Jordvatten

Earth tide ( eng.  earth tide ) är oscillationen av jordens kropp (förskjutning av den plana ytan ) under inverkan av tidvattenkrafter [1] på grund av månens och solens gravitation . Förskjutningsamplituden är cirka 0,5 meter [1] . De viktigaste periodiska komponenterna i de terrestra tidvattnen är halvdagliga, men det finns också dagliga, halvårliga och varannan vecka fluktuationer.

Tidal Force

De flesta av de periodiska gravitationskrafterna kommer från månen. Figurerna visar tidvattenkraften som produceras av månen när månen är exakt över 30°N. sh. (i bilden till höger), eller 30 ° S. sh. (i figuren till vänster. Den röda färgen visar kraften riktad uppåt (från jordens mitt), i blått - riktad nedåt (mot jordens mitt). På varje bild är ett rött område under månen , den andra från den motsatta punkten. Om till exempel i Vid denna tidpunkt är månen direkt över 30° N (höger bild), 90° W, så är mitten av ett rött område vid 30° N, 90° W (under månen), mitten av det andra röda området är vid 30° S, 90° O (vid motsatt punkt från månen), och det blåaktiga bandet är en storcirkel på samma avstånd från dessa punkter. dag, vilket ger en daglig period av fluktuationer i kraft. Vid ekvatorn motsvarar uppkomsten av två lika stora toppar (och två fördjupningar) av kraft en halvdaglig svängningsperiod.

Jordens tidvatten

Jordens tidvatten täcker hela jordens kropp och hindras inte av tunn skorpa och landmassor på ytan i en skala som gör stenarnas styvhet obetydlig. Även om gravitationskraften som orsakar land- och havsvatten är densamma, är dess effekt på fast land och havsvatten olika. Havsvatten är resultatet av resonansen av samma drivkrafter med de periodiska rörelserna av vatten i världshavet , ackumulerade under många dagar, så att deras amplitud ändras över korta avstånd på bara några hundra kilometer. Samtidigt är perioderna av jordens naturliga svängningar oproportionerliga till astronomiska tider, så höjden på jordens tidvatten bestäms endast av de krafter som verkar vid ett givet ögonblick.

Tidvattenkomponenter med en period på cirka tolv timmar har en månamplitud (skillnaden i höjderna av utbuktningen/tråget på jordytan) som är något mer än dubbelt så högt som solamplituderna, som visas i tabellen nedan. Tidvattnet i halvtid (maximalt en var 12:e timme) är till övervägande del mån och orsakar sektoriella deformationer. Dagvattenvågen är lunisolär och orsakar deformationer av kroppar [2] .

Tidvattenkomponenter

De viktigaste komponenterna i tidvattnet. Amplituder kan skilja sig från de listade inom några få procent [3] [4] .

Halvdagligt
Tidvattenkomponent Period Vertikal amplitud (mm) Horisontell amplitud (mm)
M 2 12.421 h 384,83 53,84
S 2 (solar halvdagligt) 12.000 h 179,05 25 maj
N 2 12.658 timmar 73,69 10.31
K 2 11.967 timmar 48,72 6,82
Dagtid
Tidvattenkomponent Period Vertikal amplitud (mm) Horisontell amplitud (mm)
K 1 23.934 timmar 191,78 32.01
Ungefär 1 25.819 timmar 158,11 22 maj
R 1 24.066 timmar 70,88 10.36
f 1 23.804 timmar 3,44 0,43
ψ 1 23.869 timmar 2,72 0,21
S 1 (dagligen sol) 24.000 timmar 1,65 0,25
Långsiktig
Tidvattenkomponent Period Vertikal amplitud (mm) Horisontell amplitud (mm)
M f 13 661 dagar 40,36 5,59
M m (månmånad) 27 555 dagar 21.33 2,96
S sa (solenergi halvår) 0,50000 år 18,79 2,60
månens nod 18 613 år 16,92 2,34
S a (årlig solenergi) 1 0000 år 2,97 0,41

Effekter av jordens tidvatten

Högprecisionsdata om jordens tidvatten har erhållits med hjälp av kryogena gravimetrar , såväl som radiointerferometrar med ultralång baslinje [ 1 ] . Vulkanologer använder de regelbundna, förutsägbara rörelserna av jordens tidvatten för att kalibrera och testa känsliga instrument för att övervaka vulkanernas deformation. Tidvatten kan också orsaka vulkaniska händelser [5] .

Amplituden för jordens tidvatten är viktig att ta hänsyn till i det globala positioneringssystemet och i satellitlaseravståndsmätningar. Jordtidvatten måste också tas med i beräkningen i fallet med vissa partikelfysikexperiment , till exempel vid CERN [6] eller National Accelerator Laboratory. SLAC har mycket stora partikelacceleratorer designats med jordvatten för att fungera korrekt [7] .

Tidvatten i planeter och månar, såväl som i binära stjärnor och binära asteroider, spelar en nyckelroll i deras dynamik. Till exempel, på grund av tidvattensvängning, faller månen i en 1: 1 spin-omloppsresonans , på grund av vilken den alltid är vänd mot jorden på ena sidan. På grund av tidvattnet är Merkurius också instängd i en 3:2 spin-omloppsresonans med solen [8] . Av samma anledning tros många exoplaneter vara fångade i högre spin-omloppsresonanser med sina moderstjärnor [9] .

Litteratur

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 Molodensky S. M. Ebb och flod, 2015 .
  2. ↑ Melchior P. Earth tides, 1968 .
  3. ↑ John Wahr, "Earth Tides", Global Earth Physics, A Handbook of Physical Constants , AGU Reference Shelf, 1 , pp. 40–46, 1995.
  4. ↑ Michael R. House, "Orbital forcing timescales: an introduction", Geological Society, London, Special Publications; 1995; v. 85; sid. 1-18. http://sp.lyellcollection.org/cgi/content/abstract/85/1/1 Arkiverad 23 juni 2010 på Wayback Machine
  5. ↑ Sottili G., Martino S., Palladino DM, Paciello A., Bozzano F. (2007), Effekter av tidvattenspänningar på vulkanisk aktivitet vid vulkanen Etna, Italien, Geophys. Res. Lett., 34, L01311, doi : 10.1029/2006GL028190 , 2007.
  6. ↑ Melchior P. Earth tides, 1968 , sid. 315-317.
  7. ↑ Accelerator på väg, men forskare kompenserar för tidvatteneffekter Arkiverad 25 mars 2010 på Wayback Machine , Stanford online
  8. ↑ Noyelles, B. (2014). "Snurrbana evolution av Merkurius återbesökt". Ikaros . 241 :26-44. arXiv : 1307.0136 . Bibcode : 2014Icar..241...26N . DOI : 10.1016/j.icarus.2014.05.045 .
  9. ↑ Makarov, VV (2012). "Dynamisk evolution och spin-omloppsresonanser hos potentiellt beboeliga exoplaneter: fallet med GJ 581d." The Astrophysical Journal . 761 (2) : 83.arXiv : 1208.0814 . Bibcode : 2012ApJ...761...83M . DOI : 10.1088/0004-637X/761/2/83 . 83.

 

Se även

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger