Marea

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Foto del barco en el agua al lado de un muelle Foto del barco descansando en la parte inferior junto al muelle
La marea alta, Alma, Nuevo Brunswick en la Bahía de Fundy
Marea baja en el mismo puerto pesquero en la Bahía de Fundy
Esquema de la porción lunar de las mareas terrestres que muestran (exagerada) las mareas altas en las sublunar y antípoda puntos para el caso hipotético de un océano de profundidad constante sin tierra. También habría más pequeñas protuberancias, superpuestas en los lados enfrentados hacia y lejos del sol.
En Maine (EE.UU.) marea baja se produce aproximadamente al salir la luna y la marea alta con una luna alta, que corresponde al modelo de gravedad simple de dos protuberancias de marea, en la mayoría de los lugares sin embargo, la luna y las mareas tienen un desplazamiento de fase.

Las mareas son el ascenso y la caída del nivel del mar causado por los efectos combinados de las fuerzas gravitacionales ejercidas por la Luna y el dom y la rotación de la Tierra.

Se valorará la experiencia costas dos mareas altas y dos casi iguales mareas bajas cada día, llamado semi-diurno marea. Algunos lugares experimentar sólo una marea baja altura y una cada día, llamado diurna marea. Algunos lugares experimentar dos mareas desiguales al día, o algunas veces un alto y un día bajo cada uno, lo que se llama una marea mixta. Los tiempos y la amplitud de las mareas en un escenario son influenciados por la alineación del Sol y la Luna, por el patrón de las mareas en el océano profundo , por los anfidrómicos sistemas de los océanos, y por la forma de la costa y cercanas a la costa batimetría (ver Timing ). [1] [2] [3]

Las mareas varían en escalas de tiempo que van desde horas hasta años debido a numerosas influencias. Para hacer un registro exacto, mareógrafos en las estaciones fijas medir el nivel de agua en el tiempo. Medidores de hacer caso omiso de las variaciones provocadas por las olas con períodos más cortos de minutos. Estos datos se comparan con la referencia (o punto de referencia) nivel generalmente se llama el nivel medio del mar . [4]

Mientras que las mareas suelen ser la mayor fuente de corto plazo las fluctuaciones del nivel del mar, los niveles del mar también están sujetos a fuerzas como el viento y los cambios de presión barométrica, lo que resulta en las mareas de tormenta , especialmente en mares poco profundos y las costas cercanas.

Fenómenos de marea no se limitan a los océanos, pero puede ocurrir en otros sistemas siempre que un campo gravitacional que varía en el tiempo y el espacio está presente. Por ejemplo, la parte sólida de la tierra se ve afectada por las mareas, aunque esto no es tan fácil de ver como los movimientos del agua de marea.

Contenido

[ editar ] Características

Tres gráficos. El primero muestra el patrón dos veces al día subía y bajaba la marea con elevaciones altas y bajas casi regulares. El segundo muestra las mareas mucho más variable de alta y baja, que forman una "marea mixta". La tercera muestra el período de un día de duración de una marea diurna.
Tipos de mareas

Cambios de las mareas de proceder a través de las siguientes etapas:

  • El nivel del mar se eleva durante varias horas, cubriendo la zona intermareal; pleamar.
  • El agua sube a su nivel más alto, llegando a la marea alta.
  • El nivel del mar se cae durante varias horas, dejando al descubierto la zona intermareal; reflujo.
  • El agua deja de caer, alcanzando la marea baja.

Tides producir corrientes oscilantes conocidas como corrientes de marea. En el momento en que cesa la corriente de marea se llama agua muerta o la marea floja. La marea luego cambia de dirección y se dice que está girando. Slack agua generalmente ocurre cerca de la pleamar y la bajamar. Pero hay lugares donde los momentos de marea floja difieren significativamente de los de agua de alta y baja. [5]

Las mareas son más comúnmente semi-diurna (dos pleamares y dos bajamares diarias) o diurno (un ciclo de marea por día). Los dos aguas altas en un día determinado no suelen ser de la misma altura (la desigualdad al día), que son el agua superior alto y el más bajo el agua alta en las tablas de mareas . Del mismo modo, las dos bajamares cada día son más altos que el agua baja y la bajamar más baja. La desigualdad diaria no es consistente y es generalmente pequeño cuando la Luna está sobre el ecuador . [6]

[ edit ] constituyentes de marea

Cambios de las mareas son el resultado neto de múltiples influencias que actúan durante períodos variables. Estas influencias se denominan componentes de marea. Los componentes principales son la rotación de la Tierra, las posiciones de la luna y el sol en relación a la Tierra, la Luna altitud (elevación) sobre el ecuador de la Tierra, y la batimetría .

Variaciones con períodos de menos de medio día se llaman componentes armónicas. Por el contrario, los ciclos de días, meses o años se conocen como componentes de largo periodo.

Las fuerzas de marea afectan a todo el planeta , pero el movimiento de la Tierra sólida está centímetros solamente. La atmósfera es mucho más fluida y compresible lo que su superficie se mueve kilómetros, en el sentido del nivel del contorno de una particular presión baja en la atmósfera exterior.

[ edit ] Principal lunar semidiurna constituyente

En la mayoría de los lugares, el componente más grande es el "principal lunar semidiurna", también conocido como el M2 (o M 2) componente de marea. Su período es de aproximadamente 12 horas y 25,2 minutos, exactamente la mitad de un día de marea lunar, que es el promedio de tiempo que separa un lunar cenit de la siguiente, y así es el tiempo requerido para la Tierra para girar una vez con respecto a la luna. Simples relojes marea seguimiento de este componente. El día lunar es más largo que el día de la Tierra porque la Luna orbita en la misma dirección que la Tierra gira. Esto es análogo a la aguja de los minutos en un reloj de cruzar la aguja de las horas a las 12:00 y luego de nuevo a aproximadamente 1:05 ½ (no a 1:00).

La Luna gira alrededor de la Tierra en la misma dirección que la Tierra gira sobre su eje, por lo que toma un poco más de un día-aproximadamente 24 horas y 50 minutos, a la Luna para volver al mismo lugar en el cielo. Durante este tiempo, ha pasado encima de la cabeza ( culminación ) de una vez bajo los pies una vez (en un ángulo horario de 00:00 y 12:00, respectivamente), por lo que en muchos lugares el período de fuerte forzamiento de marea es lo anterior, alrededor de 12 horas y 25 minutos. El momento de la marea más alta no es necesariamente cuando la Luna está más cerca de cenit o nadir , pero el período del forzamiento todavía determina el tiempo entre las mareas altas.

Debido a que el campo gravitatorio creado por la Luna se debilita con la distancia de la luna, que ejerce una fuerza ligeramente mayor que la media en el lado de la Tierra frente a la luna, y una fuerza ligeramente más débil en el lado opuesto. La Luna por tanto, tiende a "estirar" la Tierra ligeramente a lo largo de la línea que une los dos cuerpos. La tierra sólida se deforma un poco, pero el agua de mar, siendo fluido, es libre de moverse mucho más en respuesta a la fuerza de marea, en particular horizontalmente. A medida que la Tierra rota, la magnitud y la dirección de la fuerza de marea en cualquier punto determinado de cambio en la superficie de la Tierra constantemente, aunque nunca el océano alcanza el equilibrio, nunca hay tiempo para que el fluido "alcanzar" al estado en que eventualmente llegaría a si la fuerza de las mareas eran constantes-la fuerza de las mareas cambiantes, sin embargo provoca cambios rítmicos en la altura de la superficie del mar.

