Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Земля прилив (также известный как твердый прилив Земли , земная кора волна , волна тела , телесный прилив или земельного прилив ) является перемещением из твердой земли поверхности «s , вызванной действие силы тяжести на Луне и Солнце . Его основная составляющая имеет амплитуду метрового уровня с периодами около 12 часов и более. Самые большие составляющие тела приливов - полусуточные , но есть также значительные дневные, полугодовые и двухнедельные вклады. Хотя гравитационная сила, вызывающая земные приливы и океанские приливы, одна и та же, реакции совершенно разные.

Сила прилива [ править ]

Лунная приливная сила: на этих изображениях Луна изображена непосредственно над 30 ° с.ш. (или 30 ° ю.ш.), если смотреть сверху над северным полушарием, показывая обе стороны планеты. Красный вверх, синий вниз.

Большая из периодических гравитационных сил исходит от Луны, но также важна сила Солнца. Изображения здесь показывают лунную приливную силу, когда Луна появляется прямо над 30 ° с.ш. (или 30 ° ю.ш.). Этот узор остается неизменным: красная область направлена ​​на Луну (или прямо от нее). Красный цвет указывает на тягу вверх, синий - вниз. Если, например, Луна находится прямо над 90 ° з.д. (или 90 ° в.д.), красные области сосредоточены в западном северном полушарии, вверху справа. Красный вверх, синий вниз. Если, например, Луна находится непосредственно над 90 ° з.д. (90 ° в.д.), центр красной области находится на 30 ° северной широты, 90 ° западной долготы и 30 ° южной широты, 90 ° восточной долготы, а центр синеватой полосы следует за большой кругравноудалены от этих точек. На 30 ° широты сильный пик происходит один раз в лунный день, что дает значительную суточную силу на этой широте. Вдоль экватора два пика (и впадины) одинакового размера создают полусуточную силу.

Прилив тела [ править ]

Вертикальные смещения секторного движения.
Красный вверх, синий вниз.
Смещения с востока на запад секторного движения.
Красный восток, синий запад.
Смещения секторного движения с севера на юг.
Красный север, синий юг.
Вертикальные смещения тессерального движения.
Красный вверх, синий вниз.
Смещения тессерального движения с востока на запад.
Красный восток, синий запад.
Смещения тессерального движения с севера на юг.
Красный север, синий юг.
Вертикальные перемещения зонального движения. Красный вверх, синий вниз.

Земной прилив охватывает все тело Земли и не сдерживается тонкой коркой и массами суши на поверхности, масштабы которых делают жесткость горных пород несущественной. Океанские приливы являются следствием резонанса одних и тех же движущих сил с периодами движения воды в океанских бассейнах, накопленными в течение многих дней, поэтому их амплитуда и время сильно различаются и меняются на коротких расстояниях всего в несколько сотен километров. Периоды колебаний Земли в целом не близки к астрономическим периодам, поэтому ее изгиб происходит под действием сил момента.

Компоненты прилива с периодом около двенадцати часов имеют лунную амплитуду (расстояния выпуклости / депрессии Земли), которые чуть более чем в два раза превышают высоту солнечных амплитуд, как показано в таблице ниже. В новолуние и полнолуние Солнце и Луна выровнены, а лунные и солнечные приливные максимумы и минимумы (выпуклости и впадины) складываются вместе для наибольшего диапазона приливов на определенных широтах. В фазах первой и третьей четверти луны лунные и солнечные приливы перпендикулярны, а диапазон приливов минимален. Полусуточные приливы проходят один полный цикл (прилив и отлив) примерно раз в 12 часов и один полный цикл максимальной высоты (весна и прилив) примерно раз в 14 дней.

