутки О 1 25,819 ч. 158.11 22.05
Солнечный суточный PП1 24.066 ч. 0 70.88 10.36
ж 1 23.804 ч. 00 3.44 0 0.43
пс 1 23,869 ч. 00 2.72 0 0.21
Солнечный суточный С 1 24 часа 00 1.65 0 0.25
Долгосрочная перспектива
Разновидность Приливный
составляющая
Период Амплитуда (мм)
вертикальный в желтом
Лунно-солнечный раз в две недели М ж 13,661 д 0 40.36 0 5.59
Лунный месяц М м 27,555 д 0 21.33 0 2.96
Солнечная полугодовая С са 0,5 года 0 18.79 0 2.60
Лунный узел 18,613 в год 0 16.92 0 2.34
Солнечная годовая С а 1 год 00 2.97 0 0.41

Приливная нагрузка океана

[ редактировать ]

В прибрежных районах, поскольку океанский прилив совершенно не соответствует земному приливу, во время высокого океанского прилива наблюдается избыток воды выше уровня гравитационного равновесия, и поэтому прилегающая земля опускается в ответ на возникающие различия в масса. Во время отлива возникает дефицит воды и земля поднимается. Смещения, вызванные приливной нагрузкой океана, могут превышать смещения, вызванные приливом земного тела. Чувствительным инструментам, расположенным далеко вглубь страны, часто приходится вносить аналогичные поправки. Атмосферную нагрузку и штормовые явления также можно измерить, хотя движущиеся массы менее весомы.

Сейсмологи установили, что микросейсмические явления коррелируют с приливными колебаниями в Центральной Азии (к северу от Гималаев); [ нужна ссылка ] см.: Приливное возникновение землетрясений . Вулканологи используют регулярные, предсказуемые движения земных приливов для калибровки и тестирования чувствительных инструментов мониторинга деформации вулканов; приливы также могут вызывать вулканические явления. [ 4 ] [ 5 ]

Полусуточная амплитуда земных приливов может достигать около 55 см (22 дюйма) на экваторе, что важно в геодезии с использованием системы глобального позиционирования , интерферометрии со сверхдлинной базой и измерений спутниковой лазерной локации . [ 6 ] [ 7 ] Кроме того, для проведения точных астрономических угловых измерений требуется точное знание скорости вращения Земли ( длины дня , прецессии , помимо нутации ), на которую влияют земные приливы (см. также: полюсный прилив ).

Земные приливы также необходимо учитывать в случае некоторых экспериментов по физике элементарных частиц . [ 8 ] Например, в ЦЕРН или Национальной ускорительной лаборатории SLAC очень большие ускорители частиц были спроектированы с учетом земных приливов для правильной работы. Среди эффектов, которые необходимо учитывать, — деформация окружности круговых ускорителей, а также энергия пучка частиц. [ 9 ] [ ненадежный источник? ] [ 10 ] [ ненадежный источник? ]

В других астрономических объектах

[ редактировать ]

Приливы тела существуют и в других астрономических объектах , таких как планеты и спутники. На Луне Земли приливы и отливы «меняются примерно на ±0,1 м каждый месяц». [ 11 ] Он играет ключевую роль в долгосрочной динамике планетных систем. Например, из-за приливов тела на Луне оно попадает в спин-орбитальный резонанс 1:1 и всегда показывает нам одну сторону. [ нужна ссылка ] Приливы тела на Меркурии заставляют его попасть в спин-орбитальный резонанс 3:2 с Солнцем. [ 12 ] По той же причине считается, что многие экзопланеты находятся в более высоких спин-орбитальных резонансах со своими родительскими звездами. [ 13 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Пол Мельхиор, «Земные приливы», Обзоры по геофизике , 1 , стр. 275–303, март 1974 г.
  2. ^ Джон Вар, «Земные приливы», Глобальная физика Земли, Справочник физических констант , Справочная полка AGU, 1 , стр. 40–46, 1995.
  3. ^ Майкл Р. Хаус, «Временные шкалы орбитального воздействия: введение», Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации; 1995 год; т. 85; п. 1-18. http://sp.lyellcollection.org/cgi/content/abstract/85/1/1
  4. ^ Соттили Г., Мартино С., Палладино Д.М., Пачелло А., Боццано Ф. (2007), Влияние приливных напряжений на вулканическую активность на горе Этна, Италия, Geophys. Рез. Летт., 34, Л01311, дои : 10.1029/2006GL028190 , 2007.
  5. ^ Часы вулкана , Геологическая служба США .
  6. ^ Конвенции IERS (2010). Жерар Пети и Брайан Лузум (ред.). (Техническое примечание IERS; 36) Франкфурт-на-Майне: Издательство Федерального управления картографии и геодезии, 2010. 179 стр., ISBN   9783898889896 , разд. 7.1.1, «Воздействие твердых земных приливов» [1]
  7. ^ Руководство пользователя Бернского программного обеспечения GNSS, версия 5.2 (ноябрь 2015 г.), Астрономический институт Бернского университета. Раздел 10.1.2. «Твердые земные приливы, твердые приливы и приливы на океанских полюсах и постоянные приливы» [2]
  8. ^ Ускоритель в движении, но ученые компенсируют приливные эффекты. Архивировано 25 марта 2010 г. в Wayback Machine , Стэнфорд, онлайн .
  9. ^ «Деформация окружности» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 марта 2011 г. Проверено 25 марта 2007 г.
  10. ^ энергия пучка частиц . Архивировано 20 июля 2011 г. на Wayback Machine .
  11. ^ Уильямс, Джеймс Г.; Боггс, Дейл. Х. (2015). «Приливы на Луне: теория и определение рассеивания». Журнал геофизических исследований: Планеты . 120 (4). Американский геофизический союз (AGU): 689–724. Бибкод : 2015JGRE..120..689W . дои : 10.1002/2014je004755 . ISSN   2169-9097 . S2CID   120669399 .
  12. ^ Нойель, Б.; Фруар, Дж.; Макаров В.В., Ефроимский М. (2014). «Возвращение к спин-орбитальной эволюции Меркурия». Икар . 241 : 26–44. arXiv : 1307.0136 . Бибкод : 2014Icar..241...26N . дои : 10.1016/j.icarus.2014.05.045 . S2CID   53690707 .
  13. ^ Макаров В.В.; Бергеа К. и Эфроимский М. (2012). «Динамическая эволюция и спин-орбитальные резонансы потенциально обитаемых экзопланет: случай GJ 581d». Астрофизический журнал . 761 (2): 83. arXiv : 1208.0814 . Бибкод : 2012ApJ...761...83M . дои : 10.1088/0004-637X/761/2/83 . S2CID   926755 . 83.

Библиография

[ редактировать ]
  • Маккалли, Джеймс Грейг, За Луной, Разговорное руководство по пониманию приливов и приливов, основанное на здравом смысле , World Scientific Publishing Co, Сингапур, 2006.
  • Пол Мельхиор, Earth Tides , Pergamon Press, Оксфорд, 1983.
  • Уайли, Фрэнсис Э., Приливы и притяжение Луны , The Stephen Greene Press, Браттлборо, Вермонт, 1979.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 578757f05364c32a5adf2b7354323f03__1722393300
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/57/03/578757f05364c32a5adf2b7354323f03.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Earth tide - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)