Каждые несколько часов океан на морском побережье поднимается, затапливает пляж, а затем отступает, обнажая камни и отмели. Это приливы и отливы, и за их движением стоит гравитационное притяжение объекта, удалённого от Земли на 384 000 километров. Влияние Луны на океанические воды настолько велико, что приливы перемещают огромные массы воды, формируя заметные изменения уровня моря даже на удалённых побережьях.
Причины приливов и отливов: гравитация в действии
Гравитация Луны действует на Землю как градиент: ближняя к Луне сторона планеты притягивается сильнее, дальняя — слабее. Эта разница называется приливной силой. Она заставляет воду смещаться туда, где притяжение максимально, и туда, где оно минимально, то есть сразу в двух направлениях одновременно. Именно приливная сила определяет форму и ритм движения океанов, а вовсе не просто факт гравитационного притяжения как такового.
Два водных бугра и механизм отлива
Под действием приливной силы вода на Земле формирует два выступа — один на стороне, обращённой к Луне, другой на противоположной. Со стороны Луны вода притягивается сильнее, чем центр планеты, и поэтому вспухает в её направлении. На дальней стороне вода притягивается к Луне слабее, чем центр Земли, — в системе Земля—Луна разные точки Земли испытывают неодинаковое ускорение, поэтому на дальней стороне возникает второй приливный максимум. В результате вода как бы «отстаёт», образуя второй бугор. Высокие приливы возникают именно в зонах этих двух выступов, а отливы — в промежутках между ними, где вода максимально отступает.
Важная деталь: два водных бугра никогда не направлены точно на Луну. В океанах положение максимального уровня воды не совпадает с направлением на Луну: континенты, рельеф дна и вращение Земли смещают и деформируют приливную волну. Это усложняет картину, но не меняет главного принципа: высокая вода и низкая вода существуют одновременно в разных точках планеты.
Почему приливы бывают дважды в сутки
Поскольку водных бугров два, каждая точка на побережье проходит через оба выступа за одни лунные сутки. Лунные сутки длиннее солнечных — около 24 часов 50 минут, потому что Луна за это время успевает немного сдвинуться по орбите. Когда конкретная точка побережья оказывается в области повышенного уровня воды, наступает прилив, когда оказывается между буграми — отлив. За полные лунные сутки большинство побережий переживают два прилива и два отлива.
Именно поэтому время прилива каждый день сдвигается примерно на 50 минут относительно предыдущего. Это легко проверить по таблицам приливов для любого порта: расписание медленно, но предсказуемо скользит вперёд.
Влияние Луны и Солнца: когда приливы усиливаются
Гравитационные силы Луны и Солнца действуют на океанические воды одновременно. Солнце значительно массивнее Луны, но находится намного дальше, поэтому приливной эффект Солнца составляет около 46% лунного — эта величина хорошо подтверждена как расчётами по закону всемирного тяготения, так и наблюдениями (NOAA, NASA). Этого достаточно, чтобы заметно менять высоту приливов в зависимости от взаимного расположения трёх тел.
Сизигийные приливы в новолуние и полнолуние
Когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются в одну линию, их приливные воздействия складываются и приливы достигают максимальной высоты. Такое положение возникает при новолунии и полнолунии. Эти приливы называют сизигийными, или весенними — хотя к сезону года они отношения не имеют. Синодический месяц, то есть период смены фаз Луны, составляет около 29,5 суток, поэтому сизигийные приливы повторяются примерно дважды в месяц. Именно в эти периоды затопление низких прибрежных зон наиболее вероятно.
Квадратурные приливы при четвертях Луны
Когда Луна и Солнце находятся под прямым углом относительно Земли — в фазах первой и последней четверти — их притяжение частично компенсирует друг друга. Солнечный выступ накладывается на зону отлива лунного цикла, и общая высота приливной волны снижается. Такие приливы называют квадратурными, или малыми. Разница между высоким и низким уровнем воды в эти дни минимальна, приливные течения ослабевают, и побережье выглядит спокойнее обычного.
Где самые высокие приливы в мире
Высота прилива в конкретном месте зависит от астрономии лишь отчасти. Форма берега, глубина акватории и геометрия залива способны многократно усилить или погасить волну. Два побережья на одной широте могут давать совершенно разные результаты — всё решает рельеф дна и очертания суши. Именно поэтому карта приливов и отливов выглядит так неравномерно.
