Tidevandskræfterne fra Månen og Solen | VG3

Projecter »

4072
Tidevandskræfterne fra Månen og Solen

Tidevandskræfterne på Jorden skyldes en kombination af Jordens, Solens og Månens rotationer.

hav.jpg

Tidevandskræfterne på Jorden skyldes en kombination af at Jorden roterer omkring sin egen akse og omkring Solen i en ellipsebane samtidig med, at Månen roterer omkring Jorden og dermed også omkring Solen.

I den klassiske mekanik taler man om et 3-legemeproblem, der ikke kan løses eksakt, men dog kan løses numerisk med en vilkårlig god nøjagtighed. Tidevandstabeller bliver derfor løbende opdateret.

I 3-legemeproblemet Jorden-Månen-Solen opererer man med 5 grundlæggende tidsperioder, der beskriver Månens og Solens gang på himlen set fra et fast punkt på Jorden. Den vigtigste periode er på 29,6 dage, hvilket er tiden for et fuldt måneomløb omkring Jorden. Den næstvigtigste periode er vores kalenderår, der beskriver tiden for et fuldt solomløb. Hertil kommer der så perioder på henholdsvis 8,8 år, 18,8 år og 20.940 år, som relaterer sig til mindre ændringer i Månens og Solens baner set fra en position på Jorden. Der skal ikke gås i detaljer med de sidste tre årelange perioder, men de er vigtige i forbindelse med studier af vandstandsændringerne i fx de næste 100 år, når man vil undersøge vandstandsændringer som følge af (menneskeskabte) klimaændringer.

Vi ser nu på figur 5 der viser halvdagligt tidevand, heldagligt tidevand, mellemproportionaler til halv- og heldagligt tidevand, samt maksimalt tidevand (springflod) og minimalt tidevand (nipflod) på 4 udvalgte tidevandsstationer, som har målt vandstand i flere menneskealdre.

Det halvdaglige tidevand optræder mange steder i verden bl.a. på vores breddegrader, hvor også Immingham ligger. Hovedbidraget til det halvdaglige tidevand skyldes Månen, og det benævnes M2 i fagsproget. Det tager Månen 2 x 12,42 timer for at stå over samme geografiske position igen, men her skal der mindes om, at når Månen befinder sig tættest på et punkt P og fjernest fra det samme punkt, dvs. når Månen er på samme side af Jorden som P og på den direkte modsatte side (husk netop på de to tidevandsbuler), så har tidevandet samme størrelse. Derfor har M2 -tidevandet en periode på 12, 42 timer.

Præcis det samme gør sig gældende for Solens vedkommende, fordi Solen bruger et helt døgn, dvs. 2 x 12 timer på et helt omløb. Solen giver derfor også anledning til et halvdagligt tidevand benævnt S2, hvor 2-tallet henviser til 2 gange dagligt.

Nu kan M2-tidevandet, som i princippet er en såkaldt meget lang bølge, vekselvirke dvs. interferere med S2-tidevandet, som er en tilsvarende lang bølge, og det kan give anledning til nogle tidevandsmellemformer, som fx findes i San Francisco på den nordamerikanske vestkyst samt i Manila, der er hovedstaden på Filippinerne.

Endelig findes der områder i den vestlige del af Stillehavet som fx Do San samt i Vest- og Nordaustralien, hvor der haves heldagligt tidevand, eller noget som kommer tæt på. Det skyldes en kombination af en lang række faktorer, men hvor geomorfologien, dvs. kystens form og shelfens udstrækning spiller en væsentlig rolle, hvor shelfen er den del af kontinentet som ligger under vandet, dog før kontinentalskrænterne forsvinder ned i dybderne.

tide_FIG5_800.jpg

Månens omløbstid på 2 x 14,8 dage relaterer sig til den tid, der går mellem to på hinanden følgende fuldmåner (eller nymåner) observeret fra en fast position på Jorden. Når Jorden-Månen-Solen ligger på linie, hvilket sker ved fuldmåne eller ved nymåne indtræffer der springflod. Når Jord-Måne-linien danner en ret vinkel med Jord-Sol-linien optræder der nipflod. Tiden mellem springflod og nipflod er på 14,8 dage, og man taler her om den såkaldte 14-dages ulighed.
tide_FIG6_800.jpg

I praksis indtræffer ekstremtidevandene springflod og nipflod med 1-2 dages forsinkelse efter henholdsvis fuldmåne/nymåne og halvmåne men stadigvæk således, at perioden mellem springflod og nipflod er på 14,8 dage. Denne tidsforskydning på 1-2 dage skyldes træghed i vandmasserne, fordi de først skal påvirkes af tidevandskræfterne og siden skal flytte sig fra et sted mod et andet. Disse forhold kan tydeligt aflæses i figur 5.
tide_FIG7_800.jpg

Figur 6 og 7 viser M2 og figur 8 viser S2 tidevandet i Verdenshavet. De såkaldte co-tidevands-linier på kortene angiver høj- og lavvande ankomsttider til samme tidspunkt. Disse linier mødes visse steder i Verdenshavet, og mødepunkterne kaldes for de amfidromiske punkter. Her findes der ikke noget tidevand.

tide_FIG8_800.jpg
Et hurtigt blik på figur 6, 7 og 8 viser, at tidevand i Verdenshavet er en ganske kompliceret sag, bl.a. fordi fordelingen af vand og land er ujævn, men også fordi havbundsdybderne varierer kolossalt fra den lavvandede shelf til de op til 11 km dybe dybhavsgrave henover de udstrakte midterrygge, der rejser sig over de 4-6 km dybe havbassiner med ganske flad og jævn bund...
Corioliskraften

Corioliskraften er en fiktiv kraft vi oplever her på Jorden som den kraft, der afbøjer havets og atmosfærens bevægelsesretning.

Tidevandsfysik

Al bevægelse beskrives i forhold til en fysisk referenceramme.

Tidevandsfakta

Månen giver typisk anledning til mere tidevand end Solen.

De to tidevandsbuler på Jorden

Her redegøres for kraftpåvirkningen fra Månen er på Jorden med brug af Newtons 2. og 3. Lov.

Tidevandskræfterne fra Månen og Solen

Tidevandskræfterne på Jorden skyldes en kombination af Jordens, Solens og Månens rotationer.

Broome

Meget få mennesker udenfor en snæver kreds af geofysikere forstår tidevandskræfterne og tidevandets fysik.