İçerik
- Newton, Gravite Açısından Gelgit Gücünü Açıkladı
- Bir Günde İki Gelgitin Sebebi
- Ay Yörüngesinin Etkileri
- Güneş ayrıca gelgitleri etkiler
- Okyanus Havzalarının Gerçek Dünyasında Gelgitler
- Gelgitler Hava Durumu ve Jeolojik Olaylardan Etkilenir
Gelgitlerin yükselişi ve düşüşü, Dünya gezegeninde yaşam üzerinde derin bir etkiye sahiptir. Devamlılık için denize bağlı kıyı toplulukları olduğu sürece, insanlar yiyecek toplama faaliyetlerini gelgitlerle uyumlu olacak şekilde zamanlamışlardır. Kendileri için, deniz bitkileri ve hayvanları, döngüsel ebb'a adapte olmuş ve çok sayıda ustaca şekilde akmıştır.
Yerçekimi gelgitlere neden olur, ancak gelgit döngüsü herhangi bir cennetsel cismin hareketine senkronize değildir. Okyanusları etkileyen ayların Dünya'da geldiğini hayal etmek kolaydır, ama ondan daha karmaşıktır. Güneş ayrıca gelgitleri de etkiler.
Venüs ve Jüpiter gibi diğer gezegenler bile, minik bir etkiye sahip olan çekimsel etkilere maruz kalırlar. Tüm bu etkileri bir araya getirse de, Dünya üzerindeki herhangi bir noktanın günde iki yüksek gelgit yaşadığı gerçeğini açıklayamıyorlar. Bu açıklama, Dünya ile ayın birbirinin etrafında nasıl yörünge döndüğünün değerlendirilmesini gerektirir.
Gelgitleri sadece yerçekimi kuvvetlerinin sonucu olarak düşünmek idealdir. Gezegenlerin yüzeyinin yapısı ile birlikte Dünya'daki hava kalıpları, suyun okyanus havzalarındaki hareketini de etkiler. Meteorologlar, belirli bir yer için gelgitleri tahmin ederken tüm bu faktörleri dikkate almalıdır.
Newton, Gravite Açısından Gelgit Gücünü Açıkladı
Sir Isaac Newton'u düşündüğünüzde, kafaya çarpmakta olan İngiliz fizikçi / matematikçinin tanıdık görüntüsünü düşen bir elma tarafından hayal edebilirsiniz. Resim size, Johannes Kepler'in çalışmalarından çizim yapan Newton'un, evren anlayışımızda büyük bir atılım olan Evrensel Gravitasyon Yasasını formüle ettiğini hatırlatıyor. Gelgitleri açıklamak ve gelgitleri çürütmek için bu yasayı kullandı, gelgitlerin yalnızca dünyanın güneş etrafında hareketinin sonucu olduğuna inanan Galileo Galilei'yi reddetti.
Newton, kütleçekim yasasını Keplers üçüncü yasasından türetmiştir; bu, gezegenlerin dönme periyodunun karesinin güneşten olan mesafesinin küpüyle orantılı olduğunu belirtir. Newton bunu sadece gezegenlerde değil, evrendeki tüm bedenler için yaygınlaştırdı. Kanun, herhangi iki kitle organı için m1 ve m2mesafe ile ayrılmış r, yerçekimi kuvveti F Aralarında tarafından verilir:
F = Gm1m2/ r2
nerede G, yerçekimi sabitidir.
Bu derhal size güneşten çok daha küçük olan ayın neden dünya gelgitleri üzerinde daha etkili olduğunu söyler. Bunun nedeni daha yakın olmasıdır. Kütleçekim kuvveti doğrudan kütlenin ilk gücüyle, fakat tersin ikinci uzaklık gücüyle değişir, bu nedenle iki kütle arasındaki ayrım kütlelerinden daha önemlidir. Görünen o ki, güneşlerin gelgitler üzerindeki etkisi ayın yarısı kadardır.
Hem güneşten daha küçük hem de aydan daha uzak olan diğer gezegenlerin gelgitler üzerinde ihmal edilebilir etkileri vardır. Dünya'ya en yakın gezegen olan Venüs'ün etkisi, birlikte güneş ve ayınkinden 10.000 kat daha azdır. Jüpiter'in bile etkisi daha az - Venüs'ün onda biri kadar.
