Επόμενες ενότητες μαθήματος

Transcript

1 Θαλάσσια Γεωδαισία 8 ο Εξάμηνο, Ακαδ. Έτος Επόμενες ενότητες μαθήματος Παλίρροιες (θεωρητικό και πρακτικό υπόβαθρο) Υδάτινα και παλιρροιακά κατακόρυφα συστήματα αναφοράς Ανάλυση και Πρόγνωση Παλιρροιών Όργανα, σφάλματα και σχεδιασμός μετρήσεων Τι είναι η παλίρροια; ιδάσκοντες:. εληκαράογλου Α. Μαρίνου Οι παλίρροιες (αγγλ. Tide, μαρέα στην ναυτική γλώσσα) ορίζονται ως το φυσικό φαινόμενο της περιοδικής ανόδου και καθόδου της στάθμης ενός σώματος νερού (π.χ., μιας μεγάλης λίμνης και κυρίως των θαλασσών), που προκαλούνται από τις συνδυασμένες επιδράσεις των βαρυτικών δυνάμεων της Σελήνης, του Ήλιου και της περιστροφής της Γης Οι παλίρροιες ποικίλλουν ως προς το εύρος τους από υψηλά σε χαμηλά επίπεδα, το βάθος του νερού σε οποιοδήποτε σημείο καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας. Σε ένα σημείο, η φάση ανόδου της στάθμης ονομάζεται πλημμυρίδα (flood tide), ενώ η κάθοδος ονομάζεται άμπωτη (ebb ή low tide). Από κοινού, η πλημμυρίδα και η άμπωτη αποτελούν το φαινόμενο της παλίρροιας Το φαινόμενο της παλίρροιας οφείλεται στη βαρυτική έλξη που ασκούν η Σελήνη (κατά κύριο λόγο) αλλά και ο Ήλιος πάνω στη Γη, καθώς και στην μεταξύ τους περιφορά, όπως και στις εκάστοτε τοπικές μετεωρολογικές και άλλες συνθήκες. Οι σχετικές αποστάσεις και θέσεις του Ήλιου, της Σελήνης και της Γης επηρεάζουν το μέγεθος της αυξομείωσης της στάθμης του νερού σε μια τοποθεσία. Λόγω των τοπικών συνθηκών, η έντασητης παλίρροιας διαφέρει από μέρος σε μέρος. Οι στενές είσοδοι και έξοδοι πορθμών, καθώς και τα ρηχά νερά (π.χ., σε εσωτερικούς κόλπους) τείνουν επίσης να διαχέουν τους υδάτινους όγκους των παλιρροιών. Πορθμός του Ευρίπου Laguna Madre,Texas Bay of Fundy Το σχήμα των κόλπων και των εκβολών ποταμών μπορεί επίσης να μεγεθύνει την ένταση των παλιρροιών. Οι κόλποι σε σχήμα χοάνης μπορούν να αλλάξουν δραματικά το παλιρροϊκό μέγεθος. ΟκόλποςFundy στη Νέα Σκοτία (Καναδά) είναι το κλασικό παράδειγμα αυτού του αποτελέσματος και έχει τις υψηλότερες παλίρροιες στον κόσμο - πάνω από 15 μέτρα Σε μικρότερη κλίμακα, το μέγεθος των παλιρροιών μπορεί να επηρεαστεί έντονα από το σχήμα της ακτογραμμής Το σχήμα των κόλπων και των εκβολών ποταμών μπορεί να μεγεθύνει την ένταση των παλιρροιών Αντίθετα, νησιά στη μέση ωκεανών που δεν βρίσκονται κοντά στα ηπειρωτικά περιθώρια παρουσιάζουν τυπικά πολύ μικρές παλίρροιες (της τάξης του 1m ήλιγότερο)

2 Οι αστρονομικές δυνάμεις που δημιουργούν τις παλίρροιες Στην Ουράνια Μηχανική, ο όρος "παλιρροϊκή ή παλιρροιακή δύναμη" αναφέρεται γενικά σε μια κατάσταση στην οποία ένα υλικό σώμα (π.χ., το νερό των ωκεανών) βρίσκεται κάτω από την βαρυτική επίδραση ενός δεύτερου σώματος (π.χ., της Γης), αλλά επίσης διαταράσσεται από τις βαρυτικές επιδράσεις ενός τρίτου σώματος (π.χ.,., της Σελήνης, του Ήλιου ή των άλλων πλανητών). Στην περίπτωση μιας μικρής ελαστικής σφαίρας, όπως θα μπορούσε να θεωρηθεί μια Γη χωρίς ηπείρους και καλυμμένη τελείως με νερό, ηεπίδρασημιας παλιρροϊκής δύναμης είναι η παραμόρφωση του σχήματος του σώματος χωρίς μεταβολή του όγκου του, π.χ. σφαίρα ελλειψοειδές Άλλο ενδεικτικό παράδειγμα είναι οι δακτύλιοι του Κρόνου, όπου οι παλιρροιακές δυνάμεις που ασκούν τα φεγγάρια του πλανήτηαντιτίθενταιστην βαρυτική συσσωμάτωση του υλικού στους δακτυλίους για να σχηματίσουν άλλα φεγγάρια Roche limit Αν και η μάζα του Ήλιου είναι φορές μεγαλύτερη από εκείνη της Σελήνης, αυτή είναι πολύ πιο κοντά στη Γη ασκεί μεγαλύτερη (σχεδόν διπλάσια) βαρυτική έλξη στη Γη Γιατί βλέπουμε πάντα την ίδια πλευρά της Σελήνης ; Οι δυνάμεις που δημιουργούν τις παλίρροιες προέρχονται από τον συνδυασμό της βαρυτικής έλξης της Σελήνης και του Ήλιου στο νερό των ωκεανών, και της σχετικής κίνησης των συστημάτων Γης- Σελήνης και Γης- Ήλιου Στην επιφάνεια της Γης, η βαρυτική έλξη της Γης ενεργεί σε μια κατεύθυνση προς το κέντρο της μάζας της και συνεπώς συγκρατεί τα θαλάσσια ύδατα στην επιφάνεια της. Ωστόσο, οι βαρυτικές δυνάμεις της Σελήνης και του Ήλιου, και φυγόκεντρος δύναμη του συστήματος Ήλιος-Γη- Σελήνη, ενεργούν εξωτερικά στον ωκεανό της Γης έλκοντας τις υδάτινές μάζες. Το σύστημα Γη-Σελήνη με μια ματιά Το σύστημα Γης-Σελήνης περιστρέφεται γύρω από κέντρο της μάζας τους καθώς η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο

3 Υποθέσεις: Ομαλή Γη, σταθερό βάθος ωκεανού Η Σελήνη βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον ισημερινό της Γης, και πάντα πάνω από το ίδιο σημείο στη Γη (δεν περιστρέφεται) Βαρύτητα και αδράνεια: Ένας πλανήτης περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σε ισορροπία μεταξύ βαρύτητας και αδράνειας Εάν ο πλανήτης δεν κινείται, η βαρύτητα θα τον τραβήξει προς τον Ήλιο. Εάν ο πλανήτης κινείται, η αδράνειά του θα τον κρατήσει να κινείται σε ευθεία γραμμή. Η βαρύτητα και η αδράνεια μαζί προκαλούν την κίνηση του πλανήτη σε σταθερή τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Με άλλα λόγια, ο πλανήτης φαίνεται να πέφτει προς τον Ήλιο, αλλά έχει αρκετή ορμή πλευρικά για να διατηρηθεί σε τροχιά περιφοράς γύρω από τον Ήλιο. Το ίδιο συμβαίνει με τη Γη και τη Σελήνη ώστε οι τροχιές τους να είναι σχεδόν κυκλικές. Η απόσταση μεταξύ των κέντρων της Γης και της Σελήνης παραμένει σταθερή λόγω της ισορροπίας μεταξύ δύο δυνάμεων: βαρυτική έλξη και αδράνεια (φυγοκεντρική δύναμη) η ανισορροπία μεταξύ δυνάμεων μακριά από το κέντρο της Γης δημιουργεί τις παλίρροιες Η βαρύτητα της Σελήνης προσελκύει τις υδάτινες μάζες του ωκεανού προς αυτήν Τα δύο ουράνια σώματα περιφέρονται σε περίπου 27.3 ημέρες γύρω από το κοινό κέντρο μάζας τους Η κίνηση της Γης γύρω από το κοινό ΚΜ δημιουργεί μια διόγκωση των υδάτινων μαζών στην πλευρά της Γης απέναντι από τη Σελήνη Ο συνδυασμός αυτός δημιουργεί καθημερινά δύο παλίρροιες Με τον ίδιο τρόπο λειτουργεί και το σύστημα Ήλιος-Γη Η γενεσιουργός πηγή των δυνάμεων που παράγουν παλίρροιες Παρ ότι σε έναν παρατηρητή φαίνεται ότι η Σελήνη γυρίζει γύρω από την Γη, στην πραγματικότητα ηγηκαιησελήνηαποτελούν, λόγω της αμφίδρομης βαρυτικής επίδρασής τους, ένα ενιαίο σύστημα το οποίο στρέφεται γύρω από ένα κοινό κέντρο μάζας το βαρύκεντρο που βρίσκεται μερικές χιλιάδες χιλιόμετρα (4671 km) μακριά από το κέντρο της Γης. Σε περιπτώσεις, όπως στο σύστημα Γης-Σελήνης, όπου ένα από τα δύο σώματα έχει σημαντικά μεγαλύτερη μάζα απότοάλλο(και είναι μεταξύ τους σχετικά κοντά), αντί αυτό να φαίνεται ότι κινείται σε μια τροχιά γύρω από ένα κοινό κέντρο μάζας με το μικρότερο σώμα, το μεγαλύτερο απλά ταλαντεύεται ελαφρά (το γνωστό φαινόμενο της κλόνησης του άξονα της Γης, wobble) Τα ίδια ισχύουν και για το σύστημα Γης- Ήλιου Οι αστρονομικές παλιρροιακές δυνάμεις έχουν συνεπώς δυο κύριες συνιστώσες την σεληνιακή και την ηλιακή Αριστερά: Όπως φαίνεται από ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς, οι κινήσεις Γης και Σελήνης καθώς περιφέρονται γύρω από έναν κοινό άξονα που διέρχεται από το κοινό κέντρο της μάζας τους Δεξιά: κάθε σημείο της Γης κινείται με τον ίδιο τρόπο, περιγράφοντας κυκλική διαδρομή της ίδιας ακριβώς ακτίνας ίσης με εκείνη της κίνησης του κέντρου της Γης γύρω από το CM ΗΓηκαιηΣελήνηπεριφέρονταιγύρωαπότο κοινόκέντροτηςμάζαςτους, με την αμοιβαία βαρυτική έλξη τους να παρέχει την κεντρομόλο δύναμη που είναι αναγκαία για να διατηρηθεί αυτή η κίνηση. Από την περιφορά της Γης και της Σελήνης γύρω από το κοινό κέντρο μάζας τους, σε κάθε σημείο τους, παράγονται φυγόκεντρες δυνάμεις

4 Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η φυγόκεντρος δύναμη λόγω της ημερήσιας περιστροφής της Γης γύρω από τον εαυτό της δεν παίζει κανένα ρόλο στη θεωρία των παλιρροιών, καθώς η εν λόγω δύναμη που ασκείται σε κάθε σημείο της γήινης επιφάνειας παραμένει σταθερή (εξαρτώμενη μόνο από την απόσταση του σημείου από τον άξονα περιστροφής της Γης) και άρα η επιφάνεια των νερών παραμένει πάντα σε ισορροπία σε σχέση με τον χρόνο Καθώς η Γη γυρίζει γύρω από το βαρύκεντρο, όλα τα σημεία της υπόκεινται σε φυγόκεντρη δύναμη (παντού ίδιας έντασης και διεύθυνσης) που τείνει να τα απομακρύνει από το βαρύκεντρο. Επιπλέον σε κάθε σημείο ασκείται επίσης μια δύναμη έλξης από τη Σελήνη Παρόμοιο σύμπλεγμα δυνάμεων υφίσταται και για το σύστημα Ήλιου-Γης Οι βαρυτική έλξη και η φυγόκεντρος δύναμη είναι σε απόλυτη ισορροπία μόνο στα κέντρα των δύο σωμάτων Σε όλα τα άλλα σημεία πάνω, κάτω και ενδιαμέσως των δύο σωμάτων οι δυνάμεις αυτές είναι διαφορετικές με αποτέλεσμα να προκαλούνται θαλάσσιες, ατμοσφαιρικές και γήινες παλίρροιες Στα σημεία της Γης που βρίσκονται προς την μεριά της Σελήνης οι (συνισταμένες) παλιρροϊκές δυνάμεις δρουν προς την μεριά της Σελήνης (g>cf). Στα απέναντι σημεία οι φυγόκεντρες δυνάμεις είναι μεγαλύτερες (g<cf) με αντίθετα αποτελέσματα. Σε κάθε σημείο οι ασκούμενες παλιρροϊκές δυνάμεις συνδυάζονται για να παραμορφώσουν την επιφάνεια του ωκεανού της Γης σε σχήμα περίπου ωοειδές με δύο εξογκώματα (όπου δημιουργούνται υψηλές παλίρροιες) ένα προς την πλευρά πλησιέστερα προς Σελήνη και το άλλο στην αντίθετη πλευρά Οι παλίρροιες είναι άμεσα εξαρτώμενες από την τοποθεσία και την απόστασή από το κέντρο του σώματος (Σελήνης/ Ήλιου) που τις προκαλεί, καθόσον η βαρυτική (ελκτική) δύναμη αλλάζει από σημείο σε σημείο στην επιφάνεια της Γης, αναλόγως της απόστασης από το σώμα που την ασκεί Οι υδάτινοι όγκοι στην πλησιέστερη πλευρά προς τη Σελήνη έλκονται πιο έντονα (κατά περίπου φορές περισσότερο) από εκείνους στην πιο μακρινή πλευρά Κατά συνέπεια, η βαρυτική δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα από ένα άλλο δεν είναι σταθερή στα διάφορα μέρη του: η πλησιέστερη πλευρά προσελκύεται πιο έντονα από την πιο μακρινή πλευρά. Είναι αυτή η διαφορά που προκαλεί ένα σώμα να τεντωθεί. Έτσι, η παλιρροιακήδύναμη είναι επίσης γνωστή ως η διαφορική δύναμη, καθώς και ως ένα δευτερεύον αποτέλεσμα της βαρυτικής δύναμης. Στο εκάστοτε σημείο των ωκεανών η δύναμη που δημιουργεί τις παλίρροιες είναι η συνισταμένη της δύναμης έλξης από τη Σελήνη και της φυγόκεντρης δύναμης λόγω της περιφοράς στο σύστημα Γη-Σελήνη. Οι παλιρροιακές δυνάμεις κατευθύνονται προς το κέντρο της Γης, στα σημεία που βρίσκονται 90 ο ως προς τον άξονα Γης-Σελήνης και είναι εφαπτόμενες στην επιφάνεια της Γης στα σημεία που βρίσκονται 45 ο ως προς τον ίδιο άξονα

