Источники энергии — Приливы и отливы морские

(Часть №2)

    В нашей стране наибольшие приливы — около 13 м — наблюдаются в Гижигинской и Пенжинской губах на Охотском море.

    Во внутренних морях, например в Балтийском и Черном, приливы и отливы очень малы и почти незаметны. Это происходит потому, что через узкие проливы, соединяющие такие моря с океанами, за время от отлива до прилива не успевают проникнуть в моря сколько-нибудь значительные массы воды, перемещающиеся вместе с океанской приливной волной. Правда, в каждом закрытом море или даже озере возникают самостоятельные приливные волны и перемещения масс воды внутри этих морей и озер. Но чем меньше море или озеро, тем меньше воды перемещается в нем от одного берега к другому и тем меньше приливы и отливы. Например, в Средиземном море приливы достигают 1—2 м, а в Черном море — 10 см.

Такова в общих чертах картина приливов и отливов и причина их возникновения.

    При более детальном изучении приливов и отливов наблюдаются такие очень интересные и очень сложные явления. Момент полной воды в данной местности не совпадает с кульминацией Луны, а всегда запаздывает. Это происходит потому, что трение воды о дно океанов и внутреннее трение воды несколько задерживают движение приливной волны и она не поспевает, так сказать, за Луной. Приливная волна достигает данного пункта в океане лишь через некоторый промежуток времени после кульминации Луны, так что прямая линия, проведенная через приливные выступы на противоположных сторонах земного шара, проходит восточнее направления из центра Земли на Луну.

    Величина запаздывания приливов в данной местности по сравнению с моментом кульминации Луны называется «прикладным часом».

    В разных местностях «прикладной час» разный, так как он зависит от особенностей рельефа дна и берегов. Например, в Остенде (Бельгия) «прикладной час» равен в среднем 25 минутам, в Гибралтаре — 1 часу 47 минутам, в Бресте (Франция) — 3 часам 46 минутам, в некоторых заливах Белого моря — 5 часам и т. д.

    В одной и той же местности высота приливов изо дня в день меняется. Это связано прежде всего с тем, что расстояние от Луны до Земли и высота Луны над горизонтом в данной местности в момент кульминации все время изменяются. Изменяется в связи с этим и величина действующей приливообразующей силы. Существует такая формула для приливообразующей силы, действующей на единицу массы на поверхности Земли в момент кульминации Луны.

    В течение месяца расстояние от Луны до Земли изменяется приблизительно от 365 тыс. км до 405 тыс. км, а приливообразующая сила изменяется примерно в 1,4 раза. Высота Луны над горизонтом в момент кульминации изменяется в течение месяца в среднем на 47°, причем эта амплитуда изменений колеблется с периодом около 19 лет от 37 до 57°; это приводит как к месячным колебаниям высоты приливов и отливов, так и к колебаниям с периодом около 19 лет.

    Заметное приливное действие оказывает на Землю и Солнце, и по той же причине, что и Луна. Хотя Солнце находится от Земли значительно дальше, чем Луна (в среднем в 389 раз), но его масса намного больше массы Луны (в 27 млн. раз), поэтому и влияние его также велико. В моменты сизигий (т. е. когда Земля, Луна и Солнце располагаются на прямой линии) солнечная и лунная приливные волны складываются друг с другом, а в моменты квадратур (когда направления с Земли на Луну и Солнце отличаются друг от друга на 90°) солнечная приливная волна несколько повышает уровень отлива и несколько понижает уровень прилива. Поэтому высота приливов во время сизигий бывает примерно в 2,7 раза больше, чем во время квадратур.

    Кроме указанных основных причин колебания высоты приливов и отливов, существуют и более мелкие. Они связаны главным образом с особенностями движения Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца. Теоретически приливное действие оказывают также и планеты, но оно слишком мало, чтобы его можно было обнаружить.

Под действием приливообразующих сил деформируется не только водная оболочка, но и все твердое тело Земли.

    Таким образом, приливные волны возникают и на твердой поверхности Земли. Их бы не было совсем, если бы Земля была абсолютно твердой. И наоборот, они были бы наибольшими, если бы Земля была жидкой. Наблюдения приливных волн на твердой поверхности Земли позволяют судить об упругости вещества Земли. Эти наблюдения показывают, что Земля по своей упругости обладает свойствами стального шара.

    Приливообразующие силы вызывают также деформации воздушной оболочки Земли. Они выражаются, прежде всего, в периодических колебаниях атмосферного давления. Обнаруживаются также периодические изменения свойств различных слоев атмосферы. Приливы и отливы перемещают большие массы воды, и люди давно стали задумываться над тем, как бы заставить эти массы воды вращать колеса турбин, вырабатывающих электроэнергию. В последние годы вопрос этот уже практически решен, и в ближайшем будущем человек широко будет использовать энергию приливов и отливов.

    Принцип работы приливной гидроэлектростанции простой. В заливе, где наблюдаются более или менее значительные приливы и отливы, строится плотина, отделяющая часть залива от океана. Во время прилива или отлива образуется разность уровней воды между океаном и отделенной частью залива. Вода по специальному каналу устремляется сквозь плотину сверху вниз и приводит в движение установленные там турбины.