Bir Günde İki Gelgitin Sebebi
Dünya aydan çok daha büyüktür, ayın etrafında döndüğü anlaşılmaktadır, ancak gerçek şu ki, barycenter olarak bilinen ortak bir merkez etrafında yörüngedirler. Dünya'nın yaklaşık 1.068 mil altında, Dünya'nın merkezinden ayın merkezine kadar uzanan bir çizgide yüzeyini kaplıyor. Dünyanın bu nokta etrafında dönmesi gezegenin yüzeyinde, yüzeyindeki her noktada aynı olan merkezkaç kuvveti oluşturur.
Bir merkezkaç kuvveti, bir gövdeyi dönme merkezinden uzağa iten kuvvettir. su dönen bir fıskiye kafasından uzağa fırlatıldığı sürece. Rastgele bir noktada - nokta bir - Dünya'nın aya bakan tarafında, ay yerçekimi en güçlü hissedilir ve yerçekimi yüksek bir gelgit oluşturmak için merkezkaç kuvveti ile birleşir.
Ancak, 12 saat sonra, Dünya döndü ve bir aya en uzak mesafede. Dünya çapına eşit (yaklaşık 8.000 mil veya 12.874 km) eşit uzaklıktaki artıştan ötürü, A noktası en zayıf ay yerçekimi çekiciliğini yaşar, ancak merkezkaç kuvveti değişmez ve sonuç ikinci bir yüksek akıntıdır.
Bilim adamları bunu grafiksel olarak Dünya'yı çevreleyen uzun bir su kabarcığı olarak tasvir eder. İdealleşmesi, çünkü Dünya'nın su ile eşit bir şekilde kaplanmış olduğunu varsayıyor, ancak ayların çekiminden dolayı gelgit aralığının uygulanabilir bir modelini sağlıyor.
Dünya-ay ekseninden 90 derece ayrılan noktalarda, ay yerçekiminin normal bileşeni merkezkaç kuvvetini ve çıkıntıyı düzleştirmek için yeterlidir. Bu düzleşme, düşük gelgitlere tekabül eder.
Ay Yörüngesinin Etkileri
Dünyayı çevreleyen hayali çıkıntı, Dünya'nın merkezini ayın merkezine bağlayan çizgi boyunca yarı ana ekseni olan bir elips şeklindedir. Ay, yörüngesinde durağan olsaydı, Dünya üzerindeki her nokta, her gün aynı saatte yüksek gelgitler ve düşük gelgitler yaşayacaktı, ancak ay durağan değildi. Yıldızlara göre her gün 13.2 derece hareket eder, böylece çıkıntının ana ekseninin yönü de değişir.
Çıkıntının ana eksenindeki bir nokta bir dönüşü tamamladığında, ana eksen hareket etti. Tek bir derece boyunca dönmesi Dünya'yı yaklaşık 4 dakika alır ve ana eksen 13 derece hareket etti, bu nedenle nokta çıkıntı ana eksenine dönmeden önce Dünya 53 dakika daha dönmesi gerekiyor. Ayların yörünge hareketleri gelgitleri etkileyen tek faktör olsaydı (spoiler uyarısı: öyle değil), yüksek gelgit ekvatorda bir nokta için her gün 53 dakika sonra ortaya çıkardı.
Aylardaki gelgitler üzerindeki etkisi açısından, diğer iki faktör gelgitlerin zamanlamasını ve suyun yüksekliğini etkiler.
Güneş ayrıca gelgitleri etkiler
Güneş yerçekimi, Dünya'yı çevreleyen hayali balonda ikinci bir çıkıntı yaratır ve ekseni Dünya'yı güneşe bağlayan çizgi boyuncadır. Eksen gökyüzünde yaklaşık 1 derece ilerler, gökyüzünde güneşin görünür konumunu izler ve ayların yerçekimi tarafından oluşturulan balonun yarısı kadar uzundur.
Gelgit balonu modeline yol açan Gelgit Dengesi Teorisinde, ay yerçekimi tarafından oluşturulan balonu üst üste bindiren ve güneş yerçekimi tarafından oluşturulan balonun herhangi bir yerde günlük gelgitleri tahmin etmesini sağlamalıdır.