5 Τοπικός ορίζοντας Παλιρροιακή δύναμη Εφελκυστική δύναμη Σε κάθε σημείο των ωκεανών της Γης η παλιρροιακή δύναμη μπορεί να αναλυθεί σε δυο συνιστώσες μια κάθετη ή κατακόρυφη στη γήινη επιφάνεια, και μιαοριζόντιαήεφαπτόμενησεαυτήν αυτή ακριβώς είναι η κύρια συνιστώσα που προκαλεί την κίνηση των υδάτινων μαζών Η οριζόντια στην γήινη επιφάνεια συνιστώσα της παλιρροιακής δύναμης ονομάζεται εφελκυστική δύναμη (tractive force) και είναι μηδενική στα υποσελήνια σημεία (sublunar points) και στους αντίποδες τους (antipodal points) γιατί η παλιρροιακή δύναμη είναι κάθετη σε αυτά τα σημεία Opposite tide Direct tide Η επίδραση προς την μεριά της Σελήνης λέγεται απευθείας ή άμεση παλίρροια (direct tide) Ηεπίσηςυψηλή παλίρροια στον αντίποδα (το σημείο από την πίσω μεριά της Γης) λέγεται αντίθετη παλίρροια (opposite tide) Αντίστοιχες επιδράσεις δημιουργούνται από τον Ήλιο Στις δύο αυτές θέσεις, υπάρχει μια συνεχής τάση να συσσωρεύονται με ελκτική ροή οι υδάτινοι όγκοι από άλλα σημεία της θάλασσας. Ως επακόλουθο, εξ αιτίας των μηδενικών εφελκυστικών δυνάμεων, στις πλευρές κοντά στη Σελήνη και μακριά από τη αυτήν, η θαλάσσια επιφάνεια τείνει να παραμείνει σε σταθερή συσσώρευση, δημιουργώντας έτσι τις χαρακτηριστικές παλιρροϊκές διογκώσεις (tide bulges). Εάν η Γη ήταν χωρίς τις The ηπείρους Tidal καιforce Envelope καλυπτόταν με νερό, τα θαλάσσια ύδατα θα ανταποκρίνονταν αποκλειστικά στις δυνάμεις έλξης και, η επιφάνεια του νερού θα προσέγγιζε το σχήμα ενός σφαιροειδούς, με κύριο άξονα κατά μήκος της γραμμής που συνδέει τα κέντρα μάζας της Γης και της Σελήνης Καθώς η Γη περιστρέφεται, θα είχαμε μια μεγάλη παλίρροια ακολουθούμενη από μια μικρή παλίρροια στην ίδια θέση 6 ώρες αργότερα, και από μια δεύτερη υψηλή παλίρροια μετά από 12 ώρες, και ούτω καθεξής Αυτές οι μεταβολές καθορίζουν την περιβάλλουσα αυξομείωσης της παλίρροιας (tidal force envelope) (ή του Ήλιου αντίστοιχα) Αφού οι παλίρροιες είναι άμεσα εξαρτώμενες από την περιοχήκαιτηναπόστασηαυτήςαπότοκέντροτου σώματος (Σελήνης/ Ήλιου) που τις προκαλεί, Κατά την παλίρροια, όταν οι ελκτικές δυνάμεις της Σελήνης έλκουν έντονα τους υδάτινους όγκους, δημιουργείται η πλημμυρίδα και εάν η βαρυτική έλξη προς αυτά είναι μειωμένη έχουμε την άμπωτη Χαρακτηριστικά των παλιρροιών Το πραγματικό (φυσικό) μοντέλο των παλιρροιών διαφέρει από το μαθηματικό λόγω διαφόρων παραγόντων οι παλίρροιες διαφέρουν από μέρος σε μέρος Το νερό είναι ένα ιξώδες μέσο που καθυστερεί την ανακατανομή του εξ αιτίας των παλιρροιακών δυνάμεων, με διαφορετικό τρόπο ανά περιοχές Η Γη δεν είναι μια ομοιογενής υδρόσφαιρα παντού, και επιπλέον έχει και ηπειρωτικές περιοχές Οι παλιρροϊκές κινήσεις υπόκεινται σε τριβή με τον πυθμένα των ωκεανών και άλλα ωκεάνια ρεύματα

6 Οι ήπειροι (και γενικότερα οι ακτές, τα νησιά, ) διακόπτουν, περιορίζουν, και αντανακλούν τις παλιρροϊκές κινήσεις των υδάτινων μαζών Το σχήμα και το μέγεθος των μορφολογικών χαρακτηριστικών του ωκεάνιου πυθμένα επιταχύνουν ή επιβραδύνουν τις παλιρροιακές δυνάμεις Η άνοδος και η πτώση της παλίρροιας δεν συμβαίνει με έναν ομοιόμορφο ρυθμό παντού Για τον προσδιορισμό της παλίρροιας, είναι απαραίτητο να υπολογιστούν τρείς παράμετροι: Ο χρόνος, το εύρος και το είδος της Όπου τα νερά παρουσιάζουν, κατά τη διάρκεια της παλίρροιας, το μεγαλύτερο ημερήσιο ύψος λέγεται πλήμμη (high water), ενώ στο μικρότερο ημερήσιο ύψος λέγεται ρηχία (low water). Η υψομετρική διαφορά μεταξύ πλήμμης και ρηχίας ονομάζεται εύρος παλίρροιας (range of tide), το οποίο μπορεί να μεταβάλλεται κατά τόπους μέχρι και 10 m. O χρόνος της παλίρροιας αναφέρεται στον χρόνο που εμφανίζεται η πλήμμη και η ρηχία (υψηλή και χαμηλή παλίρροια), οι οποίες σχετίζονται με το πέρασμα της Σελήνης από τον μεσημβρινό του τόπου Οιχρόνοιτηςπλήμμηςκαιτηςρηχίας χαρακτηρίζουν την παλίρροια σε μια γεωγραφική θέσηκαιοιδιαφορέςτουςονομάζονται σεληνοπαλιρροϊκά διαστήματα (lunitidal intervals) Τα σεληνοπαλιρροιακά διαστήματα δεν είναι σταθερά κατά μήκος ενός μεσημβρινού ιαφέρουν αναλόγως της ανακοπής του παλιρροϊκού κύματος από τις ηπειρωτικές μάζες όπως και την επιβράδυνση του από τον θαλάσσιο πυθμένα όταν φτάνει σε ρηχά νερά Ακόμα και στον ίδιο τόπο τα διαστήματα αυτά δεν παραμένουν σταθερά (λόγω των παλιρροιακών αλληλεπιδράσεων από τον Ήλιο και τη Σελήνη). Μεταξύ νέας σελήνης και πρώτου τέταρτου (1/4) και, μεταξύ νέας σελήνης και του τελευταίου τετάρτου (3/4) τωνφάσεωντης Σελήνης η σεληνοηλιακή διάδραση μπορεί να προκαλέσει μια επιτάχυνση στο παλιρροϊκό κύμα Αντίστοιχα, μεταξύ ¼ και πανσελήνου και ¾ και νέας σελήνης μπορεί να προκαλέσει μια επιβράδυνση Τα σεληνοπαλιρροιακά διαστήματα μπορούν να προσδιοριστούν με αφετηρία 1. είτε το πέρασμα της Σελήνης από τον κεντρικό μεσημβρινό του Greenwich, Αυτό επιτρέπει τη σύνδεση των χρόνων της παλίρροιας από ένα μέρος σε ένα άλλο Προσδιορίζουν ένα ενιαίο παλιρροιακό χρονικό σύστημα αναφοράς 2. είτεαπότοπέρασμάτηςσελήνηςαπόένα τοπικό μεσημβρινό Ο χρόνος της παλίρροιας είναι πολύ σημαντικός για την ανάλυση και την πρόβλεψη τους, όπως και τον υπολογισμό παλιρροϊκών διορθώσεων ανά ζώνη Φάσεις της Σελήνης Βασικοί ορισμοί Η τροχιά της Σελήνης γύρω από τη Γη δεν είναι κύκλος αλλά έλλειψη. Αυτό σημαίνει πως η Σελήνη δεν απέχει πάντα το ίδιο από τη Γη. Τα σημεία στην τροχιά όπου η Σελήνη είναι στο απώτερο και στο πλησιέστερο σημείο από τη Γη, δεν είναι σταθερά αναφορικά με τη Γη Η χρονική περίοδος της διέλευσης της Σελήνης πάνω από το ίδιο από τα δύο σημεία αποκαλείται Ανωμαλικός Μήνας και είναι μέρες ιαφέρει ελαφρά από τον Τροπικό Μήνα που είναι η περίοδος που χρειάζεται η Σελήνη για πάει από μια Ισημερία Σελήνης στην άλλη και είναι μέρες Βλέποντας τη Σελήνη από τη Γη, είναι ορατός ο κύκλοςτωνφάσεωντης: Νέα Σελήνη, Αύξων Μηνίσκος (waxing crescent), 1 η Ημισέληνος, Πρώτο Τέταρτο, Αύξων Αμφίκυρτος (waxing gibbous), Πανσέληνος, Φθίνων Αμφίκυρτος (waning gibbous), Τελευταίο Τέταρτο, 2 η Ημισέληνος, Φθίνων Μηνίσκος (waning crescent) καιπάλιξανά Ο χρόνος που απαιτείται για την κίνηση αυτή της Σελήνης από τη μια Νέα Σελήνη στην άλλη, καλείται Συνοδικός ή Σεληνιακός Μήνας και είναι κατά μέσο όρο μέρες