Полусуточный прилив (один максимум каждые 12 часов или около того) является преимущественно лунным (только S 2 является чисто солнечным) и вызывает секториальные деформации, которые поднимаются и спадают одновременно по одной и той же долготе. [1] Секторальные вариации вертикальных смещений и смещений с востока на запад максимальны на экваторе и исчезают на полюсах. Вдоль каждой широты есть два цикла, выпуклости противоположны друг другу, а впадины также противоположны. Дневной прилив лунно-солнечный, вызывающий тессеральный отлив.деформации. Вертикальное движение и движение с востока на запад максимально на широте 45 ° и равно нулю на экваторе и на полюсах. Тессеральное изменение имеет один цикл на широту, одну выпуклость и одну депрессию; выпуклости противоположны (противоположны), другими словами, например, западная часть северного полушария и восточная часть южного полушария. Точно так же впадины противоположны, в данном случае восточная часть северного полушария и западная часть южного полушария. Наконец, двухнедельные и полугодовые приливы имеют зональные деформации (постоянные по кругу широты), поскольку гравитация Луны или Солнца направлена ​​попеременно в сторону от северного и южного полушарий из-за наклона. На широте 35 ° 16 'вертикальное смещение отсутствует.

Поскольку эти смещения влияют на вертикальное направление , изменения восток-запад и север-юг часто табулируются в миллисекундах для астрономических целей. Вертикальное смещение часто табулируется в мкгал , так как градиент силы тяжести зависит от местоположения, так что преобразование расстояния составляет всего примерно 3 мкгал на сантиметр.

Другие участники земных приливов [ править ]

В прибрежных районах, поскольку океанские приливы не идут в ногу с земными, во время прилива в океане наблюдается избыток (или во время отлива дефицит) воды по сравнению с уровнем гравитационного равновесия, и, следовательно, на прилегающей земле. падает (или поднимается) в ответ на возникающую разницу в весе. Смещения, вызванные приливной нагрузкой на океан, могут превышать смещения, вызванные приливом земного тела. Чувствительные инструменты далеко от суши часто должны делать аналогичные исправления. Атмосферную нагрузку и штормовые явления также можно измерить, хотя движущиеся массы имеют меньший вес.

Приливные составляющие [ править ]

Основные составляющие прилива . Амплитуды могут отличаться от указанных в пределах нескольких процентов. [2] [3]

Полусуточный [ править ]

Приливная составляющаяПериодВертикальная амплитуда (мм)Горизонтальная амплитуда (мм)
M 212.421 часов384,8353,84
S 2 (солнечный полусуточный)12.000 часов179,0525.05
№ 212.658 часов73,6910.31
К 211.967 часов48,726,82

Дневной [ править ]

Приливная составляющаяПериодВертикальная амплитуда (мм)Горизонтальная амплитуда (мм)
К 123.934 часов191,7832.01
O 125,819 часов158,1122.05
П 124.066 часов70,8810,36
φ 123.804 ч.3,440,43
ψ 123,869 часов2,720,21
S 1 (солнечный суточный)24.000 часов1,650,25

Долгосрочная [ править ]

Приливная составляющаяПериодВертикальная амплитуда (мм)Горизонтальная амплитуда (мм)
M f13.661 дней40,365,59
М м (лунный месяц)27,555 дней21,332,96
S sa (солнечное полугодие)0,50000 года18,792,60
Лунный узел18,613 г.16,922.34
S a (солнечный год)1.0000 лет2,970,41

Эффекты [ править ]

Дополнительная информация: Приливные триггеры землетрясений

Вулканологи используют регулярные, предсказуемые движения земных приливов для калибровки и тестирования чувствительных инструментов мониторинга деформации вулканов. Приливы также могут вызывать вулканические явления. [4] [5] Сейсмологи определили, что микросейсмические явления связаны с приливными колебаниями в Центральной Азии (к северу от Гималаев). [ необходима цитата ] Полусуточная амплитуда земных приливов может достигать около 55 см (22 дюйма) на экваторе, что важно для Глобальной системы позиционирования , интерферометрии с очень длинной базой и спутниковых лазерных измерений дальности . [6] [7]Кроме того, для проведения точных астрономических угловых измерений требуется точное знание скорости вращения Земли ( продолжительность дня , прецессия в дополнение к нутации ), на которую влияют земные приливы (так называемый полюсный прилив ). Земные приливы также необходимо учитывать в некоторых экспериментах по физике элементарных частиц . [8] Например, в ЦЕРНе или в Национальной ускорительной лаборатории SLAC ускорители очень больших частицбыли разработаны с учетом земных приливов и отливов для правильной работы. Среди эффектов, которые необходимо учитывать, - деформация окружности для кольцевых ускорителей, а также энергия пучка частиц.[9] [10]