[ editar ] semi-diurnas diferencias rango

Cuando hay dos mareas altas cada día con diferentes alturas (y dos mareas bajas también de diferentes alturas), el patrón se le llama mixto semi-diurno marea. [7]

[ editar ] Rango de variación: manantiales y NEAP

Los tipos de mareas

La gama semi-diurna (la diferencia de altura entre las aguas de alta y baja durante aproximadamente medio día) varía en un ciclo de dos semanas. Aproximadamente dos veces al mes, alrededor de la luna nueva y luna llena , cuando el Sol, la Luna y la Tierra forman una línea (una condición conocida como sicigia [8] ), la fuerza de marea debido al sol que refuerza debido a la Luna. El alcance de la marea es entonces en su máximo: esto se llama la marea viva, o los resortes justos. No es el nombre de la temporada , pero como esa palabra se deriva del significado "salto, estalló, levántate", como en un entorno natural de primavera .

Cuando la Luna está en el primer trimestre o tercer trimestre, el Sol y la Luna están separados por 90 °, visto desde la Tierra, y la fuerza de marea solar parcial anula la de la Luna. En estos puntos en el ciclo lunar, el rango de la marea está en su mínimo: esto se llama la marea muerta, o NEAP (una palabra de origen incierto).

Primavera resultado mareas en aguas altas que son más altas que las aguas medias y bajas que son más bajos que el promedio ", estoa tiempo "que es más corta que la media y fuertes corrientes de marea que la media. NEAP resultado en condiciones de marea menos extremas. No se trata de un intervalo de siete días entre manantiales y NEAP.

[ edit ] altitud Lunar

Negativo marea baja en Ocean Beach en San Francisco

La distancia que separa el cambio de Luna y la Tierra también afecta a alturas de las mareas. Cuando la Luna está más cerca, en el perigeo , aumenta el rango, y cuando está en apogeo , se reduce la gama. Cada 7 ½ lunaciones (los ciclos completos de luna llena a nueva a llena), perigeo coincide tanto con una luna nueva o llena causando mareas de perigeo de primavera con la mayor amplitud de las mareas. Incluso en su forma más poderosa es esta fuerza es todavía débil [9] causando diferencias de mareas de pulgadas como máximo. [10]

[ edit ] Batimetría

La forma de la costa y el fondo del océano cambia la forma en que las mareas se propagan, por lo que no hay una regla simple, general que predice el momento de la marea alta de la posición de la Luna en el cielo. Características costeros, como bajo el agua batimetría y la forma de la costa significa que las características individuales afectan ubicación marea previsión, el tiempo real de agua a alta altura y pueden ser diferentes de las predicciones del modelo debido a los efectos de la morfología costera sobre el flujo de las mareas. Sin embargo, para un lugar determinado de la relación entre lunar altitud y el momento de la marea alta o baja (el intervalo lunitidal ) es relativamente constante y predecible, como es el momento de la marea alta o baja con respecto a otros puntos de la misma costa. Por ejemplo, la marea alta en Norfolk, Virginia , como era previsible se produce aproximadamente dos horas y media antes de que la Luna pasa directamente por encima.

Las masas de tierra y las cuencas oceánicas actúan como barreras contra el agua que se mueve libremente por todo el mundo, y sus variadas formas y tamaños afectar el tamaño de las frecuencias de marea. Como resultado, los patrones de las mareas variar. Por ejemplo, en los EE.UU., la costa oriental tiene predominantemente semi-diurnas mareas, así como las costas del Atlántico de Europa, mientras que la costa oeste tiene predominantemente mareas mixtas. [11] [12] [13]

[ editar ] Otros constituyentes

Estos incluyen efectos gravitatorios solares, la oblicuidad (inclinación) del ecuador de la Tierra y el eje de rotación, la inclinación del plano de la órbita lunar y la forma elíptica de la órbita de la Tierra del sol.

Una marea compuesto (o overtide) resulta de la interacción de aguas someras de sus dos ondas de matrices. [14]

[ editar ] Fase y amplitud

Mapa que muestra la relación de marea de magnitudes diferentes áreas del océano
El M 2 componente de marea. La amplitud se indica por el color y las líneas blancas son diferentes cotidales por 1 hora. Los arcos curvados alrededor de los puntos anfidrómicos muestran la dirección de las mareas, cada uno indicando una sincronizado 6 horas período. [15] [16]

Debido a que el componente de marea M 2 domina en la mayoría de lugares, la etapa o fase de una marea, denotado por el tiempo en horas después de la marea alta, es un concepto útil. Estado de marea también se mide en grados, con 360 ° por ciclo de marea. Líneas de fase de marea constante se denominan líneas cotidales, que son análogos para el contorno de líneas de altitud constante en los mapas topográficos. Agua alto se alcanza simultáneamente a lo largo de las líneas cotidales se extienden desde la costa hacia el océano, y las líneas cotidales (y por tanto las fases de marea) avanzan a lo largo de la costa. Constituyentes en fase de semi-diurnas y largo plazo se miden a partir de agua de alta, diurnos de marea máxima. Esto y la discusión que sigue es precisamente cierto sólo para un único componente de marea.

Para un océano en la forma de una pila circular delimitada por una línea de costa, las líneas cotidales punto radialmente hacia dentro y, finalmente, deben reunirse en un punto común, el punto anfidrómico . El punto anfidrómico es a la vez cotidales con aguas altas y bajas, que se cumple por cero movimiento de marea. (La excepción poco común ocurre cuando la marea rodea una isla, como lo hace en torno a Nueva Zelanda , Islandia y Madagascar ). movimiento de marea generalmente disminuye alejándose de las costas continentales, por lo que el cruce de las líneas cotidales son contornos de amplitud constante (la mitad de la distancia entre ) de alto y bajo nivel de agua que disminuye a cero en el punto anfidrómico. Para una marea semidiurna el punto anfidrómico se puede considerar más o menos como el centro de una esfera de reloj, con la aguja de las horas que apunta en la dirección de la línea de marea alta cotidales, que está justo enfrente de la línea de agua cotidales baja. Agua de alta gira sobre el punto anfidrómico una vez cada 12 horas en la dirección de aumento de líneas cotidales, y lejos de las líneas de reflujo cotidales. Esta rotación es generalmente en sentido horario en el hemisferio sur y en sentido antihorario en el hemisferio norte, y es causada por el efecto Coriolis . La diferencia de fase cotidales de la fase de una marea de referencia es la época. La marea de referencia es la marea constituyente equilibrio hipotético en una Tierra sin tierra medido a la longitud 0 °, el meridiano de Greenwich.

En el Atlántico Norte, debido a que las líneas cotidales circulan en sentido antihorario alrededor del punto anfidrómico, la marea alta pasa puerto de Nueva York aproximadamente una hora antes de Norfolk Harbor. Al sur de Cabo Hatteras las fuerzas de marea son más complejos, y no se puede predecir con fiabilidad basado en las líneas del Atlántico Norte cotidales.

[ editar ] Física

[ editar ] Historia de la física de las mareas

La investigación de física de marea fue importante en el desarrollo temprano del heliocentrismo [ cita requerida ] y la mecánica celeste , con la existencia de dos mareas diarias que se explica por la gravedad de la Luna. Más tarde, las mareas diarias se explicaron con mayor precisión por la interacción de la gravedad de la Luna y el sol.

Galileo Galilei en 1632 su Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo , cuyo título provisional era Diálogo sobre las mareas, dio una explicación de las mareas. La teoría resultante, sin embargo, era incorrecto, ya que atribuyó las mareas para el chapoteo del agua causada por el movimiento de la Tierra alrededor del sol. Tenía la esperanza de proporcionar la prueba mecánica del movimiento de la Tierra - el valor de su teoría de las mareas está en disputa. Al mismo tiempo, Johannes Kepler sugirió acertadamente que la Luna causa las mareas, que basó en observaciones antiguas y correlaciones, una explicación que fue rechazada por Galileo. Se mencionó originalmente en Ptolomeo 's Tetrabiblos como haber derivado de la observación antigua.