7 Υ = years from 2000 Υπάρχουν διάφοροι τύποι σεληνιακού μήνα. Οι περισσότεροι αναγνωρίστηκαν για πρώτη φορά στη σεληνιακή αστρονομία της αρχαίας Βαβυλώνας Σεληνιακή ημέρα, 24h:50min Οι περισσότερες παράκτιες περιοχές, με μερικές εξαιρέσεις, βιώνουν δύο μεγάλες παλίρροιες και δύο χαμηλές παλίρροιες σε κάθε σεληνιακή ημέρα Σεληνιακή μέρα είναι το μήκος του χρόνου που χρειάζεται μεταξύ δύο "διαβάσεων" της Σελήνης πάνω από ένα τόπο, δηλαδή δύο "άνω μεσουρανήσεων" όπως λέγονται. Σε αντίθεση με μια ηλιακή ημέρα, ωστόσο, μια σεληνιακή ημέρα είναι 24 ώρες, 50 λεπτά και 30 δευτερόλεπτα. Rotation North x Pole Noon Start Moon Earth Tidal bulges 8 hours Τόσο κινείται η Σελήνη σε 8 ώρες... North x Pole 8:00 P.M. 8 hours North x Pole 4:00 A.M. Στο 24ωρο μιας ηλιακής μέρας, η Σελήνηκινείται ανατολικά περίπου 12.2 ΗΓηπρέπεινα περιστραφεί κατά δηλ. σε άλλα 50 λεπτά - για να ευθυγραμμιστεί πάλι με τη Σελήνη. για αυτό το λόγο, οι σεληνιακές παλίρροιες φτάνουν συνήθως 50 λεπτά αργότερα κάθε μέρα. 8 hours... και τόσο σε 24 ώρες North x Pole Noon 1 ηλιακή μέρα North x Pole 12:50 P.M. on Day 2 50 min 1 Σεληνιακή μέρα Μια φορά το μήνα, όταν η Σελήνη είναι πιο κοντά στη Γη (στο περίγειο), οι παλιρροιακές δυνάμεις παράγουν παλίρροιες που είναι υψηλότερες από το συνηθισμένο (με εύρος πάνω από το μέσο όρο). Περίπου δύο εβδομάδες αργότερα, όταν η Σελήνη είναι στο πιο απομακρυσμένο σημείο της από τη Γη (στο απόγειο όγειο), οι παλίρροιες είναι μικρότερες (δηλ. με εύρος μικρότερο από το μέσο όρο. Μια παρόμοια κατάσταση συμβαίνει μεταξύ της Γης και του Ήλιου. Όταν η Γη είναι πιο κοντά στο περιήλιο, περίπου στις 2 Ιανουαρίου του εκάστοτε ημερολογιακού έτους, τα εύρη των παλιρροιών αυξάνονται. Μηνιαία μεταβολή της απόστασης Γης-Σελήνης ~50000 km Στο αφήλιο, όταν η Γη είναι πιο απομακρυσμένη από τον Ήλιο, γύρω στις 2 Ιουλίου, τα εύρη των παλιρροιών μειώνονται

8 Το εύρος των παλιρροιών Με τον όρο νοείται η διαφορά ύψους (στάθμης του νερού) μεταξύ πλήμμης και ρηχίας σε ένα συγκεκριμένο γεωγραφικό μήκος και πλάτος Στον ανοιχτό ωκεανό το εύρος της παλίρροιας είναι σχετικά μικρό ~1m ή και λιγότερο Όταν η παλίρροια κινείται σε ρηχά νερά ή συναντά ηπειρωτικές μάζες ή στενά δημιουργούνται μεγάλα εύρη παλίρροιας και σημαντικές διακυμάνσεις τους Το εύρος της παλίρροιας σε ένα μέρος δεν είναι σταθερό, μεταβάλλεται από μέρα σε μέρα Ενίοτε έντονες μεταβολές στο εύρος της παλίρροιας σε μια τοποθεσία οφείλονται μερικώς στην επίδραση των καιρικών συνθηκών. Οι παλίρροιες, ωστόσο, είναι ένα περιοδικό φαινόμενο που έχει να κάνει με τις σχετικές ως προς την Γη θέσεις της Σελήνης και του Ήλιου Οι ημερήσιες μεταβολές στο εύρος τους έχει να κάνει με τρεις κύριες διακυμάνσεις που συνδέονται με την κίνηση της Σελήνης Ocean Isle Beach, North Carolina, Η συνδυασμένη επίδραση του Ήλιου και της Σελήνης Spring tides: Όταν Γη, Ήλιος και Σελήνη βρίσκονται σε ευθεία γραμμή, δηλαδή σε συζυγία ή αντιζυγία Neap tides: Όταν Γη, Ήλιος και Σελήνη βρίσκονται σε ορθές γωνίες μεταξύ τους Spring tides / Παλίρροιες συζυγιών: οι ελκτικές δυνάμεις Σελήνης-Ήλιου προστίθενται αυξάνοντας το εύρος της παλίρροιας στο μέγιστο Ο αγγλικός όρος spring δε σημαίνει την εποχή του έτους, αλλά έχει την έννοια της εκτίναξης ή του ελατηρίου και προέρχεται από τη γερμανική λέξη "Springen" που σημαίνει "to leap, εκτινάσσομαι" Οι παλίρροιες συζυγιών συμβαίνουν κάθε πανσέληνο και νέα σελήνη (φέρνοντας, τιςπιοακραίεςυψηλές και χαμηλές παλίρροιες κάθε μήνα) Οι παλίρροιες συζυγιών συμβαίνουν κάθε πανσέληνο και κάθε νέα σελήνη (φέρνοντας, τις πιο ακραίες υψηλές και χαμηλές παλίρροιες κάθε μήνα) Οι πλημμυρίδες φτάνουν στη μέγιστη τιμή τους και αντίστοιχα οι ρηχίες στην ελάχιστη Οι παλίρροιες τετραγωνισμού συμβαίνουν στο πρώτο και τελευταίο τέταρτο της σελήνης (όπου οι υψηλές παλίρροιες είναι λίγο χαμηλότερες καιοιχαμηλέςπαλίρροιεςείναιλίγο υψηλότερες από το μέσο όρο) Neap tides / Παλίρροιες τετραγωνισμού: προκαλείται εξασθένηση του εύρους των παλιρροιών Το ύψος των πλημμών μειώνεται ενώ αυξάνεται το ύψος των ρηχιών Ο αγγλικός όρος neap, που δεν έχει άλλη έννοια στην αγγλική γλώσσα, εικάζεται ότι προέρχεται από την ελληνική λέξη νήπιο - μικρό- ή τη νορβηγική λέξη nøpen ( scarce, barely enough )

