Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Natur

Hvad forårsager tidevand? Høj- og lavvande forklaret

Det er lavvande ved Robin Hood's Bay, North Yorkshire, som er et populært naturskønt område i Englands nordøstlige kyst. Fotos af R A Kearton/Getty Images

Tidevand har forårsaget en masse problemer i løbet af det første kvartal af dette årtusinde. I perioder med højvande oversvømmes nu lavtliggende områder, der grænser op til havet, langt oftere end tidligere. Mellem 2000 og 2017 steg den gennemsnitlige hyppighed af "højvande oversvømmelser" over hele USA med 50 procent. Oversvømmelser af denne art blokerer veje, skader infrastrukturen og understøtter stormafløb.

Omkring 37 procent af den globale befolkning bor inden for 62 miles (100 kilometer) fra en kystlinje. De seneste oversvømmelsestendenser må have mange af disse mennesker til at undre sig over tidevandsvidenskab. Hvad forårsager tidevandet ? Hvorfor får nogle områder mere dramatiske tidevand end andre? Og hvorfor kan havniveauet ikke bare holde sig konstant overalt, hele tiden? Her ser vi på fysikken og idiosynkrasier af planeten Jordens tidevand.

Indhold
  1. Månens tyngdekraft
  2. Solen og tidevandet
  3. Når kontinenter forstyrrer

Månens gravitationstræk

Se diagrammet nedenfor. På billedet vil du bemærke, at vores planet sidder inde i en klat havvand, der er lidt formet som en rugbybold. Der er en bule i havet på hver side af planeten. Bemærk, at den ene bule stikker ud fra den halvdel af kloden, der vender mod månen, mens den anden er placeret i Jordens modsatte ende.

Hvorfor eksisterer disse buler? I en nøddeskal er de primært forårsaget af månens tyngdekraft på Jorden.

Den kraft kan have to separate komponenter. Det kan trække stof "lodret", hvormed vi mener vinkelret på Jordens overflade. Og det kan også trække tingene "vandret" - dvs. i en retning, der løber parallelt med vores planets overflade.

Nu kaldes stedet på kloden, der sidder lige under månen på et givet tidspunkt, det submånepunkt. I mellemtiden er stedet på den anden side af vores planet, der er direkte over for det submånepunkt, kendt som antipodepunktet.

Det er ikke tilfældigt, at havets buler er højest lige over de to steder. Ved det submånepunkt og det antipodale punkt mangler månens tyngdekraft en vandret komponent - noget der også mangler i de to verdenshjørner, der er placeret 90 grader væk fra disse pletter.

Disse fire områder er unikke i den henseende; hvert andet sted på Jorden oplever en vandret kraft, der skubber vandmolekyler i havet mod enten submånepunktet (hvor månens tyngdekraft er stærkest) eller antipodepunktet (hvor månens tyngdekraft er svagest). Det er derfor, havet buler op over de to områder.

Solen og tidevandet

En gang hver 24. time fuldender Jorden en fuld rotation omkring sin akse. Når Jorden roterer, vil ethvert givet sted på planetens overflade (som f.eks. Long Island eller Australien) passere lige gennem begge disse havbuler.

Så - i de fleste områder - når dit hjem er direkte under en bule, bør det lokale tidevand være højt. Men når det kommer ind i mellemrummet mellem bulerne, bør tidevandet i dit område blive lavere. Dette er ikke altid tilfældet, som du vil lære på et øjeblik.

Lad os indtil videre diskutere en anden faktor, der påvirker vores tidevand. Solen udøver også en tyngdekraft på havene, men fordi vores solkammerat er længere væk, er dens indvirkning på tidevandet mindre udtalt end månens. Alligevel forstærker den store kugle af gas og plasma mærkbart tidevandsbuler med jævne mellemrum.

"Tevandet er [på deres] største ... når solen og månen står på linje," siger Duncan Agnew, en geofysiker ved University of California, San Diego, i en e-mail.

Han bemærker, at dette sker under to separate månefaser:Fuldmåner og nymåner, hvilket resulterer i tidevand i plusstørrelser kaldet spring tide. (Bemærk, at navnet ikke har noget at gøre med forårssæsonen; faktisk forekommer springvande hele året.)

Under forårsvande er høj- og lavvande mere ekstreme:"højvandet" er virkelig højt, og "lavvandet" er usædvanligt lavt.

Der er mindre ekstreme tidevand, når solen og månen sidder vinkelret på hinanden (i forhold til Jorden). En sådan ordning vil frembringe det, der kaldes pænt tidevand. Et jævnt tidevand er en periode, hvor forskellen mellem høj- og lavvande er minimal.

Når kontinenter forstyrrer

Forbered dig selv:Tingene er ved at blive endnu mere komplekse. Jorden kan være en "blå planet", men 29 procent af vores verdens overflade er dækket af land. Vige, klipper og andre geografiske træk kan også forstyrre tidevandet og forstærke dem i nogle områder og svække dem i andre.

De fleste kystområder får to højvande om dagen, med et nyt hver 12. time og 25 minutter. Alligevel er undtagelser fra reglen ikke svære at finde. "Havvande er en kompliceret proces, der involverer tidevandskraften, der virker på vand, der ligesom også er fri til at skvulpe rundt i havbassinerne," siger Agnew.

Mange strande ved den Mexicanske Golf får kun ét højvande om dagen, et biprodukt af begrænset vandstrøm. Ovre i Nova Scotia bliver vandet, der kommer ind i den V-formede Fundy-bugt, skubbet opad, mens det bevæger sig ind i landet. Dette resulterer i enorme højdeforskelle mellem lav- og højvande der, kaldet boretidevand.

Nu er det interessant

Tidevand kan bruges som en kilde til vedvarende energi. Rance Tidevandskraftværket i Bretagne, Frankrig har brugt tidevand på den engelske kanal til at generere elektricitet siden 1966. Et større anlæg af denne type blev senere bygget i Sydkorea.

Ofte stillede spørgsmål om højvande

Hvad er høj- og lavvande?
Høj- og lavvande refererer til den regelmæssige stigning og fald i havets farvande. Højvande opstår, når vandet dækker en stor del af kysten efter at være steget til det højeste niveau. Lavvande er, når vandet trækker sig tilbage til sit laveste niveau og bevæger sig væk fra kysten.
Hvad sker der under højvande?
Under højvande kryber havets vand op ad kysten og uddyber vandet. Dette sker, når en vandmasse kommer tættere på en af ​​de to buler skabt af månens tyngdekraft.
Hvad forårsager lavvande?
Månens tyngdekraft eller tidevandskraft forårsager to buler på Jorden (og dens vand) - den ene på punktet tættest på månen og den anden på den direkte modsatte side af planeten. Når Jorden drejer, kommer et område tættere på eller længere fra bulerne. Jo længere den er fra én, jo lavere er tidevandet.
Hvilke genstande påvirker tidevandet?
Ud over månen kan solen og bugter, klipper og andre geografiske træk påvirke tidevandet. Solen udøver sin egen tyngdekraft på havene, mens geografiske træk kan forstyrre tidevandet, forstærke dem i nogle dele og svække dem i andre.

Mange flere oplysninger

Relaterede artikler

  • Sådan fungerer Barrier Islands
  • Hvordan sporer videnskabsmænd havniveauet?
  • Hvad er tidevandstabeller?

Flere gode links

  • NOAA-tidevandsforudsigelser
  • Hvad er tidevand?



Varme artikler