Thủy triều – Wikipedia tiếng Việt

Thủy triều là hiện tượng nước biển, nước sông… lên xuống trong một chu kỳ thời gian phụ thuộc biến chuyển thiên văn. Trong âm Hán-Việt, thủy có nghĩa là nước, còn triều là cường độ nước dâng lên và rút xuống. Sự thay đổi lực hấp dẫn từ Mặt Trăng (phần chủ yếu) và từ các thiên thể khác như Mặt Trời (phần nhỏ) tại một điểm bất kỳ trên bề mặt Trái Đất trong khi Trái Đất quay đã tạo nên hiện tượng nước dâng (triều lên thường gọi là “nước lớn”) và nước rút (triều xuống tức “nước ròng”) vào những khoảng thời gian nhất định trong một ngày.

Tuần trăng và thủy triều : New moon = trăng mới. Full moon = trăng rằm. First quarter moon = trăng thượng tuần. Third quarter moon = trăng hạ tuần. Spring tide = triều cường. Neap tide = triều kém .Những biến hóa thủy triều trải qua những quy trình tiến độ sau :

  • Triều dâng (flood tide): xảy ra khi mực nước biển dâng lên trong vài giờ, làm ngập vùng gian triều.
  • Triều cao (high tide): nước dâng lên đến điểm cao nhất của nó.
  • Triều xuống (ebb tide): mực nước biển hạ thấp trong vài giờ làm lộ ra vùng gian triều.
  • Triều thấp (low tide): nước hạ thấp đến điểm thấp nhất của nó.

Thủy triều tạo ra các dòng chảy có tính dao động gọi là dòng triều hay triều lưu. Thời điểm mà dòng triều ngừng chuyển động được gọi là nước chùng hoặc nước đứng (slack water).

Sau đó, thủy triều đổi hướng, tạo ra sự đổi khác ngược lại. Nước đứng thường Open gần lúc mực nước triều cao hoặc triều thấp ; nhưng tại 1 số ít nơi, thời hạn nước đứng là độc lạ đáng kể so với thời hạn triều cao hoặc triều thấp. [ 1 ]

Hiện tượng thủy triều phổ biến nhất là bán nhật triều hoặc nhật triều, tức là hai lần nước lớn trong ngày có đỉnh không bằng nhau; chúng bao gồm mực nước lớn caomực nước lớn thấp trên đồ thị triều. Tương tự đối với hai lần nước ròng gồm nước ròng caonước ròng thấp.[2]

Nguyên nhân của thủy triều là do thủy quyển có hình cầu dẹt nhưng bị kéo cao lên ở hai miền đối lập nhau tạo thành hình ellipsoid. Một đỉnh của ellipsoid nằm trực diện với Mặt Trăng – là miền nước lớn thứ nhất, do lực mê hoặc của Mặt Trăng gây ra. Còn miền nước lớn thứ hai nằm đối lập với miền nước lớn thứ nhất qua tâm Trái Đất, do lực li tâm tạo ra. Giữa hai nước lớn liên tục là nước ròng. Một khi tốc độ góc ( vận tốc quay ) của Trái Đất không đổi thì lực li tâm lớn nhất nằm ở nơi có nửa đường kính quay lớn nhất khi đó là miền xích đạo của Trái Đất. Tuy nhiên nửa đường kính quay chưa hẳn là nửa đường kính Trái Đất tại xích đạo, vì Trái Đất không trọn vẹn quay quanh trục của nó, cũng như Mặt Trăng không trọn vẹn quay quanh Trái Đất, mà là : Hệ Trái Đất-Mặt Trăng quay xung quanh điểm trọng tâm của hệ này. Do khối lượng của Trái Đất lớn hơn của Mặt Trăng rất nhiều nên trọng tâm của hệ Trái Đất-Mặt Trăng nằm trong lòng Trái Đất, trên đường nối tâm của chúng ở khoảng cách 0.73 nửa đường kính của Trái Đất ( 4650.83 km ). Tóm lại : Trái Đất vừa quay, vừa lắc .Thủy triều đạt cực lớn khi mà cả Mặt Trăng và Mặt Trời cùng nằm về một phía so với Trái Đất, và mức triều phía đối lập lúc đó sẽ xuống điểm cực tiểu .Khái niệm thủy triều được lan rộng ra trong vật lý học dành cho chênh lệch tương tác mê hoặc tác động ảnh hưởng lên những vật thể nằm trong tương tác mê hoặc .
Từ mực nước cao nhất đến thấp nhất :