9 Ενδεικτική σχέση των παλιρροιών συζυγίας και τετραγωνισμού με τις φάσεις της Σελήνης, για ένα τυπικό μήνα στη (a) Νέα Υόρκη και (b) Αδελαΐδα, Αυστραλία. Η μεταβλητότητα της τροχιακής κλίσης της Σελήνης ως προς τον Ισημερινό Οι παλιρροιακές διογκώσεις της Γης ευθυγραμμίζονται με τη θέσεις της Σελήνης και, σε μικρότερο βαθμό, του Ήλιου, καθώς με την πάροδο του χρόνου, οι θέσεις αυτών των ουράνιων σωμάτων αλλάζουν σε σχέση με τον ισημερινό της Γης. Η κύρια επίδραση είναι η λεγόμενη σεληνιακή ημερήσια ανισότητα (lunar diurnal inequality) Το επίπεδο της τροχιάς της Σελήνης έχει μια κλίση μόνο ~5 ως προς το επίπεδο της τροχιάς της Γης περί τον Ήλιο (την εκλειπτική) η Σελήνη στη μηνιαία περιφορά της γύρω από η Γη παραμένει πολύ κοντά στην εκλειπτική. Η εκλειπτική έχει κλίση 23.5 ως προς τον Ισημερινό της Γης. Με παρόμοιο τρόπο, η Σελήνη, περιφέρεται γύρω από τη Γη μια φορά κάθε μήνα, περνώντας από μια θέση μέγιστης γωνιακής απόστασης (28.5 ο ) βόρεια του ισημερινού, σε μια θέση μέγιστης γωνιακής απόστασης νότια του ισημερινού κατά τη διάρκεια κάθε μισού μήνα. Ηγωνίααυτήείναιηαπόκλιση της Σελήνης. Τα δύο παλιρροϊκά εξογκώματα παρακολουθούν τις αλλαγές στη Σεληνιακή απόκλιση, αυξάνοντας ή μειώνοντας τις γωνίες τους στον ισημερινό. Ομοίως, η σχετική θέση του Ήλιου στον ισημερινό αλλάζει κατά τη διάρκεια του έτους καθώς η Γη περιστρέφεται γύρω από αυτόν Η απόκλιση του Ήλιου επηρεάζει τόσο τις εποχές, όσο και τις παλίρροιες. υο φορές το μήνα η Σελήνη καθώς διέρχεται από τον Ισημερινό προκαλεί παλίρροιες που λέγονται ισημερινές (equatorial tides). Ενώ στα σημεία της μέγιστης απόκλισης, οι παλίρροιες λέγονται τροπικές (tropical tides). Είδη της παλίρροιας Το είδος της παλίρροιας είναι το πιο σημαντικό από τα άλλα δυο χαρακτηριστικά που την τυποποιούν (χρόνο και εύρος) Αν το είδος είναι ίδιο αλλά υπάρχει διαφορά στο χρόνο και στο εύρος μεταξύ δυο παλιρροιών σε διαφορετικές τοποθεσίες με τις κατάλληλες αναγωγές μπορούν να υπολογιστούν σχετικά ακριβείς διορθώσεις σε παρακείμενα σημεία. Σε περίπτωση που το είδος της παλίρροιας είναι διαφορετικό, ακόμα και αν το εύρος και ο χρόνος είναι ίδια, δεν συνεπάγεται ότι είναι εύκολη η συσχέτιση των παλιρροιών σε δυο διαφορετικές κοντινές περιοχές Το είδος της παλίρροιας αποτυπώνεται στην καμπύλη παλίρροιας όπως αυτή προκύπτει μεταξύ πλήμμης και ρηχίας της. Η καμπύλη της παλίρροιας μπορεί να διαφέρει από μέρος σε μέρος, όμως είναι εφικτή η κατηγοριοποίηση τους, ανάλογα με τη συχνότητα εμφάνισής τους, σε: ημι-ημερήσιες, ημερήσιες, και μεικτού τύπου. Αν η Γη ήταν μια τέλεια σφαίρα χωρίς μεγάλες ηπείρους, όλες οι περιοχές του πλανήτη θα βίωναν αναλογικά δύο εξίσου υψηλές και χαμηλές παλίρροιες κάθε σεληνιακή ημέρα. Οι ακτές των ηπείρων, ωστόσο, εμποδίζουν τη διέλευση προς τα δυτικά των παλιρροιακών εξογκωμάτων καθώς περιστρέφεται η Γη. Καθώς οι υδάτινες μάζες δεν μπορούν να κινηθούν ελεύθερα σε όλο τον πλανήτη, οι παλίρροιες καθιερώνουν πολύπλοκα σχέδια σε κάθε λεκάνη των ωκεανών, τα οποία συχνά διαφέρουν πολύ από τα παλιρροιακά μοτίβα παρακείμενων θαλάσσιων λεκανών ή άλλων παράκτιων περιοχών της ίδιας λεκάνης των ωκεανών

