Физика океанских приливов в компьютерных моделях. Бутиков Е.И. - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Физика океанских приливов в компьютерных моделях
Рис. 5. Вращение векторов приливообразующих сил в фиксированных точках экваториальной плоскости.
Аналитические выражения для зависимости приливных сил от времени в данном
месте экваториальной плоскости на вращающейся Земле можно получить, подставляя
θ
=
Ω
t в уравнения (5). Для точки экватора, в которой Солнце проходит через зенит
при t = 0, получаем:
,2sin)(,2cos)(
horvert
tArtFtArtF
Ω
Ω
=
=
(10)
где A = (3/2)F
Sun
/R = (3/2)GmM
Sun
/R
3
. В любой другой точке на экваторе Земли вектор
приливной силы также вращается в вертикальной плоскости с угловой скоростью 2
Ω
.
Таким образом, все эти векторы вращаются синхронно, но с различными фазами.
Формулы (10) показывают, что в каждой точке экватора вращающийся вектор
приливообразующей силы можно рассматривать как суперпозицию двух сил неизмен-
ных направлений (вертикальной и горизонтальной), осциллирующих с частотой 2
Ω
со
сдвигом по фазе на четверть периода. Вся вращающаяся система приливообразующих
сил может быть представлена как две квадрупольные системы осциллирующих сил, оси
которых образуют одна с другой угол
π
/4. Цитированная выше компьютерная про-
грамма «Океанские приливы» дает наглядную динамическую картину такого представ-
ления приливообразующих сил.
Динамическая теория приливов
После того, как установлены основные закономерности приливообразующих сил,
следует рассмотреть реакцию мирового океана на действие этих сил. В учебной и науч-
но-популярной литературе о приливах этот вопрос трактуется чрезмерно упрощенно. А
именно, вслед за Ньютоном и Бернулли, большинство авторов полагают, что под дей-
ствием приливообразующих сил поверхность океана принимает равновесную
форму
эллипсоида вращения, вытянутого вдоль линии Земля – Солнце (или Земля – Луна для
лунных приливов). В соответствии с таким предположением высокий уровень воды в
некотором месте должен наблюдаться всякий раз когда Луна находится в верхней и
нижней кульминациях (в зените и надире), а низкий уровень – в промежутках между
этими моментами, когда
Луна в данном месте находится на горизонте. Однако наблю-
дения не согласуются с таким выводом. Скорее справедлива обратная закономерность:
кульминациям Луны соответствует низкий уровень. Во всяком случае, между кульми-
нацией Луны и последующей высокой водой проходит промежуток времени в несколь-
ко часов. Объяснить это можно только в рамках динамической теории приливов
, впер-
вые предложенной Лапласом и развитой Эйри, в которой рассматривается вынужден-
11

Страницы