Isaac Newton (1642-1727) fue el primero en explicar las mareas como el producto de la atracción gravitacional de masas astronómicas. Su explicación de las mareas (y muchos otros fenómenos) se publicó en el Principia (1687). [17] [18] y utilizó su teoría de la gravitación universal para explicar las atracciones lunares y solares como el origen de las fuerzas generadoras de mareas. [19] Newton y otros antes que Pierre-Simon Laplace trabajado el problema desde la perspectiva de un sistema estático (la teoría del equilibrio), que proporcionan una aproximación que describe las mareas que se producen en un océano no inercial uniformemente que cubre toda la Tierra. [ 17] La fuerza de marea de generación (o su correspondiente potencial ) es todavía relevante para la teoría de las mareas, pero como una cantidad intermedia (función de fuerza) y no como un resultado final, la teoría también debe considerar la Tierra está acumulada respuesta dinámica mareal a las fuerzas aplicadas , que la respuesta está influenciada por batimetría , la rotación de la Tierra, y otros factores. [20]

En 1740, la Académie Royale des Sciences de París ofreció un premio para el mejor ensayo teórico sobre las mareas. Daniel Bernoulli , Euler Leonhard , Colin Maclaurin y Cavalleri Antoine compartió el premio.

Maclaurin utiliza la teoría de Newton para demostrar que una esfera lisa cubierta por un océano suficientemente profunda bajo la fuerza de marea de un solo cuerpo de deformación es un prolato esferoide (esencialmente un óvalo tridimensional) con eje mayor dirigido hacia el cuerpo deformante. Maclaurin fue el primero en escribir sobre la Tierra, los efectos de rotación en movimiento. Euler dio cuenta de que el componente horizontal de la fuerza de marea (más de la vertical) mueve la marea. En 1744 Jean le Rond d'Alembert estudiado ecuaciones de marea para la atmósfera que no incluía la rotación.

Pierre-Simon Laplace formuló un sistema de ecuaciones en derivadas parciales relativas flujo horizontal del océano para su altura de la superficie, la primera gran teoría dinámica de las mareas de agua. Las ecuaciones de Laplace de marea están todavía en uso hoy en día. William Thomson, 1r barón Kelvin , volvió a escribir las ecuaciones de Laplace en términos de vorticidad que permitieron que describen soluciones impulsadas por la marea ondas atrapadas coastally, conocidas como ondas de Kelvin . [21] [22] [23]

Otros como Kelvin y Poincaré Henri desarrollarse teoría de Laplace. Sobre la base de estos hechos y la teoría lunar de EW Brown describe los movimientos de la Luna, Arthur Thomas Doodson desarrollado y publicado en 1921 [24] el primer desarrollo moderno de la marea potencial de generación en forma armónica: Doodson distingue 388 frecuencias de marea. [ 25] Algunos de sus métodos siguen en uso. [26]

[ editar ] Fuerzas

La fuerza de marea producida por un objeto masivo (Moon, en lo sucesivo) sobre una partícula pequeña ubicada sobre o dentro de un extenso cuerpo (la Tierra, en adelante) es la diferencia vectorial entre la fuerza gravitatoria ejercida por la Luna sobre la partícula y la fuerza gravitacional que se ejerce sobre la partícula si se encuentra en el centro de la Tierra de la masa. Por lo tanto, la fuerza de marea no depende de la fuerza del campo gravitatorio lunar, pero en su gradiente (que cae aproximadamente como el inverso del cubo de la distancia para el organismo de origen gravitacional). [27] [28] El solar fuerza gravitacional en la Tierra es en promedio 179 veces más fuerte que el lunar, sino porque el sol es en promedio 389 veces más lejos de la Tierra, su gradiente de campo es más débil. La fuerza de marea solar es 46% tan grande como el lunar. [29] Más precisamente, la aceleración de marea lunar (a lo largo del eje Luna-Tierra, en la superficie de la Tierra) es de aproximadamente 1,1 x 10 -7 g, mientras que la aceleración de marea solar (a lo largo del eje Sol-Tierra, en la superficie de la Tierra) es aproximadamente 0,52 × 10 -7 g, donde g es la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra. [30] Venus tiene el mayor efecto de los otros planetas, a 0,000113 veces el efecto solar.

Diagrama que muestra un círculo con flechas estrechamente espaciadas apuntando lejos del lector en los lados izquierdo y derecho, mientras que señala hacia el usuario en la parte superior e inferior.
El lunar gravedad diferencial campo en la superficie de la Tierra se conoce como la fuerza generadora de marea . Este es el mecanismo principal que impulsa acción de las mareas y explica dos protuberancias de marea equipotenciales, lo que representa dos pleamares diarias.

La superficie del océano está estrechamente aproximarse por una superficie equipotencial, (haciendo caso omiso de las corrientes oceánicas), comúnmente conocido como el geoide . Puesto que la fuerza gravitacional es igual al potencial de gradiente , no hay tangenciales fuerzas sobre dicha superficie, y la superficie del océano es por lo tanto en equilibrio gravitacional. Ahora considere el efecto de enormes cuerpos externos, como la luna y el sol. Estos órganos tienen fuertes campos gravitacionales que disminuyen con la distancia en el espacio y que actúan para alterar la forma de una superficie equipotencial en la Tierra. Esta deformación tiene una orientación espacial fija con relación al cuerpo influir. Rotación con respecto a esta forma de la Tierra hace que el ciclo de las mareas al día. Las fuerzas gravitacionales seguir una ley del cuadrado inverso (la fuerza es inversamente proporcional a la plaza de la distancia), pero las fuerzas de marea son inversamente proporcionales a la cubo de la distancia. La superficie del océano se mueve debido a la marea cambiante equipotencial, aumentando cuando el potencial de la marea es alta, lo que se produce en las partes de la Tierra más cercano a y más lejos de la luna. Cuando los cambios de marea equipotenciales, la superficie de los océanos ya no se alinea con ella, por lo que la dirección aparente de los desplazamientos verticales. La superficie experimenta entonces una pendiente hacia abajo, en la dirección que el equipotencial ha aumentado.

[ editar ecuaciones de marea] Laplace

Profundidades oceánicas son mucho más pequeños que su extensión horizontal. Por lo tanto, la respuesta a las mareas forzando puede modelar utilizando las ecuaciones de Laplace de marea que incorporan las características siguientes:

  1. La vertical (o radial) la velocidad es despreciable, y no hay vertical de cizalla -este es un flujo laminar.
  2. El forzamiento es sólo horizontal ( tangencial ).
  3. El efecto Coriolis aparece como una fuerza de inercia (ficticio) que actúa lateralmente a la dirección del flujo y proporcional a la velocidad.
  4. La altura de la superficie tasa de cambio es proporcional a la diferencia negativa de la velocidad multiplicada por la profundidad. A medida que la velocidad horizontal estira o comprime el océano como una hoja, se afina volumen o espesa, respectivamente.

Las condiciones de contorno dictar no hay flujo a través de la línea de costa y deslizamiento libre en la parte inferior.

El efecto Coriolis (fuerza de inercia) dirige las corrientes se mueven hacia el ecuador hacia el oeste y hacia el este las corrientes alejando del ecuador, lo que permite coastally ondas atrapadas. Finalmente, un término de disipación se puede añadir que es un análogo a la viscosidad.