10 Τύποι παλιρροιών ανά τους ωκεανούς Ημι-ημερήσια παλίρροια Ημερήσια παλίρροια Μεικτή παλίρροια Semidiurnal tide: Είναι το μοτίβο της παλίρροιας όπου τα δύο ψηλά και τα δύο χαμηλά είναι περίπου στο ίδιο ύψος και η μεταβολή του ύψους (από ρηχία σε πλήμμη) ολοκληρώνεται σε μισή μέρα (κάθε 6 ώρες και 12 ½ λεπτά μεταξύ τους) Η επίδραση της ακτογραμμής και της θαλάσσιας λεκάνης Bird Point, Alaska Είναι η παλίρροια που η μεταβολή του ύψους (από ρηχία σε πλήμμη) ολοκληρώνεται σε μια σεληνιακή μέρα Πολλές περιοχές στον Κόλπο του Μεξικού βιώνουν αυτούς τους τύπους παλίρροιας Η επίδραση της ακτογραμμής και της θαλάσσιας λεκάνης Η πλήμμη και η ρηχία επαναλαμβάνονται μια ή δύο φορές κάθε σεληνιακή μέρα αλλά τα εύρη τους είναι διαφορετικού μεγέθους ΠολλέςπεριοχέςστηδυτικήακτήτηςΒ. Αμερικής και τις βόρειες ακτές της Μεσογείου βιώνουν τέτοιες παλίρροιες Ενώ ο Ήλιος και η Σελήνη είναι οι γενεσιουργές δυνάμεις της παλίρροιας, τα χαρακτηριστικά της ορίζονται κυρίως από την ακτογραμμή, το σχήμα και το μέγεθος της θαλάσσιας λεκάνης στην οποία αναπτύσσονται Ενώ ο Ήλιος και η Σελήνη είναι οι γενεσιουργές δυνάμεις της παλίρροιας, τα χαρακτηριστικά της ορίζονται κυρίως από την ακτογραμμή, το σχήμα και το μέγεθος της θαλάσσιας λεκάνης στην οποία αναπτύσσονται υνάμεις Coriolis και παλιρροϊκή κίνηση Τα παλιρροιακά κύματα σε ευρείες λεκάνες του ωκεανού επηρεάζονται έντονα από την περιστροφή της Γης ( επιτάχυνση Coriolis ). Τα παλιρροιακά κύματα στρέφονται γύρω από τα λεγόμενα αμφιδρομικά μικά σημεία ή παλιρροιακούς κόμβους, όπου η κατακόρυφη κίνηση είναι σχεδόν μηδενική. υνάμεις Coriolis και ανάπτυξη της παλιρροιακής κυκλοφορίας περί τα αμφίδρομα σημεία Ένα απλό μοντέλο της δυναμικής συμπεριφοράς της (περιστρεφόμενης) παλίρροιας, π.χ. σε ορθογώνια λεκάνη, όπως τη βορειοαμερικανική και την ευρωπαϊκή ήπειρο. υνάμεις Coriolis και ανάπτυξη της παλιρροιακής κυκλοφορίας περί τα αμφίδρομα σημεία Τα αμφίδρομα σημεία αναφέρονται στην περιστροφική κίνηση των παλιρροιών γύρω τους Είναι σημεία μηδενικού πλάτους ενός αρμονικού συστατικού της περιοδικότητας της παλίρροιας

11 Η ανάπτυξη της παλιρροιακής κυκλοφορίας Οφείλεται στο φαινόμενο Coriolis και την παρεμπόδιση της κίνησης των υδάτινων μαζών μέσα σε ωκεάνιες λεκάνες, θάλασσες και κόλπους που δημιουργούν ένα μοτίβο παλιρροιακού κύματος που ονομάζεται αμφιδρομικό (παλιρροιακό) σύστημα Το φαινόμενο Coriolis περιγράφει πώς η περιστροφή της Γης κατευθύνει τους ανέμους και τα επιφανειακά ωκεάνια ρεύματα, προκαλώντας την κίνηση τους προςταδεξιάήστααριστερά ανάλογα με το Ημισφαίριο. (1) Μια κορυφή του κύματος της παλίρροιας εισέρχεται σε μια λεκάνη ωκεανού στο βόρειο ημισφαίριο. Ητάσηκίνησηςτου κύματος είναι προς τα δεξιά εξαιτίας της επίδρασης της δύναμης Coriolis (2) Η κίνηση προκαλεί μεγάλη ροή στην ανατολική ακτή της λεκάνης. Καθώς οι υδάτινοι όγκοι δεν μπορούν να συνεχίσουν προς τα δεξιά λόγω της ακτής, η κορυφογραμμή του παλιρροιακού κύματος κινείται προς τα βόρεια, ακολουθώντας την ακτογραμμή, και (3) και προκαλώντας μεγάλη ροή στη βόρεια ακτή της λεκάνης. Το κύμα συνεχίζει την κίνηση του γύρω από τη λεκάνη με αριστερόστροφη φορά (4) σχηματίζοντας μια υψηλή παλίρροια στη δυτική ακτή και ολοκληρώνοντας την περιστροφή κίνηση. Το σημείο γύρω από το οποίο κινείται η κορυφή είναι ένα σημείο ισορροπίας ή αμφίδρομο σημείο Με κέντρο ένα αμφιδρομικό σημείο και ακτινωτά προς τα έξω από αυτό, ξεκινούν ισοπαλιρροιακές γραμμές που ενώνουν σημεία στα οποία η υψηλή παλίρροια συμβαίνει ταυτόχρονα (1) Το παλιρροιακό μέτωπο εισέρχεται στη λεκάνη (2) Κινείται ανερχόμενο (στο Β. Ημισφαίριο) λόγω Coriolis δύναμης (3) & (4) η επίδραση Coriolis περιστρέφει το νερό γύρω από τη λεκάνη. Αυτό δημιουργεί ένα αμφίδρομο σημείο (ισορροπίας) στο κέντρο της λεκάνης Γενικά, τα αμφίδρομα σημεία θα βρίσκονταν στο κέντρο των τέλεια διαμορφωμένων ωκεάνιων λεκανών, αλλά στην πραγματικότητα η κατανομή τωνχερσαίωνπεριοχώνείναιαρκετά ακανόνιστη. Έτσι, τα αποτελέσματα όλων αυτών μαζί δημιουργούν ένα σύστημα αμφίδρομων σημείων σε όλο τον πλανήτη. Γενικά, τααμφίδρομασημείαθαβρίσκοντανστο κέντρο των τέλεια διαμορφωμένων ωκεάνιων λεκανών, αλλά στην πραγματικότητα η κατανομή των χερσαίων περιοχών είναι αρκετά ακανόνιστη. Έτσι, τα αποτελέσματα όλων αυτών μαζί δημιουργούν ένα σύστημα αμφίδρομων σημείων σε όλο τον πλανήτη. Σε στενές λεκάνες δεν αναπτύσσονται αληθινά αμφιδρομικά συστήματα παλίρροιας, επειδή δεν υπάρχει χώρος περιστροφής των υδάτων. Οι παλίρροιες στον κόλπο Fundy, Nova Scotia, είναι ακραίες επειδή το νερό στον κόλπο φυσικά συντονίζεται στην ίδια συχνότητα με τη σεληνιακή παλίρροια. Το εύρος της παλίρροιας καθορίζεται από τη διαμόρφωση της λεκάνης απορροής. Ενδεικτικό παράδειγμα, το αμφιδρομικό σύστημα στην ευρείας έκτασης, αλλά ρηχής λεκάνης στον κόλπο του Αγίου Λαυρεντίου μεταξύ New Brunswick και Νέας Γης, NA Καναδάς που Η δυναμική θεωρία των παλιρροιών, παρόλο που είναι εξαιρετικά περίπλοκη στη μαθηματική της ανάλυση, ωστόσο, όπως σκιαγραφείται από το σχετικά απλό μοντέλο της δυναμικής συμπεριφοράς της (περιστρεφόμενης) παλίρροιας σε μια λεκάνη, επιτρέπει την πρόβλεψη της διαδρομής και της διαδικασίας κίνησης της παλίρροιας σε κάθε σημείο των ακτογραμμών Οι ισοπαλιρροιακές γραμμές αριθμούνται σε ώρες μετά από τη μεσουράνηση της Σελήνης στον μεσημβρινό του Greenwich. Αυξάνουν αριστερόστροφα στο Βόρειο Ημισφαίριο, και δεξιόστροφα στο Νότιο.