  • Thủy triều thiên văn cao nhất (HAT, Highest astronomical tide) – Thủy triều cao nhất có thể dự đoán là xảy ra. Lưu ý rằng các điều kiện khí tượng có thể làm gia tăng chiều cao đối với HAT.
  • Trung bình nước lớn triều cường (MHWS, Mean high water springs) – Trung bình của 2 triều cao trong những ngày triều cường.
  • Trung bình nước lớn triều kém (MHWN, Mean high water neaps) – Trung bình của 2 triều cao trong những ngày triều kém.
  • Mực nước biển trung bình (MSL, Mean sea level) – Đây là trung bình của mực nước biển. MSL là hằng số đối với bất kỳ điểm nào trong một khoảng thời gian dài.
  • Trung bình nước ròng triều kém (MLWN, Mean low water neaps) – Trung bình của 2 triều thấp trong những ngày triều kém.
  • Trung bình nước ròng triều cường (MLWS, Mean low water springs) – Trung bình của 2 triều thấp trong những ngày triều cường.
  • Thủy triều thiên văn thấp nhất (LAT, Lowest astronomical tide) và Chuẩn hải đồ (CD, Chart Datum) – Thủy triều thấp nhất có thể dự đoán là xảy ra. Các hải đồ hiện đại sử dụng nó như là chuẩn hải đồ. Lưu ý rằng trong những điều kiện khí tượng nhất định thì nước có thể rút xuống thấp hơn cả LAT, nghĩa là có ít nước hơn là những gì chỉ ra trên các hải đồ.[3]

Thành phần thủy triều[sửa|sửa mã nguồn]

Các thành phần thủy triều là kết quả ròng của nhiều ảnh hưởng tác động đến các thay đổi thủy triều trong một khoảng thời gian nhất định. Các thành phần chính bao gồm sự tự quay của Trái Đất, vị trí của Mặt Trăng và Mặt Trời so với Trái Đất, độ cao (cao độ) của Mặt Trăng so với đường xích đạo của Trái Đất và độ sâu. Các biến thiên với thời gian dưới nửa ngày được gọi là các “thành phần điều hòa”. Ngược lại, các chu kỳ gồm nhiều ngày, tháng hoặc năm được gọi là các thành phần “thời gian dài”.

Các lực thủy triều tác động ảnh hưởng đến hàng loạt Trái Đất, nhưng sự hoạt động của phần Trái Đất rắn xảy ra chỉ tính bằng xentimet. trái lại, khí quyển linh động và dễ nén hơn nên mặt phẳng của nó chuyển dời tính bằng kilomet, theo ý nghĩa của mức đường viền của một vùng áp suất thấp đơn cử nào đó trong bầu khí quyển ngoài .

Thành phần bán nhật mặt trăng chính[sửa|sửa mã nguồn]

Ở hầu hết các địa điểm, thành phần lớn nhất là “thành phần thủy triều bán nhật mặt trăng chính”, còn được gọi là thành phần thủy triều M2 (hoặc M2). Thời gian của nó là khoảng 12 giờ và 25,2 phút, chính xác bằng một nửa ngày mặt trăng thủy triều, đó là thời gian trung bình chia tách một thiên đỉnh với thiên đỉnh kế tiếp của mặt trăng, và do đó là thời gian cần thiết để Trái Đất quay một vòng tương đối so với Mặt Trăng. Các đồng hồ thủy triều đơn giản theo dõi thành phần này. Ngày mặt trăng dài hơn ngày Trái Đất do Mặt Trăng quay cùng hướng với sự tự quay của Trái Đất. Điều này tương tự như kim phút trên đồng hồ vượt qua kim giờ vào lúc 12h00 và sau đó lại vượt qua một lần nữa vào khoảng 1h05½ mà không phải vào lúc 1h00.

Mặt Trăng quay quanh Trái Đất theo cùng hướng với sự tự quay quanh trục của Trái Đất, vì vậy phải mất hơn một ngày một chút ít, khoảng chừng 24 giờ 50 phút để Mặt Trăng quay trở lại cùng một vị trí trên khung trời. Trong khoảng chừng thời hạn này, nó đã vượt qua đỉnh đầu ( trung thiên ) một lần và dưới chân một lần ( ở góc giờ lần lượt là 00 : 00 và 12 : 00 ), do đó ở nhiều nơi, chu kỳ luân hồi lực thủy triều mạnh nhất là như đã đề cập ở trên là khoảng chừng 12 giờ 25 phút. Thời điểm thủy triều cao nhất không nhất thiết phải là khi Mặt Trăng ở gần thiên đỉnh hoặc thiên để, nhưng chu kỳ luân hồi lực thủy triều vẫn xác lập thời hạn giữa những triều cao .Do trường mê hoặc do Mặt Trăng tạo ra bị suy yếu theo khoảng cách đến Mặt Trăng, nên lực tác động ảnh hưởng hơi mạnh hơn một chút ít so với mức trung bình tại phía Trái Đất đối lập với Mặt Trăng và lực ảnh hưởng tác động hơi yếu hơn một chút ít ở phía bên kia ( phía xa Mặt Trăng ). Vì thế, Mặt Trăng có khuynh hướng ” kéo giãn ” Trái Đất một chút ít dọc theo đường nối giữa hai thiên thể. Trái Đất rắn chỉ biến dạng một chút ít, nhưng nước biển là chất lỏng hoàn toàn có thể tự do chuyển dời nhiều hơn để phản ứng với lực thủy triều, đơn cử là theo chiều ngang. Khi Trái Đất tự quay, cường độ và hướng của lực thủy triều tại bất kể điểm đơn cử nào trên bề mặt Trái Đất đều biến hóa liên tục ; mặc dầu đại dương không khi nào đạt đến trạng thái cân đối, do không khi nào có thời hạn để chất lỏng ” bắt kịp ” với trạng thái mà ở đầu cuối nó phải đạt được nếu lực thủy triều không đổi, tuy nhiên lực thủy triều luôn đổi khác gây ra những đổi khác uyển chuyển trong chiều cao mặt nước biển .

Khi có hai triều cao mỗi ngày với các độ cao khác nhau (và hai triều thấp cũng có các độ cao khác nhau), mô hình này được gọi là bán nhật triều hỗn hợp.[4]

Phạm vi đổi khác : Triều cường và Triều kém[sửa|sửa mã nguồn]

Hình động mô phỏng thủy triều khi Mặt Trăng quay quanh Trái Đất với Mặt Trời ở bên phải

Phạm vi bán nhật (chênh lệch độ cao giữa nước lớn và nước ròng trong khoảng nửa ngày) thay đổi theo chu kỳ hai tuần. Khoảng hai lần mỗi tháng, vào khoảng trăng mới và trăng tròn khi Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất tạo thành một đường thẳng (một cấu hình được gọi là sóc vọng[5]) thì lực thủy triều mặt trời tăng cường cho lực thủy triều mặt trăng. Phạm vi của thủy triều là tối đa; nó được gọi là triều cường (spring tide).

Khi Mặt Trăng là thượng huyền hoặc hạ huyền, Mặt Trời và Mặt Trăng cách nhau 90° khi nhìn từ Trái Đất và lực thủy triều mặt trời sẽ triệt tiêu một phần lực thủy triều mặt trăng. Tại những điểm này trong chu kỳ trăng, phạm vi của thủy triều ở mức tối thiểu; nó được gọi là triều kém hay triều nhược (neap tide).