[ editar ] La amplitud y la duración del ciclo

La amplitud teórica de las mareas oceánicas causadas por la luna es de aproximadamente 54 centímetros (21 pulgadas) en el punto más alto, que corresponde a la amplitud que se alcanzaría si el océano poseía una profundidad uniforme, no se observaron masas de tierra, y la rotación de la Tierra se en sintonía con la órbita de la luna. El sol de manera similar causa las mareas, de las cuales la amplitud teórica es de aproximadamente 25 centímetros (9,8 a) (46% de la de la luna) con un tiempo de ciclo de 12 horas. En marea viva los dos efectos se añaden a cada uno otro a un nivel teórico de 79 centímetros (31 pulgadas), mientras que en marea muerta el nivel teórico se reduce a 29 cm (11 in). Desde la órbita de la Tierra alrededor del sol, y la luna alrededor de la Tierra, son elípticas, las amplitudes de marea cambiar algo como consecuencia de las diferentes distancias Tierra-Sol y Tierra-Luna. Esto provoca una variación en la fuerza de marea y la amplitud teórica de aproximadamente ± 18% para la luna y ± 5% para el sol. Si tanto el sol y la luna estaban en sus posiciones más cercanas y alineada con la luna nueva, la amplitud teórica llegaría a 93 centímetros (37 pulgadas).

Amplitudes reales difieran considerablemente, no sólo debido a las variaciones de profundidad y obstáculos continentales, sino también por la propagación de ondas a través del océano tiene un periodo natural del mismo orden de magnitud que el período de rotación: si no hay masas de tierra, se necesitarían alrededor de 30 horas por una onda de longitud de onda larga superficie para propagar a lo largo del ecuador a medio camino alrededor de la Tierra (en comparación, la Tierra, la litosfera tiene un período natural de unos 57 minutos). mareas de la Tierra , que suben y bajan al fondo del océano, y la marea del propio atracción gravitacional sí son importantes y complicar aún más la respuesta del océano a las fuerzas de marea.

[ edit ] Disipación

Oscilaciones de las mareas de la Tierra introducir disipación en un promedio de velocidad de aproximadamente 3,75 teravatios . [31] Alrededor del 98% de esta disipación es por el movimiento de las mareas del mar. [32] Disipación plantea a escala de cuenca flujos de marea conducir a menor escala flujos que experimentan disipación turbulenta. Esta fricción de marea genera torque en la luna que gradualmente se transfiere momento angular de su órbita, y un aumento gradual de la separación Tierra-Luna. El par de torsión igual y opuesta sobre la Tierra correspondientemente disminuye su velocidad de rotación. Así, a lo largo del tiempo geológico, la Luna se aleja de la Tierra, en alrededor de 3,8 centímetros (1,5 pulgadas) / año, alargando el día terrestre. [33] Longitud del día se ha incrementado en alrededor de 2 horas en los últimos 600 millones de años. Suponiendo (como una aproximación cruda) que la tasa de desaceleración ha sido constante, esto implicaría que 70 millones de años, la duración del día fue del orden de un 1% más corta con unos 4 días más al año.

[ editar ] Observación y predicción

[ editar ] Historia

Almanach Brouscon la de 1546: la brújula de aguas altas en el Golfo de Vizcaya (izquierda) y la costa de Bretaña a Dover (derecha).
Almanach Brouscon de 1546: diagramas de marea ", según la edad de la luna".

Desde la antigüedad, la observación de las mareas y la discusión ha aumentado en sofisticación, la primera marca de la repetición diaria, entonces la relación mareas "al sol y la luna. Piteas viajó a las Islas Británicas alrededor de 325 aC y parece ser el primero en tener las mareas relacionadas con resorte para la fase de la luna.

En el siglo segundo antes de Cristo, el astrónomo babilonio , Seleuco de Seleucia , describe correctamente el fenómeno de las mareas con el fin de apoyar su heliocéntrico teoría. [34] Él teorizó correctamente que las mareas eran causadas por la luna , aunque él cree que la interacción es mediada por el pneuma . Se observó que las mareas varía en el tiempo y la fuerza en diferentes partes del mundo. Según Estrabón (1.1.9), Seleuco fue el primero en relacionar las mareas a la atracción lunar, y que la altura de las mareas depende de la posición relativa del sol de la luna. [35]

La Historia Naturalis de Plinio el Viejo recopila muchas observaciones de las mareas, por ejemplo, las mareas vivas son unos días después (o antes) de la luna nueva y llena, y son más altos alrededor de los equinoccios, aunque Plinio señaló muchas relaciones ahora se consideran como de fantasía. En su Geografía, Estrabón describió las mareas en el Golfo Pérsico con su mayor alcance cuando la luna estaba más alejada del plano del ecuador. Todo esto a pesar de la amplitud relativamente pequeña del Mediterráneo las mareas cuenca. (Las fuertes corrientes a través del Estrecho de Euripo y el Estrecho de Messina perplejo Aristóteles .) Filóstrato discutido las mareas en el Libro Cinco de La Vida de Apolonio de Tiana . Filostrato señala la luna, pero las mareas atribuye a los "espíritus". En Europa, alrededor de 730 dC, el Venerable Beda describe cómo la creciente ola en una costa de las Islas Británicas coincidió con la caída en el otro y se describe la progresión del tiempo de la marea alta en la costa de Northumbria.

La primera tabla de mareas en China, se registró en 1056 AD sobre todo para los visitantes que deseen ver las famosas marejada en el río Qiantang . El primer cuadro conocido marea británico se cree que es el de John Wallingford, quien murió el abad de San Albano en 1213, a base de agua de alta ocurre 48 minutos más tarde cada día, y tres horas antes en el Támesis boca de río arriba en Londres . [ 36]

William Thomson (Lord Kelvin) dirigió el primer estudio sistemático análisis armónico de los registros de marea a partir de 1867. El resultado principal fue la construcción de una máquina de predicción de mareas usando un sistema de poleas para sumar seis funciones armónicas tiempo. Fue "programado" al restablecer los engranajes y cadenas para ajustar las fases y amplitudes. Máquinas similares fueron utilizados hasta la década de 1960. [37]

El primero se conoce el nivel del mar registro de todo un ciclo primavera-muertas se hizo en 1831 en el Muelle de la Marina en el estuario del Támesis . Muchos puertos grandes tenían estaciones automáticas mareógrafo de 1850.

William Whewell primera mapeado cotidales líneas que terminan con un cuadro casi global en 1836. Con el fin de hacer compatibles estos mapas, la hipótesis de la existencia de amphidromes donde cotidales líneas se encuentran en el medio del océano. Estos puntos de marea no fueron confirmados por la medición en 1840 por el capitán Hewett, RN, de los sondeos minuciosos en el Mar del Norte. [21]

[ editar ] El momento

Mundial mapa que muestra la ubicación de diurnas, semi-diurna, y mixtos semi-diurnas mareas. Las costas occidentales de Europa y África son exclusivamente semi-diurno, y el Oeste de América del Norte de la costa se mezcla semi-diurno, pero en otras partes los diferentes patrones están muy entremezcladas, aunque con un patrón determinado puede cubrir cientos a 2.001 kilometros - (-1,242 millas).
El mismo forzamiento de marea tiene resultados diferentes en función de muchos factores, incluida la orientación costa, el margen de la plataforma continental, las dimensiones del cuerpo de agua.