12 Το παλιρροιακό κύμα κάνει μια πλήρη περιστροφή κατά τη διάρκεια μιας παλιρροιακής περιόδου (12 Σεληνιακές ώρες). Στην περιοχή του ίδιου αμφίδρομου σημείου, η χαμηλή παλίρροια συμβαίνει 6 ώρες πριν από την υψηλή π.χ., εάν η υψηλή παλίρροια συμβαίνει ταυτόχρονα κατά μήκος της ισοπαλιρροιακής γραμμής 9, χαμηλή παλίρροια συμβαίνει ταυτόχρονα κατά μήκος της ισοπαλιρροιακής γραμμής 3 Στην πραγματικότητα, αν λάβουμε υπόψη την επίδραση της γωνιακής απόκλισης (28.5 ο ) της Σελήνης ως προς τον Ισημερινό, η κατάσταση είναι αρκετά πιο περίπλοκη η 2 η η + f η = gh t x y η είναι το ύψος της παλίρροιας h είναι το μέσο βάθος f = 2ω sinφ είναι η επιτάχυνση Coriolis ω είναι η γωνιακή ταχύτητα περιστροφής της Γης φ είναι το γεωγραφικό πλάτος (θετικό για το βόρειο ημισφαίριο, αρνητικό για το νότιο ημισφαίριο) x,y είναι συντεταγμένες του σημείου ενδιαφέροντος Η λύση κυμάτων της παλιρροιακής εξίσωσης έχει τη μορφή i( kx x+ k y y ω t ) η( x, y,t ) = Ae Μια συγκεκριμένη λύση αντιστοιχεί σε μ=f/c, c= gh η οποία ονομάζεται κύμα Kelvin για το οποίο ισχύουν η( x, u = ( Ac / h )e υ = 0 y,t ) = Ae fy fy / c / c cos( kx ω t ) cos( kx ω t ) u, υ είναι οι μέσες ταχύτητες παλιρροιακού κύματος στις κατευθύνσεις (x,y) Το κύμα Kelvin είναι μια λογική προσέγγιση για τα παλιρροϊκά κύματα κοντά σε μια ευθεία ακτογραμμή y=y o, όπου υ=0. είναι το μεγαλύτερο κοντά στην ακτογραμμή και μειώνεται εκθετικά όσο απομακρύνεται Ένα παλιρροϊκό κύμα που διαδίδεται σε μια ορθογώνια λεκάνη μήκους L μπορεί να περιγραφεί μέσω εξισώσεων της μορφής η( x, y,t ) + e u = ( ca / 2h )[ e + e = ( A / 2 )[ e f f ( y ( y b / 2 ) / f ( y b / 2 ) / c ) c ) f ( y cos( kx ω t )] b / 2 ) / b / 2 ) / cos( kx ω t )] από το άθροισμα δύο κυμάτων Kelvin, ένα εισερχόμενο κύμα που μεταδίδεται σε αρνητική x κατεύθυνση κατά μήκος του δεξιού ορίου y=0 και, ένα ανακλώμενο κύμα που μεταδίδεται σε θετική x κατεύθυνση κατά μήκος του αριστερού ορίου y=b c ) c ) cos( kx + ω t ) + cos( kx + ω t ) + Το κλειστό χερσαίο όριο είναι x=0 και το ανοιχτό θαλάσσιο όριο στο x=l. Στo σημείο (x=π/2k, y=b/2) η κατακόρυφη κίνηση του κύματος είναι μηδέν αυτό είναι το αμφιδρομικό σημείο. Σε μεγάλες λεκάνες υπάρχει ένα άλλο αμφιδρομικό σημείο στη θέση (x=3π/2k, y=b/2). Σε μεγάλες λεκάνες απορροής, το παλιρροϊκό κύμα που αποτελείται από εισερχόμενα και ανακλώμενα κύματα Kelvin περιστρέφεται γύρω από αυτά Στον ωκεανό, oι παλίρροιες προχωρούν γύρω από λεκάνες, αριστερόστροφα στο βόρειο ημισφαίριο και δεξιόστροφα στο νότιο ημισφαίριο Στον ωκεανό, oι παλίρροιες προχωρούν γύρω από λεκάνες, αριστερόστροφα στο βόρειο ημισφαίριο και δεξιόστροφα στο νότιο ημισφαίριο Στον ωκεανό, δημιουργείται ένα ξεχωριστό αμφιδρομικό σύστημα από κάθε περιοδική συνιστώσα που περιγράφει την παλίρροια Στο αμφιδρομικό σύστημα της παλίρροιας Μ2 Τα δεξιόστροφα αμφιδρομικά σημεία βρίσκονται: north of the Seychelles near Enderby Land off Perth east of New Guinea south of Easter Island west of the Galapagos Islands north of Queen Maud Land Τα αριστερόστροφα αμφιδρομικά σημεία βρίσκονται: near Sri Lanka north of New Guinea at Tahiti between Mexico and Hawaii near the Leeward Islands east of Newfoundland midway between Rio de Janeiro and Angola east of Iceland