Triều cường dẫn tới những nước lớn cao hơn mức nước lớn trung bình và những nước ròng thấp hơn mức nước ròng trung bình, thời hạn nước đứng ngắn hơn mức trung bình và dòng triều mạnh hơn mức trung bình. Triều kém dẫn đến những điều kiện kèm theo triều ít tột độ hơn. Khoảng thời hạn khoảng chừng 7 ngày giữa một triều cường và một triều kém .

Độ cao mặt trăng[sửa|sửa mã nguồn]

Khoảng cách thay đổi ngăn cách Mặt Trăng và Trái Đất cũng ảnh hưởng đến độ cao của thủy triều. Khi Mặt Trăng ở gần nhất, tại điểm cận địa, phạm vi sẽ tăng và khi nó ở điểm viễn địa, phạm vi sẽ giảm. Mỗi 7 1⁄2 chu kỳ trăng (chu kỳ đầy đủ từ trăng tròn đến trăng mới rồi trăng tròn), điểm cận địa trùng với một trăng mới hoặc một trăng tròn gây ra triều cường điểm cận địa với phạm vi thủy triều lớn nhất. Ngay cả khi mạnh nhất, lực này vẫn là yếu,[6] gây ra các khác biệt thủy triều nhiều nhất chỉ cỡ vài xentimet.[7]

Thành phần khác[sửa|sửa mã nguồn]

Chúng gồm có những hiệu ứng mê hoặc mặt trời, độ nghiêng ( độ xiên ) của xích đạo và trục tự quay của Trái Đất, độ nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo mặt trăng và hình dạng elip của quỹ đạo Trái Đất xung quanh Mặt Trời .Thủy triều hỗn hợp sinh ra từ sự tương tác nước nông của hai sóng mẹ của nó. [ 8 ]

Pha và biên độ[sửa|sửa mã nguồn]

Bản đồ cho thấy cường độ thủy triều tương đối của các khu vực đại dương khác nhau. M2. Biên độ được biểu thị bằng màu và các vạch trắng là các đồng pha thủy triều khác biệt nhau 1 giờ. Các màu chỉ ra nơi thủy triều tột độ nhất (nước lớn cao nhất, nước ròng thấp nhất), với màu lam là ít tột độ. Trong gần một chục điểm trên bản đồ này, các đường hội tụ. Lưu ý tại mỗi nơi này những màu bao quanh là màu lam, chỉ ra rằng thủy triều là nhỏ hoặc không có. Các khu vực hội tụ này được gọi là [9][10]Thành phần thủy triều. Biên độ được bộc lộ bằng màu và những vạch trắng là những đồng pha thủy triều độc lạ nhau 1 giờ. Các màu chỉ ra nơi thủy triều tột độ nhất ( nước lớn cao nhất, nước ròng thấp nhất ), với màu lam là ít tột độ. Trong gần một chục điểm trên map này, những đường quy tụ. Lưu ý tại mỗi nơi này những màu bao quanh là màu lam, chỉ ra rằng thủy triều là nhỏ hoặc không có. Các khu vực quy tụ này được gọi là giao điểm thủy triều. Các vòng cung cong xung quanh những giao điểm thủy triều chỉ ra hướng của thủy triều, mỗi điểm chỉ ra khoảng chừng chu kỳ luân hồi đồng nhất 6 giờ. Phạm vi thủy triều nói chung tăng tương ứng theo khoảng cách từ những giao điểm thủy triều. Các sóng thủy triều chuyển dời xung quanh những điểm này, thường ngược chiều kim đồng hồ đeo tay ở Bắc bán cầu và theo chiều kim đồng hồ đeo tay ở Nam bán cầu .