Las fuerzas de marea debidas a la Luna y el Sol generar ondas muy largas que viajan por todo el océano siguiendo los caminos mostrados en cotidales gráficos . El momento en que la cresta de la ola llega a un puerto entonces da el tiempo de agua alta en el puerto. El tiempo que tarda la onda en recorrer el océano también significa que hay un retraso entre las fases de la luna y su efecto sobre la marea. Muelles y NEAP en el Mar del Norte , por ejemplo, son dos días detrás de la luna nueva / full y el primer / tercer cuarto de luna. Esto se llama edad de la marea. [38] [39]

El océano batimetría influye mucho tiempo exacto de la marea y la altura en un determinado costera punto. Hay algunos casos extremos: la bahía de Fundy , en la costa este de Canadá , se dice a menudo para tener las mareas más altas del mundo, debido a su forma, la batimetría y la distancia desde el borde de la plataforma continental. [40] Las mediciones realizadas en noviembre de 1998 a nivel de Jefes Burntcoat en la Bahía de Fundy registró un alcance máximo de 16,3 metros (53 pies) y un extremo más alto previsto de 17 metros (56 pies). [41] [42] Medidas similares realizadas en marzo de 2002 en Leaf Basin, Ungava Bay en el norte de Quebec dio valores similares (teniendo en cuenta los errores de medición), un rango máximo de 16,2 metros (53 pies) de alto y un extremo previsto de 16,8 metros (55 pies) [41] [42] . Ungava Bay y la bahía de Fundy mentir distancias similares desde el borde de la plataforma continental, pero Ungava Bay está libre de hielo durante sólo cuatro meses al año, mientras que la Bahía de Fundy rara vez se congela.

Southampton en el Reino Unido tiene un agua de doble alta causada por la interacción entre los diferentes armónicos de marea de la región, causada principalmente por la orientación este / oeste del Canal Inglés y el hecho de que cuando se trata de agua de alta en Dover es el agua baja a la tierra de End (unas 300 millas náuticas de distancia), y viceversa. Esto es contrario a la creencia popular de que el flujo de agua alrededor de la Isla de Wight crea dos aguas altas. La Isla de Wight es importante, sin embargo, ya que es responsable de la 'Stand Flood Young', que describe la pausa de la marea cerca de tres horas después de la bajamar. [43]

Debido a que los modos de oscilación del Mar Mediterráneo y el Mar Báltico no coinciden con ningún período significativo forzamiento astronómico, las mayores mareas están cerca de sus conexiones estrechas con el Océano Atlántico. Mareas extremadamente pequeñas también se producen por la misma razón en el Golfo de México y el Mar de Japón . En otros lugares, como a lo largo de la costa sur de Australia , marea baja puede ser debido a la presencia de un amphidrome cercano.

[ editar ] Análisis

A nivel gráfico regular de agua

Isaac Newton teoría 's de la gravitación habilita por primera vez una explicación de por qué hay generalmente dos mareas al día, no uno, y ofreció esperanza para el entendimiento detallado. Aunque pueda parecer que las mareas se podría predecir a través de un conocimiento suficientemente detallado de los forzamientos astronómicos instantáneos, la marea actual en una ubicación dada está determinada por fuerzas astronómicos acumulados durante muchos días. Resultados precisos requieren conocimiento detallado de la forma de todas las cuencas oceánicas-la batimetría y la forma del litoral.

El procedimiento actual para el análisis de las mareas sigue el método de análisis armónico introducido en 1860 por William Thomson . Se basa en el principio de que las teorías astronómicas de los movimientos del Sol y la Luna determinar un gran número de frecuencias componentes, y en cada frecuencia existe un componente de fuerza que tiende a producir el movimiento de marea, pero que en cada lugar de interés en la Tierra, las mareas responder a cada frecuencia con una amplitud y fase peculiar a esa localidad. En cada lugar de interés, las alturas de las mareas, por lo tanto mide durante un período de tiempo suficientemente largo (generalmente más de un año en el caso de un nuevo puerto no estudiado anteriormente) para permitir que la respuesta a cada una marea significativa de generación de frecuencia que debe distinguirse por análisis, y para extraer las constantes de marea para un número suficiente de los componentes más fuertes conocidas de las fuerzas astronómicas de marea para permitir la predicción de marea práctico. Las alturas de las mareas se espera que sigan la fuerza de marea, con una amplitud constante y retardo de fase para cada componente. Debido a que las frecuencias astronómicas y fases se puede calcular con certeza, la altura de la marea en otros momentos se puede predecir una vez que la respuesta a los componentes armónicos de los astronómicos fuerzas generadoras de mareas que ha encontrado.

Los principales patrones de las mareas son

  • la variación de dos veces al día
  • la diferencia entre la marea primera y segunda de un día
  • el ciclo primavera-muertas
  • la variación anual

La más alta marea astronómica es la marea viva perigeo, cuando el sol y la luna son los más cercanos a la Tierra.

Cuando se enfrenta a una función que varía periódicamente, el enfoque estándar es el empleo de las series de Fourier , una forma de análisis que utiliza sinusoidales funciones como un conjunto de bases, que tienen frecuencias que son cero, uno, dos, tres, etc veces la frecuencia de un determinado ciclo fundamental. Estos se llaman armónicos múltiplos de la frecuencia fundamental, y el proceso se denomina análisis armónico . Si la base de un conjunto de funciones sinusoidales adaptarse a la conducta que se está modelando, términos armónicos relativamente pocos hay que añadir. Trayectorias orbitales son casi circular, por lo que las variaciones sinusoidales son adecuados para las mareas.

Para el análisis de alturas de las mareas, el enfoque de series de Fourier en la práctica tiene que ser más elaborado que el uso de una sola frecuencia y sus armónicos. Los patrones de las mareas se descomponen en muchos sinusoides tienen muchas frecuencias fundamentales correspondientes (como en la teoría lunar ) para muchas combinaciones diferentes de los movimientos de la Tierra, la Luna, y los ángulos que definen la forma y la ubicación de sus órbitas.

Para las mareas, a continuación, el análisis armónico no está limitada a los armónicos de una frecuencia única. [44] En otras palabras, las armonías son múltiplos de muchas frecuencias fundamentales, no sólo de la frecuencia fundamental de la aproximación más simple serie de Fourier. Su representación como una serie de Fourier que tiene sólo una frecuencia fundamental y sus múltiplos (número entero), se necesitarían muchos términos, y se severamente limitados en el tiempo de intervalo para el que sería válido.

El estudio de la altura de la marea por análisis armónico fue iniciada por Laplace, William Thomson (Lord Kelvin), y George Darwin . AT Doodson extendieron su trabajo, la introducción de la notación Número Doodson para organizar los cientos de términos resultantes. Este enfoque ha sido el estándar internacional desde entonces, y las complicaciones se presentan de la siguiente manera: la fuerza de marea de fondos es teóricamente determinado por suma de varios términos. Cada término es de la forma

A · cos (w · t + p)

donde A es la amplitud, w es la frecuencia angular generalmente se da en grados por hora correspondiente a t medido en horas, y p es el desplazamiento de fase con respecto al estado astronómico en el tiempo t = 0. Hay un plazo para la luna y un segundo período para el sol. El p fase del primer armónico para el término luna se llama el intervalo lunitidal o intervalo de pleamar. El siguiente paso es para acomodar los términos armónicos debido a la forma elíptica de las órbitas. En consecuencia, el valor de A no es una constante, sino también variable con el tiempo, ligeramente, sobre algunos cifra media. Sustituir entonces por A (t) donde A es otra sinusoide, similar a los ciclos y epiciclos de teoría de Ptolomeo . Por consiguiente,

A, (t) = A · (1 + a · A cos (w a · t + p, a))

es decir, un valor medio A con una variación sinusoidal respecto de magnitud A un p, con frecuencia w y una fase a. Así, el término simple es ahora el producto de dos factores de coseno:

A · [1 + A · cos (w a · t + p, a)] · cos (w · t + p)

Dado que para cualquier x e y

cos (x) · cos (y) = ½ · cos (x + y) + ½ · cos (x - y),

está claro que en un término compuesto que implica el producto de dos términos de coseno cada uno con su propia frecuencia es el mismo que tres simples términos de coseno que se van a añadir a la frecuencia original y también en las frecuencias que son la suma y diferencia de las dos frecuencias del término producto. (Tres, no dos términos, ya que toda la expresión es (1 + cos (x)) · cos (y).) Considere, además, que la fuerza de marea en un lugar depende también de si la luna (o el sol) está por encima o por debajo del plano del ecuador, y que estos atributos tienen sus propios períodos inconmensurables también con un día y un mes, y es evidente que resultan muchas combinaciones. Con una cuidadosa elección de las frecuencias astronómicos básicos, el Número Doodson anota las adiciones particulares y diferencias para formar la frecuencia de cada término coseno sencilla.