Приливы тел на планетах и ​​лунах, а также в двойных звездах и двойных астероидах играют ключевую роль в долгосрочной динамике планетных систем. Например, из-за приливов тела на Луне она попадает в спин-орбитальный резонанс 1: 1 и всегда показывает нам одну сторону. Из-за приливов и отливов в нем Меркурий оказывается в ловушке спин-орбитального резонанса 3: 2 с Солнцем. [11] По той же причине считается, что многие из экзопланет попадают в более высокие спин-орбитальные резонансы со своими звездами.[12]

См. Также [ править ]

  • Числа любви

Ссылки [ править ]

  1. ^ Пол Мельхиор, "Земные приливы", Surveys in Geophysics , 1 , стр. 275–303, март 1974 г.
  2. ^ Джон Вар, "Земные приливы", Глобальная физика Земли, Справочник физических констант , Справочная полка AGU, 1 , стр. 40–46, 1995.
  3. ^ Майкл Р. Хаус, "Временные рамки орбитального воздействия: введение", Геологическое общество, Лондон, специальные публикации; 1995; v.85; п. 1-18. http://sp.lyellcollection.org/cgi/content/abstract/85/1/1
  4. ^ Соттили Г., Мартино С., Палладино Д.М., Пачелло А., Боццано Ф. (2007), Влияние приливных напряжений на вулканическую активность на горе Этна, Италия, Geophys. Res. Lett, 34, L01311, DOI : 10.1029 / 2006GL028190 , 2007.
  5. ^ Volcano часы , USGS .
  6. ^ Соглашения IERS (2010). Жерар Пети и Брайан Лузум (ред.). (Техническое примечание IERS; 36) Франкфурт-на-Майне: Verlag des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie, 2010. 179 стр., ISBN  9783898889896 , Sec. 7.1.1, «Влияние твердых земных приливов» [1]
  7. ^ Руководство пользователя Бернского программного обеспечения GNSS, версия 5.2 (ноябрь 2015 г.), Астрономический институт Бернского университета. Раздел 10.1.2. «Твердые земные приливы, твердые тела и океанические полюса, а также постоянные приливы» [2]
  8. ^ Ускоритель в движении, но ученые компенсируют приливные эффекты , Стэнфорд онлайн .
  9. ^ деформация окружности [ ненадежный источник? ]
  10. ^ энергия пучка частиц влияет на [ ненадежный источник? ]
  11. ^ Noyelles, B .; Frouard, J .; Макаров, В.В., Ефроимский, М. (2014). "Возвращение к спин-орбитальной эволюции Меркурия". Икар . 241 : 26–44. arXiv : 1307.0136 . Bibcode : 2014Icar..241 ... 26N . DOI : 10.1016 / j.icarus.2014.05.045 . S2CID 53690707 . 
  12. ^ Макаров, В.В.; Бергеа, К. и Ефроимски, М. (2012). "Динамическая эволюция и спин-орбитальные резонансы потенциально обитаемых экзопланет: случай GJ 581d". Астрофизический журнал . 761 (2): 83. arXiv : 1208.0814 . Полномочный код : 2012ApJ ... 761 ... 83M . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 761/2/83 . S2CID 926755 . 83. 

Библиография [ править ]

  • Маккалли, Джеймс Грейг, За пределами Луны, Разговорный, здравый смысл, руководство по пониманию приливов , World Scientific Publishing Co, Сингапур, 2006.
  • Пол Мельхиор, Earth Tides , Pergamon Press, Oxford, 1983.
  • Вайли, Фрэнсис Э., Приливы и притяжение Луны , Стивен Грин Пресс, Браттлборо, Вермонт, 1979.