Vì thành phần thủy triều M2 chiếm ưu thế ở hầu hết các địa điểm, nên giai đoạn hoặc pha của thủy triều, được biểu thị theo thời gian tính bằng giờ sau nước lớn, là một khái niệm hữu ích. Pha thủy triều cũng được đo bằng độ, với 360° mỗi chu kỳ thủy triều. Các đường của pha thủy triều không đổi được gọi là đường đồng pha thủy triều (cotidal line), tương tự như đường đồng mức có độ cao không đổi trên bản đồ địa hình và khi được vẽ ở dạng bản đồ đồng pha thủy triều hoặc biểu đồ đồng pha thủy triều.[11] Nước lớn đồng thời đạt được dọc theo các đường đồng pha thủy triều mở rộng từ bờ biển vào đại dương, và các đường đồng pha thủy triều (và vì thế là các pha thủy triều) tiến dọc theo bờ biển. Các thành phần pha bán nhật triều và pha dài được đo từ mực nước lớn, pha nhật triều từ ngập triều tối đa. Điều này và thảo luận dưới đây chỉ là chính xác đúng cho một thành phần thủy triều duy nhất.

Đối với một đại dương có hình dạng của một lưu vực hình tròn được bao bọc bởi một đường bờ biển, các đường đồng pha thủy triều hướng thẳng vào bên trong và cuối cùng phải gặp nhau tại một điểm chung là giao điểm thủy triều hay điểm amphidromos. Điểm amphidromos cùng lúc là đồng pha thủy triều với nước lớn và nước ròng, được thỏa mãn bởi chuyển động thủy triều bằng không (Trường hợp ngoại lệ hiếm xảy ra khi thủy triều bao quanh một hòn đảo, như xung quanh New Zealand, Iceland và Madagascar). Chuyển động thủy triều thường giảm bớt khi di chuyển ra xa các bờ biển lục địa, sao cho vượt qua các đường đồng pha thủy triều là các đường đồng mức của biên độ không đổi (một nửa khoảng cách giữa nước lớn và nước ròng) giảm xuống 0 tại giao điểm thủy triều. Đối với bán nhật triều, giao điểm thủy triều có thể được coi là gần giống như tâm của mặt đồng hồ, với kim giờ chỉ theo hướng của đường đồng pha thủy triều nước lớn, nằm ngược hướng với đường đồng pha thủy triều nước ròng. Nước lớn xoay quanh giao điểm thủy triều mỗi lần khoảng 12 giờ theo hướng các đường đồng pha thủy triều nước lên và cách xa các đường đồng pha thủy triều nước xuống. Sự quay này, gây ra bởi hiệu ứng Coriolis, nói chung theo chiều kim đồng hồ ở Nam bán cầu và ngược chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu. Chênh lệch pha của đồng pha thủy triều so với thủy triều tham chiếu gọi là khoảng pha (epoch). Thủy triều tham chiếu là thành phần “thủy triều cân bằng” giả định trên Trái Đất không có đất liền được đo ở kinh độ 0° hay kinh tuyến Greenwich.[12]

Ở Bắc Đại Tây Dương, do những đường đồng pha thủy triều lưu thông ngược chiều kim đồng hồ đeo tay xung quanh giao điểm thủy triều, nên triều cao qua cảng Thành Phố New York khoảng chừng một giờ trước cảng Norfolk. Phía nam mũi Hatteras, những lực thủy triều phức tạp hơn và không hề Dự kiến một cách đáng đáng tin cậy dựa trên những đường đồng pha thủy triều Bắc Đại Tây Dương .

Lịch sử vật lý thủy triều[sửa|sửa mã nguồn]

Nghiên cứu vật lý thủy triều là quan trọng trong sự tăng trưởng bắt đầu của cơ học thiên thể, với sự sống sót của bán nhật triều được lý giải bởi lực mê hoặc của Mặt Trăng. Sau đó nhật triều được lý giải đúng mực hơn bởi sự tương tác của lực mê hoặc của Mặt Trăng và Mặt Trời .