Gráfico que muestra una línea para cada M 2, S 2, N 2, K 1, 1 O, P 1, y uno para su suma, con el eje X se extiende ligeramente más de un solo día
Predicción de mareas sumando partes constituyentes.

Recuerde que las mareas astronómicas no incluyen los efectos del clima. Además, los cambios en las condiciones locales (movimiento banco de arena, las bocas de dragado del puerto, etc), protegido de las existentes en el momento de medición afectar el tiempo real de la marea y magnitud. Organizaciones citando a una "mayor marea astronómica" por algún lugar puede exagerar la figura como un factor de seguridad contra las incertidumbres analíticas, la distancia desde el punto más cercano de medición, los cambios desde la época de la última observación, hundimientos de tierra, etc, para evitar responsabilidad si una obra de ingeniería ser sobrepasados. Se requiere cuidado especial para determinar la dimensión de un "incremento del tiempo" restando la marea astronómica de la marea observada.

Cuidado Fourier análisis de los datos durante un período de diecinueve años (la época Tidal Datum Nacional en los EE.UU.) utiliza frecuencias llamados los constituyentes armónicas de marea. Diecinueve años es preferido debido a que la Tierra, la luna y las posiciones relativas sol repetir casi exactamente en el ciclo Metonic de 19 años, que es el tiempo suficiente para incluir el 18,613 años nodal lunar componente de marea . Este análisis puede hacerse usando sólo el conocimiento del período forzando, pero sin comprensión detallada de la derivación matemática, lo que significa que las tablas de marea útiles se han construido durante siglos. [45] Las amplitudes y fases resultantes pueden entonces ser usados ​​para predecir la espera mareas. Estos son generalmente dominada por los constituyentes cerca de 12 horas (los componentes semi-diurnas), pero no son los principales constituyentes cerca de 24 horas (durante el día) también. Componentes a largo plazo son 14 días o quincenal, mensual y semestral. Semi-mareas diurnas dominado costa, pero algunas zonas como el Mar de China Meridional y el Golfo de México son principalmente diurnas. En las zonas semi-diurnos, los componentes primarios m 2 (lunar) y S 2 (solar) períodos difieren ligeramente, de modo que las fases relativas, y por tanto la amplitud de la marea combinado, cambie cada dos semanas (14 días período). [46 ]

En el M 2 parcela anteriormente, cada línea monótona difiere en una hora desde los países vecinos, y las líneas gruesas muestran las mareas en la fase de equilibrio en Greenwich. Las líneas de girar en torno a los puntos anfidrómicos en sentido antihorario en el hemisferio norte, por lo que a partir de Península de Baja California hasta Alaska y desde Francia a Irlanda la M 2 marea se propaga hacia el norte. En el hemisferio sur esta dirección es hacia la derecha. Por otra parte M 2 marea propaga en sentido antihorario alrededor de Nueva Zelanda, pero esto es debido a que el acto islas como una presa y permitir que las mareas para tener diferentes alturas en los lados de las islas opuestas. (Las mareas se propagan hacia el norte en el lado este y hacia el sur en la costa oeste, como predice la teoría.)

La excepción se encuentra en el estrecho de Cook , donde las corrientes de marea alta periódicamente ligarse a agua baja. Esto es porque cotidales líneas 180 ° alrededor de la amphidromes están en fase opuesta, por ejemplo a través de agua de alta a partir de agua bajo en cada extremo del estrecho de Cook. Cada componente de marea tiene un patrón diferente de amplitudes, fases y puntos anfidrómicos, por lo que los patrones de M 2 no puede utilizarse para otros componentes de marea.

[ edit ] Ejemplo de cálculo

Gráfico con una línea ascendente y descendente entre los 4 picos y valles de alrededor de 3 cuatro alrededor de -3
Las mareas en Bridgeport, Connecticut , EE.UU. durante un período de 50 horas.
Gráfico con una línea que muestra los picos y valles de marea gradualmente bicicleta entre máximos más altos y más bajos agudos durante un período de 14 días
Las mareas en Bridgeport, Connecticut, EE.UU. durante un período de 30 días.
Gráfico que muestra con una sola línea que muestra sólo una mínima fluctuación de marea anual
Las mareas en Bridgeport, Connecticut, EE.UU. durante un período de 400 días.
Gráfico que muestra 6 líneas con dos líneas para cada una de las tres ciudades. Nelson tiene dos mareas vivas mensuales, mientras que Napier y Wellington tienen cada uno.
Patrones de marea en el Estrecho de Cook. La parte norte (Nelson) tiene dos mareas vivas al mes, frente a sólo uno en el lado sur (Wellington y Napier).

Debido a que la Luna se mueve en su órbita alrededor de la tierra y en el mismo sentido que la rotación de la Tierra, un punto en la Tierra debe girar un poco más para ponerse al día para que el tiempo entre la marea semidiurna no tiene doce años pero con el 12,4206 horas-un poco veinticinco minutos extra. Los dos picos no son iguales. Las dos pleamares diarias se alternan en alturas máximas: menor altura (algo menos de un metro), mayor altura (algo más de un metro), y baja de nuevo alta. Lo mismo sucede con las mareas bajas.

Cuando la Tierra, la Luna y el Sol están en línea (Sol-Tierra-Luna o sol-luna de la Tierra), los dos principales influencias se combinan para producir las mareas de primavera, cuando las dos fuerzas se oponen entre sí, cuando el ángulo de la Luna a la Tierra -sol está cerca de noventa grados, resultado mareas muertas. Como la luna se mueve alrededor de su órbita, cambia desde el norte de la línea ecuatorial al sur del ecuador. La alternancia de alturas de las mareas altas se hace más pequeño, hasta que son lo mismo (en el equinoccio lunar, la luna está sobre el ecuador), y luego reconstruir, pero con la otra polaridad, la cera a una diferencia de máximo y luego disminuyendo otra vez.

[ editar ] Corriente

Influencia de las mareas en el flujo de corriente es mucho más difícil de analizar, y los datos son mucho más difíciles de recopilar. Una altura de la marea es un simple número que se aplica a una amplia región al mismo tiempo. Un flujo tiene una magnitud y una dirección, ambos de los cuales pueden variar sustancialmente con la profundidad y en distancias cortas debido a la batimetría local. Además, aunque el centro de un canal de agua es el punto de medición más útil, marineros objetar cuando el actual equipo de medición obstruye las vías fluviales. Un flujo de proceder hasta un canal curvado es el mismo flujo, aunque su dirección varía continuamente a lo largo del canal. Sorprendentemente, los flujos de inundación y el reflujo a menudo no están en direcciones opuestas. La dirección del flujo se determina por la forma del canal ascendente no, forma el canal descendente de. Del mismo modo, los remolinos se pueden formar en la dirección de flujo único.