13 Αμφιδρομικό σύστημα της παλιρροιακής συνιστώσας Μ2 στη Βόρεια Θάλασσα Η παλιρροιακή ασυμμετρία αυξάνεται κατά μήκος της κατεύθυνσης διάδοσης (στις θέσεις Ι-ΙV). Στη θέση V η ασυμμετρία έχει εξαφανιστεί, επειδή η παλίρροια καθορίζεται κυρίως από το αμφιδρομικό σύστημα της κεντρικής Βόρειας Θάλασσας Συνοψίζοντας για τις παλίρροιες Οι παλίρροιες έχουν τα μεγαλύτερα μήκη κύματος των κυμάτων του ωκεανού. Προκαλούνται από έναν συνδυασμό της βαρυτικής δύναμης της Σελήνης και του Ήλιου, τηςκίνησηςτηςγης και της τάσης των υδάτων σε κλειστές θαλάσσιες λεκάνες να συντονίζουν την κίνηση τους σε μια συγκεκριμένη συχνότητα. Σε αντίθεση με τα άλλα κύματα, οι τεράστιες ποσότητες ρηχών νερών δεν είναι ποτέ ελεύθερες από τις δυνάμεις που προκαλούν την κίνηση τους και έτσι ενεργούν με ασυνήθιστους αλλά γενικά προβλέψιμους τρόπους. Τα εκάστοτε χαρακτηριστικά των λεκανών και άλλοι παράγοντες συνδυάζονται για να προκαλέσουν διαφορετικά παλιρροϊκά μοτίβα σε διαφορετικές ακτές. Παράγοντες που επηρεάζουν τις παλίρροιες Οι παρατηρούμενες παλίρροιες σε οποιοδήποτε θαλάσσιο χώρο είναι αποτέλεσμα πολλών παραγόντων που ενδεικτικά περιλαμβάνουν: Την ανταπόκριση του θαλάσσιου περιβάλλοντος στις δυνάμεις που παράγουν τις παλίρροιες Την μεταβολή των παλιρροιών λόγω της επίδρασης ρηχών νερών από τοπικά ποτάμια και κόλπους Τις τοπικές και περιφερειακές επιδράσεις του καιρού στη στάθμη των νερών και τα χαρακτηριστικά τους Καμμιά ακτή δεν στερείται παλιρροιών. Συχνά είναι τόσο μικρή ώστε η επίδραση του καιρού και των ανέμων να την επηρεάζουν Αλλά εξ ίσου συχνά παρουσιάζει θεαματικές αυξομειώσεις. Αυτές οι αλλαγές της θαλάσσιας στάθμης έχουν σημαντική επίδραση στην ζωή και την οικονομία των παράκτιων περιοχών Υπάρχουν ορισμένες εξαιρέσεις από τον κύριο κανόνα των 2 παλιρροιών κάθε σεληνιακή ημέρα: π.χ., κατά μήκος των ακτών του Κόλπου του Μεξικού, όπου υπάρχει μια μόνο παλίρροια την ημέρα ημερήσιος παλιρροιακός κύκλος, σε αντίθεση με τον κανονικό ημι-ημερήσιο κύκλο λόγω της τοπικής τοπογραφίας των ακτών Κανόνας των 12ωρ ωρωνων για την αναμενόμενη στάθμη νερού Η μετάβαση από την πλημμυρίδα στην άμπωτη γίνεται σταδιακά, οπότε δεν είναι ακριβές να λέμε ότι μια μεγάλη ή χαμηλή παλίρροια διαρκεί περίπου 6 ώρες και 12 λεπτά, δηλαδή ένα τέταρτο μιας σεληνιακής ημέρας. Η ταχύτητα ροής του νερού ποικίλλει κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου και επίσης ποικίλλει από τόπο σε τόπο ηστάθμη του νερού αλλάζει σταδιακά επηρεάζουν τη στάθμη της θάλασσας και μπορεί να προκαλέσουν τόσο χαμηλότερες όσο και υψηλότερες παλίρροιες από ότι αναμένεται (π.χ., με τις προβλέψεις σε παλιρροιακούς πίνακες) Ατμοσφαιρικά συστήματα υψηλής πίεσης μπορούν να οδηγήσουν σε ημέρες με εξαιρετικά χαμηλή παλίρροια, ενώ τα συστήματα χαμηλής πίεσης μπορούν να συμβάλλουν στην πρόκληση πολύ μεγαλύτερων παλιρροιών από ότι προβλεπόταν. διαφορετικές καιρικές συνθήκες Θυελλώδεις παλίρροιες (storm tides) προκαλούνται από ένα συνδυασμό καταιγίδων και φυσιολογικής παλιρροιακής κίνησης. Ισχυροί υπεράκτιοι άνεμοι μπορούν να μετακινήσουν το νερό μακριά από τις ακτές, υπερτονίζοντας την παλίρροια, ενώ οι παραθαλάσσιοι άνεμοι μπορεί να προκαλέσουν τη συσσώρευση νερού στην ακτογραμμή, καθιστώντας την παλίρροια υψηλότερη από την κανονική θύελλες + παλίρροιες = υπερχείλιση

14 μέσες και ακραίες παλίρροιες Κατά μέσο όρο η παλίρροια στα μέσα του ωκεανού είναι περίπου 1m.Ωστόσο, σε ορισμένες παράκτιες περιοχές, η αυξομείωση της παλίρροιας μπορεί να είναι περισσότερο από 10 φορές υψηλότερη σε πιο ακραίες περιστάσεις Το να δίδεται, ως πρόβλεψη, ένας μέσος όρος για το εύρος της παλίρροιας κατά μήκος των ακτών του κόσμου δεν έχει πολύ νόημα, καθώς η εκάστοτε παλίρροια μπορεί να ποικίλλει κατά πολύ από τόπο σε τόπο οι παλίρροιες είναι ιδιαίτερα εντυπωσιακές στα αβαθή π.χ., στη Γερμανία, ηβόρεια Θάλασσα καταλαμβάνει μια ζώνη km για λίγες ώρες και μετά επανέρχεται στο χέρσο Έτσι δημιουργείται μια γκριζωπή ζώνη λασπώδους και υγρής άμμου (mudflat / λασπώδη επίπεδα ή tidal flat / λασπώδη διαμερίσματα) όπου αποτίθενται θαλάσσια οργανικά υλικά. Το μεγαλύτερο μέρος της είναι εντός της ενδιάμεσης παλιρροιακής ζώνης, καιέτσιείναι βυθισμένο και εκτεθειμένο στην αυξομείωση της παλίρροιας περίπου δύο φορές τη μέρα παλίρροιες της τριπλής σύμπτωσης Εάν μια παλίρροια συζυγιών συμπίπτει με την ισημερία είτε του Μαρτίου, του Σεπτεμβρίου, μπορούμε να περιμένουμε το μεγαλύτερο παλιρροιακό εύρος του έτους, γιατί, στις ισημερίες, η Σελήνη και ο Ήλιος ευθυγραμμίζονται στο επίπεδο του ισημερινού Αν επιπλέον η Σελήνη τύχει να βρίσκεται και στην πλησιέστερηαπόστασήτηςαπότηγη παλίρροιες με την ταχύτητα ενός καλού αλόγου παλίρροιες με την ταχύτητα ενός καλού αλόγου παλίρροιες της τριπλής σύμπτωσης Όπως έγινε στις 21 Μαρτίου 2015, στο Mont-Saint- Michel (στις ακτές της Νορμανδίας, στη βόρεια Γαλλία), όπου η παλίρροια εντυπωσίασε με τη δριμύτητά της Σε αυτή την περίπτωση, η θάλασσα απομακρύνθηκε κατά 25 ολόκληρα χιλιόμετρα από τον στενό και χαμηλό ισθμό μήκους ενός χιλιομέτρου (που συνδέει το νησάκι με την πλησιέστερη ξηρά)! Η κάλυψη και αποκάλυψης του ισθμού είναι ένα φαινόμενο που προσελκύει τουρίστες καθ' όλη τη διάρκεια του χρόνου). Σε μερικές περιοχές, όπου η παλίρροια έρχεται σε σχετικά ρηχό στενό κόλπο ή εκβολή ποταμού, σχηματίζονται μεγάλο παλιρροϊκό κύμα (tidal bore) που κινείται ενάντια στο ρεύμα του ποταμού ή του κόλπου, δημιουργώντας την εντύπωση ροής άμμου σε κλεψύδρα π.χ., στον κόλπο Morecambe, UK (αριστερά), στον κόλπο Hangzhou όπου εκβάλλει ο ποταμός Qiantang (δεξιά), κ.ά. Σε μερικές περιοχές, όπου η παλίρροια έρχεται σε σχετικά ρηχό στενό κόλπο ή εκβολή ποταμού, σχηματίζονται μεγάλο παλιρροϊκό κύμα (tidal bore) που κινείται ενάντια στο ρεύμα του ποταμού ή του κόλπου, δημιουργώντας την εντύπωση ροής άμμου στη χοάνη μιας κλεψύδρας Εμφανίζονται σε σχετικά λίγες τοποθεσίες παγκοσμίως, συνήθως σε περιοχές με μεγάλο εύρος παλιρροιών (συνήθως πάνω από 6 m) Την επόμενη φορά Μετρήσεις και υπολογισμοί για τις παλίρροιες Μεταβολές στη στάθμη των νερών ανεξάρτητες από την παλίρροια Από τσουναμι Καταιγίδες Τοπικοί άνεμοι και μεταβολλές της βαρομετρικής πίεσης επηρεάζουν τα ρηχά νερα Εποχιακές μετερεολογικές μεταβολές (ελ νινιο) κλπ Εξάτμιση του νερού (σε λίμνες) Είναι σημαντικό για τον υδρογράφο να γνωρίζει αυτές τις μεταβολλές