Залив Фанди: приливы высотой в несколько этажей
Залив Фанди в Канаде известен одним из самых больших приливных диапазонов на планете. В некоторых его участках, включая бассейн Минас, разница между высоким и низким уровнем воды достигает примерно 16 метров. В 1975 году Книга рекордов Гиннесса зафиксировала здесь экстремальный перепад 16,3 м (позже в ряде источников встречается округление до 17 м). Это примерно высота пятиэтажного дома. Причина такого усиления — сочетание формы залива, его глубины и характера распространения приливной волны, создающее условия для резонансного усиления. Оценки объёма воды, проходящей через залив за один приливный цикл, у разных источников расходятся — от нескольких миллиардов до более чем ста миллиардов тонн, в зависимости от того, какой именно участок залива и какая фаза цикла учитываются, — но в любом случае речь идёт о величинах, сопоставимых со стоком крупнейших рек мира.
Приливные течения здесь настолько мощны, что формируют особый рельеф дна и определяют всю прибрежную экологию региона. Туристы специально приезжают в залив Фанди, чтобы своими глазами увидеть, как за несколько часов обнажаются и снова уходят под воду скалы высотой с многоэтажный дом.
Почему в Чёрном море нет сильных приливов
В замкнутых и полузамкнутых морях, таких как Чёрное или Средиземное, приливы существуют, но обычно имеют небольшую амплитуду. На их высоту влияют геометрия и глубина бассейна, связь с Мировым океаном и характер распространения приливной волны. Разница уровней воды там составляет считанные сантиметры — этого достаточно, чтобы приборы её зафиксировали, но недостаточно, чтобы заметить глазом.
Для мореплавания и рыболовства в таких морях ориентируются на ветер и атмосферное давление, а приливный цикл на практике почти не учитывается. Это разительно отличается от условий на атлантических и тихоокеанских побережьях, где расписание приливов — такой же рабочий инструмент, как прогноз погоды.
Приливы в жизни: от рыбалки до предсказаний
Приливные течения — это не просто красивое зрелище. Они перемешивают воду, переносят питательные вещества и кислород, определяют, где живут морские организмы. Приливный диапазон — разница между высоким и низким уровнем воды — влияет на интенсивность этих течений. Чем больше диапазон, тем активнее движение воды и тем богаче прибрежная зона.
Приливы и рыбалка: когда клюёт лучше
Для многих видов рыб изменение уровня воды и приливные течения влияют на перемещение и доступность корма, поэтому рыбаки учитывают приливный цикл при выборе времени ловли. В часы отлива обнажаются отмели, где удобно искать моллюсков и ракообразных. Прилив, напротив, приносит рыбу ближе к берегу вместе с потоком воды.
Можно ли предсказать время прилива
Приливы — одно из наиболее предсказуемых природных явлений. Их рассчитывают по астрономическим данным о положении Луны и Солнца относительно Земли: орбиты этих тел известны с высокой точностью на годы вперёд. Специальные таблицы и онлайн-сервисы позволяют узнать точное время прилива в любом порту мира на месяцы и даже годы вперёд.
Это делает приливы уникальными среди природных явлений: астрономическая составляющая приливов рассчитывается на годы вперёд с высокой точностью, хотя фактический уровень воды в конкретный день может заметно меняться из-за ветра и атмосферного давления. Капитаны судов, рыбаки и портовые службы пользуются этими расчётами как надёжным навигационным ориентиром.
Приливы в реках и замкнутых морях
В реках приливное воздействие проявляется прежде всего в нижнем течении и устьях рек, впадающих в океан или приливные моря. Там морская вода периодически входит в русло, поднимая уровень и меняя направление течения. Чем дальше от устья, тем слабее этот эффект — по мере удаления от устья приливное влияние постепенно ослабевает. В некоторых широких устьях, например у реки Северн в Великобритании, приливная волна заходит на десятки километров вглубь и образует стремительный вал — бор.
Заключение
Луна — главный двигатель океанских приливов. Её гравитация создаёт приливную силу, которая перемещает гигантские массы воды, а Солнце и рельеф берегов лишь корректируют масштаб этого явления. Без Луны прибрежный мир был бы совсем иным.
Но влияние спутника не ограничивается ритмом океанов. Приливное трение веками тормозит вращение Земли — каждое столетие сутки удлиняются на миллисекунды, а Луна медленно удаляется от нас почти на 4 сантиметра в год. Эти изменения, измеряемые с помощью лазерной локации, длятся миллиарды лет и будут продолжаться, пока существует система Земля—Луна.