Sin embargo, el análisis actual es similar al análisis de mareas: en el caso sencillo, en un lugar determinado el flujo de inundación es en su mayoría una dirección, y el reflujo en otra dirección. Velocidades de inundación se les da signo positivo, y las velocidades de reflujo signo negativo. Análisis procede como si se trata de alturas de las mareas.

En situaciones más complejas, el flujo principal y los flujos de inundación no dominan. En cambio, la dirección del flujo y magnitud trazar una elipse en un ciclo de marea (en un diagrama polar) en lugar de a lo largo del flujo y líneas de inundación. En este caso, el análisis puede proceder a lo largo de pares de direcciones, con las direcciones primaria y secundaria en ángulo recto. Una alternativa es tratar los flujos de marea como números complejos, ya que cada valor tiene una magnitud y una dirección.

Información Tide flujo se observa con mayor frecuencia en las cartas náuticas , que se presentan como una tabla de velocidades de flujo y cojinetes en intervalos de una hora, con mesas separadas para las mareas vivas y muertas. El momento es relativa al agua alta en algún puerto, donde el comportamiento de la marea es similar en su forma, aunque puede estar muy lejos.

Al igual que con las predicciones de mareas altura, predicciones de marea de flujo basados ​​sólo en factores astronómicos no incorporan condiciones climáticas, que pueden cambiar completamente el resultado.

El flujo de las mareas a través de Estrecho de Cook entre las dos islas principales de Nueva Zelanda es particularmente interesante, ya que las mareas en cada lado del estrecho son casi exactamente fuera de fase, por lo que el agua de alta un lado es simultánea con la del otro bajo el agua. Corrientes buen resultado, con casi cero cambio de altura de marea en el centro del estrecho. Sin embargo, aunque la marejada normalmente fluye en una dirección durante seis horas y en la dirección inversa durante seis horas, un aumento particular puede durar ocho o diez horas con la oleada inversa debilitado. En condiciones de clima especialmente bulliciosos, la oleada inversa podría ser superado totalmente de manera que el flujo continúa en la misma dirección a través de tres o más períodos de sobretensión.

Una complicación adicional para el patrón de flujo estrecho de Cook es que la marea en el lado norte (por ejemplo, en Nelson ) sigue la común bi-semanal de primavera-muertas ciclo de marea (como se encuentra en el lado oeste del país), pero el modelo de marea el lado sur de sólo tiene un ciclo mensual, como en el lado este: Wellington , y Napier .

El gráfico de mareas estrecho de Cook, muestra por separado la marea alta y marea baja altura y el tiempo, hasta noviembre de 2007, los cuales no se miden los valores sino que se calcula a partir de los parámetros derivados de las mareas años de edad mediciones. Carta náutica estrecho de Cook ofrece información corriente de marea. Por ejemplo, la edición de enero 1979 para el 41 ° 13.9 'S 174 ° 29.6' E (noroeste de Cabo Terawhiti ) se refiere a tiempos de Westport , mientras que el número de enero 2004 de la revista se refiere a Wellington. Zona de Cape Terawhiti en medio del estrecho de Cook la variación de la altura de marea es casi nula, mientras que la corriente de marea alcanza su máximo, especialmente cerca de la famosa Rip Karori. Aparte de los efectos del clima, las corrientes reales a través de Estrecho de Cook están influenciadas por las diferencias de altura de marea entre los dos extremos del estrecho y como se puede ver, sólo una de las dos mareas vivas en el extremo norte (Nelson) tiene una marea viva contraparte en el extremo sur (Wellington), por lo que el comportamiento resultante no sigue ni puerto de referencia. [ cita requerida ]

[ editar ] La generación de energía

Energía de las mareas puede ser extraída por dos medios: la inserción de un agua de la turbina en una corriente de marea, o la construcción de estanques de que la liberación / admitir agua a través de una turbina. En el primer caso, la cantidad de energía está totalmente determinado por el tiempo y la magnitud de la corriente de marea. Sin embargo, las mejores corrientes pueden no estar disponibles debido a que las turbinas obstruir los buques. En el segundo, las presas de embalse son costosas de construir, los ciclos naturales de agua están completamente interrumpido, la navegación del buque se interrumpe. Sin embargo, con múltiples estanques, la energía puede ser generada a veces elegido. Hasta el momento, son pocos los sistemas instalados para la generación de energía de las mareas (la más famosa, La Rance en Saint Malo , Francia), que se enfrenta a muchas dificultades. Aparte de las cuestiones ambientales, simplemente resistir la corrosión y ensuciamiento biológico plantean retos de ingeniería.

Proponentes Maremotrices señalar que, a diferencia de los sistemas de energía eólica, los niveles de generación pueda saberse con certeza, salvo por los efectos del clima. Mientras que algunos generación es posible para la mayoría del ciclo de marea, en la práctica turbinas pierden eficiencia a velocidades de operación más bajos. Dado que la potencia disponible de un flujo es proporcional al cubo de la velocidad del flujo, los tiempos en los que la generación de energía de alto es posible son breves.

[ editar ] Navegación

Gráfico que ilustra que las alturas de marea entrar en los cálculos de los datos legalmente significativos tales como las fronteras entre alta mar y aguas territoriales. El gráfico muestra una costa ejemplar, la identificación de las características del fondo, tales como barra litoral y bermas, las alturas de marea, como media más alta marea, y las distancias de la costa, como el límite de 12 millas.
Usos civiles y marítimas de datos de mareas

Flujos de marea son importantes para la navegación, y errores significativos en la posición ocurrir si no se acomodan. Alturas de las mareas también son importantes, como por ejemplo muchos ríos y bahías poco profundas tienen un "bar" en la entrada que impide que los barcos con importante proyecto de entrar en la marea baja.

Hasta el advenimiento de la navegación automática, la competencia en el cálculo de los efectos de marea era importante para los oficiales navales. El certificado de examen por los tenientes de la marina de guerra real una vez declaró que el oficial prospectivo fue capaz de "cambiar sus mareas". [47]

Tiempos y velocidades de flujo de las mareas aparecen en las cartas de mareas o un atlas corriente de marea . Tablas de mareas vienen en grupos. Cada gráfico incluye una hora entre una pleamar y otra (que ignoran los restos de 24 minutos) y muestran el flujo promedio de marea para esa hora. Una flecha en el gráfico de mareas indica la dirección y la velocidad media de flujo (normalmente en nudos ) para mareas vivas y muertas. Si una carta de marea no está disponible, cartas náuticas más tienen " diamantes de marea "que se refieren los puntos específicos en el gráfico a una tabla que indica la dirección del flujo de marea y la velocidad.

El procedimiento estándar para contrarrestar los efectos de marea en la navegación es a (1) calcular un " estima "posición (o DR) de distancia de recorrido y la dirección, (2) marque la tabla (con una cruz vertical como un signo más) y (3 ) dibuja una línea desde la República Dominicana en la dirección de la marea. La distancia de la marea se mueve el barco a lo largo de esta línea se calcula por la velocidad de las mareas, y esto da una "posición estimada" o EP (tradicionalmente marcado con un punto en un triángulo).