Ancak işler o kadar basit değil, çünkü Dünya dev bir okyanusla kaplı değil. Oldukça dar geçitler ile birbirine bağlı üç okyanus havzası yaratan kara kütleleri vardır. Bununla birlikte, güneşlerin yerçekimi, dünyadaki gelgitlerin tepelerinde iki ayda bir tepe noktaları oluşturmak için ayınkiyle birleşir.
Bahar gelgitler ve neap gelgitler: Bahar gelgitlerinin bahar mevsimi ile ilgisi yoktur. Güneş ve ay Dünya ile aynı hizada olduğunda, yeni ay ve dolunayda ortaya çıkarlar. Bu iki cennetsel cismin çekim kuvveti, alışılmadık derecede yüksek gelgit suları üretmek için birleşir.
İlkbahar gelgitleri ortalama olarak iki haftada bir gerçekleşir. Her bahar gelgitinden yaklaşık bir hafta sonra, Dünya-ay ekseni, Dünya-güneş eksenine diktir. Güneşin ve ayın çekimsel etkileri birbirini iptal eder ve gelgitler normalden daha düşüktür. Bunlar hav gelgitleri olarak bilinir.
Okyanus Havzalarının Gerçek Dünyasında Gelgitler
Üç ana okyanus havzasının yanı sıra - Pasifik, Atlantik ve Hint okyanusları - Akdeniz, Kızıldeniz ve Basra Körfezi gibi daha küçük havzalar var. Her bir lavabo bir konteyner gibidir ve bir bardak suyu ileri geri yatırdığınızda gördüğünüz gibi, su bir kabın duvarları arasında dökülme eğilimindedir.Dünyanın her bir havzasındaki su, doğal bir salınım periyoduna sahiptir ve bu, güneş ve ayın çekimsel gelgit kuvvetini değiştirebilir.
Örneğin, Pasifik Okyanusu'nun dönemi 25 saattir ve bu da Pasifik'in birçok yerinde neden günde sadece bir yüksek gelgit olduğunu açıklamaya yardımcı olur. Öte yandan, Atlantik Okyanusu dönemi 12.5 saattir, bu nedenle Atlantik'te genellikle günde iki tane yüksek gelgit yaşanır. İlginçtir ki, büyük su havzalarının ortasında, çoğu zaman gelgit yoktur, çünkü suyun doğal salınımı havzanın merkezinde sıfır bir noktaya eğilimlidir.
Gelgitler sığ sularda veya koy gibi kapalı bir alana giren sularda daha yüksek olma eğilimindedir. Kanada'daki Maritimes'deki Fundy Körfezi dünyanın en yüksek gelgitlerini yaşıyor. Koyun şekli, yüksek ve düşük gelgit arasında yaklaşık 40 feet yükseklik farkı üretmek için Atlantik okyanusunun salınımı ile bir rezonans oluşturan doğal bir su salınımı oluşturur.
Gelgitler Hava Durumu ve Jeolojik Olaylardan Etkilenir
Adını kabul etmeden önce tsunamiJaponca'da “büyük dalga” anlamına gelen okyanus yazarları, depremleri ve kasırgaları gelgit dalgası olarak takip eden geniş su hareketlerini ifade ediyorlardı. Bunlar temelde kıyıdan yıkıcı bir şekilde yüksek su elde etmek için suda dolaşan şok dalgalarıdır.
Sürekli yüksek rüzgarlar suyun kıyıya doğru sürülmesine ve dalgalanma olarak bilinen yüksek gelgitlerin oluşmasına yardımcı olabilir. Kıyı toplulukları için, bu dalgalanmalar genellikle tropik fırtınaların ve kasırgaların en fazla etkisidir.
Bu başka şekilde de işe yarayabilir. Güçlü açık deniz rüzgarları, suyu denize açabilir ve alışılmadık derecede düşük dalgalanmalar yaratabilir. Depresyon adı verilen düşük hava basıncında büyük fırtınalar görülür. Havanın esintileri, yüksek basınçlı hava kütlelerinin bu çöküntülere girmesine neden olur ve bu tozlar suyu çeker.