Indicador de marea, Delaware River, Delaware c. 1897. Al tiempo que se muestra en la figura, la corriente es de 1 ¼ pies sobre el agua baja y sigue cayendo, según se indica señalando la flecha. El indicador está alimentado por el sistema de poleas, cables y un flotador. (Informe del superintendente de la Coast Survey y geodésico muestra el progreso de los trabajos durante el año fiscal que termina en junio de 1897 (p. 483))

Cartas náuticas mostrar el agua de "profundidad de trazado" en lugares específicos con " sondas "y el uso de batimétricos líneas de contorno para representar la forma de la superficie sumergida de. Estas profundidades son relativos a un " datum de la carta ", que suele ser el nivel de agua en la marea astronómica más baja posible (aunque otros datums son de uso general, especialmente históricamente, y las mareas puede ser inferior o superior por razones meteorológicas) y, por tanto, el mínimo profundidad de agua posible durante el ciclo de las mareas. "Secado alturas", también se puede mostrar en el gráfico, que son las alturas de la exposición fondo del mar en la marea más baja astronómico.

Tablas de mareas lista de cada día alturas de agua de alta y baja y horas. Para calcular la profundidad real del agua, añada la profundidad trazada a la altura de la marea publicado. Profundidad para otras veces se pueden derivar a partir de curvas de marea publicados para los puertos principales. La regla de las doceavas partes puede ser suficiente si la curva exacta no está disponible. Esta aproximación supone que el aumento de la profundidad en las seis horas entre el agua bajo y alto es: primera hora - 1/12, segunda - 2/12, tercera - 3/12, cuarto - 3/12, quinto - 2/12, sexto - 1/12.

[ editar ] Aspectos biológicos

[ edit ] ecología intermareal

Foto de roca parcialmente sumergido que muestra bandas horizontales de diferente color y textura, donde cada banda representa una fracción diferente del tiempo pasado sumergido.
Una roca, visto en la bajamar, exhibiendo zonificación intermareal típico.

Ecología intermareal es el estudio de mareas ecosistemas , donde los organismos vivos entre las líneas de bajamar y pleamar. En la marea baja, el intermareal está expuesto (o "fuera del agua '), mientras que durante la marea alta, el intermareal bajo el agua (o' sumergida '). Intermareales ecologistas tanto, estudiar las interacciones entre los organismos intermareales y su entorno, así como entre las diferentes especies . Las interacciones más importantes pueden variar según el tipo de comunidad intermareal. Las amplias clasificaciones se basan en sustratos - costa rocosa o fondo blando.

Organismos intermareales experimentar un ambiente muy variables ya menudo hostil, y se han adaptado para hacer frente e incluso explotar estas condiciones. Una característica fácilmente visible es zonación vertical , en el que la comunidad se divide en distintas bandas horizontales de especies específicas en cada elevación sobre el agua bajo. La capacidad de una especie para hacer frente a la desecación determina su límite superior, mientras que la competencia con otras especies establece su límite inferior.

Los seres humanos utilizan las regiones intermareales para la alimentación y la recreación. sobreexplotación puede dañar intertidals directamente. Otras acciones antropogénicas como la introducción de especies invasoras y el cambio climático tienen grandes efectos negativos. Áreas Marinas Protegidas son una opción comunidades pueden aplicar para proteger estas áreas y ayudar a la investigación científica .

[ editar ] Los ritmos biológicos

El ciclo de las mareas aproximadamente quincenal tiene grandes efectos en el intermareal [48] y los organismos marinos. [49] Por lo tanto sus ritmos biológicos tienden a ocurrir en múltiplos aproximados de este período. Muchos otros animales, como los vertebrados , mostrar ritmos similares. Los ejemplos incluyen la gestación y eclosión de huevos. En los humanos, el ciclo menstrual dura aproximadamente un mes lunar , un múltiplo del período de marea. Tales paralelismos menos alusión a la ascendencia común de todos los animales de un ancestro marino. [50]

[ editar ] Otros mareas

Cuando oscilante corrientes de marea en el océano flujo estratificado sobre la topografía del fondo desigual, generan ondas internas con frecuencias de marea. Estas ondas se llaman mareas internas .

Áreas de poca profundidad en el agua por lo demás abierto puede experimentar rotativos corrientes de marea, que fluye en direcciones que cambian continuamente y así la dirección de flujo (no el flujo) realiza una rotación completa en 12 horas y media (por ejemplo, el Nantucket Shoals ). [51]

Además de las mareas oceánicas, lagos grandes mareas pueden experimentar pequeños e incluso los planetas pueden experimentar las mareas atmosféricas y las mareas de la Tierra . Estos son continuos mecánicos fenómenos. Los dos primeros tienen lugar en los fluidos . La tercera afecta a la Tierra delgada sólida corteza que rodea su semi-líquido interior (con varias modificaciones).

[ edit ] mareas Lake

Lagos grandes, como Superior y Erie pueden experimentar olas de 1 a 4 cm, pero estos pueden ser enmascarados por fenómenos meteorológicamente inducidos como seiche . [52] La marea en el Lago Michigan se describe como 0,5 a 1,5 pulgadas (13 a 38 mm) [53] o 1 ¾ pulgadas. [54]

[ edit ] mareas atmosféricas

Mareas atmosféricas son insignificantes a nivel del suelo y la altitud de la aviación, enmascarados por tiempo 's efectos mucho más importantes. Mareas atmosféricas son ambos gravitacionales y térmicos en origen y son las dinámicas dominantes de alrededor de 80 a 120 kilómetros (50 a 75 millas), por encima del cual la densidad molecular es demasiado bajo para apoyar el comportamiento del fluido.

[ editar ] Tierra mareas

Mareas de la Tierra o las mareas terrestres afectan a la masa de toda la Tierra, que actúa de manera similar a un líquido giroscopio con una corteza muy fina. La corteza de la Tierra turnos (in / out, este / oeste, norte / sur), en respuesta a la gravedad lunar y solar, las mareas oceánicas, y la carga atmosférica. Si bien insignificante para la mayoría de las actividades humanas, las mareas terrestres "semi-diurno amplitud puede alcanzar unos 55 centímetros (22 pulgadas) a los 15 centímetros ecuador (5,9 in) debido al sol, lo cual es importante en GPS calibración y VLBI mediciones. Precisas mediciones angulares astronómicos requieren el conocimiento de la velocidad de rotación de la Tierra y la nutación , ambos de los cuales están influenciados por mareas de la Tierra. Los semi-diurnas M 2 mareas de la Tierra son casi en fase con la luna con un retraso de aproximadamente dos horas. [ cita requerida ]

Algunos física de partículas experimentos deben ajustarse a las mareas terrestres. [55] Por ejemplo, en el CERN y SLAC , el gran aceleradores de partículas en cuenta las mareas terrestres. Entre los efectos relevantes son la deformación circunferencia de los aceleradores circulares y la energía del haz de partículas. [56] [57] Dado que las fuerzas de marea generan corrientes en la conducción de fluidos en el interior de la Tierra, que a su vez afectan el campo magnético de la Tierra . Mareas de la Tierra también se han vinculado a la activación de los terremotos. [58] Véase también la predicción de terremotos .

[ edit ] mareas galácticas

Mareas galácticas son las fuerzas de marea ejercidas por las galaxias de estrellas dentro de ellos y galaxias satélites que orbitan ellos. Los efectos de la marea galáctica en el Sistema Solar s ' nube de Oort se cree que causan el 90 por ciento de los cometas de largo período. [59]

[ edit ] malas aplicaciones

Los tsunamis , las olas de gran tamaño que se producen después de los terremotos, a veces se llaman ondas de marea, pero se da este nombre por su parecido con la marea, más que cualquier vínculo real con la marea. Otros fenómenos no relacionados con las mareas, pero utilizando la palabra marea son robo marea , marea de tormenta , marea huracán y negro o mareas rojas .

[ editar ] Véase también

[ editar ] Referencias

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[ editar ] Enlaces externos

[ editar ] predicciones de mareas