Seleukos xứ Seleucia đưa ra lý thuyết vào khoảng năm 150 TCN cho rằng thủy triều là do Mặt Trăng gây ra. Ảnh hưởng của Mặt Trăng đến các vùng nước cũng được đề cập trong Tetrabiblos của Ptolemy[13].

Trong De temporum ratione (Đoán định của Thời gian) viết năm 725 Bede liên kết bán nhật triều và hiện tượng thay đổi độ cao thủy triều với Mặt Trăng và các pha của nó. Bede bắt đầu bằng cách lưu ý rằng thủy triều lên xuống chậm khoảng 4/5 giờ mỗi ngày, giống như Mặt Trăng mọc và lặn chậm khoảng 4/5 giờ mỗi ngày.[14] Ông tiếp tục nhấn mạnh rằng trong hai tháng âm lịch (59 ngày) thì Mặt Trăng vòng quanh Trái Đất 57 lần và có 114 thủy triều. Bede sau đó quan sát thấy rằng chiều cao của thủy triều thay đổi theo tháng. Các thủy triều ngày càng tăng được ông gọi là malinae và các thủy triều ngày càng giảm là ledones và mỗi tháng được chia thành bốn phần gồm 7 hoặc 8 ngày với các malinaeledones xen kẽ. Trong cùng một đoạn, ông cũng lưu ý đến tác động của gió trong kìm hãm thủy triều. Bede cũng ghi nhận rằng thời gian thủy triều thay đổi theo từng vị trí. Về phía bắc nơi ở của Bede (Monkwearmouth) thủy triều đến sớm hơn, còn về phía nam thì muộn hơn. Ông giải thích rằng thủy triều “rời bỏ những bờ biển này cốt để có thể tràn vào nhiều hơn ở những [bờ biển] khác khi nó đến đó”, lưu ý rằng “Mặt trăng báo hiệu sự dâng lên của thủy triều ở đây, báo hiệu sự rút xuống của nó ở các khu vực khác cách xa khu vực này khoảng một phần tư bầu trời”.

Sự hiểu biết thời trung cổ về thủy triều chủ yếu dựa trên các tác phẩm của các nhà thiên văn Hồi giáo, trở thành có sẵn thông qua bản dịch tiếng Latinh bắt đầu từ thế kỷ thứ 12.[18] Abu Ma’shar (mất khoảng năm 886), trong cuốn Introductorium in astronomiam (Giới thiệu về thiên văn học) của ông, đã chỉ ra rằng triều xuống và triều lên là do Mặt Trăng gây ra.[18] Abu Ma’shar đã thảo luận về các ảnh hưởng của gió và các pha Mặt Trăng tương đối so với Mặt Trời lên các thủy triều.[18] Vào thế kỷ 12, Nur ad-Din al-Bitruji (mất khoảng năm 1204) quan niệm rằng thủy triều là do sự luân chuyển chung của các thiên thể.[18]

Simon Stevin trong De spiegheling der Ebbenvloet (Thuyết về triều xuống và triều lên) năm 1608, đã bác bỏ một lượng lớn các quan niệm sai lầm vẫn còn tồn tại khi đó về triều xuống và triều lên. Stevin đã biện hộ cho ý tưởng cho rằng sự hấp dẫn của Mặt Trăng chịu trách nhiệm về thủy triều và đã phát biểu bằng các thuật ngữ rõ ràng về triều xuống, triều lên, triều cường và triều kém, nhấn mạnh rằng cần có thêm các nghiên cứu tiếp theo.[19][20]

Năm 1609 Johannes Kepler cũng gợi ý đúng mực rằng lực mê hoặc của Mặt Trăng gây ra thủy triều, [ 21 ] dựa theo những quan sát và đối sánh tương quan cổ xưa .

Galileo Galilei trong Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (Đối thoại liên quan đến hai hệ thế giới chính) năm 1632, trong phần Đối thoại về thủy triều, đã đưa ra lời giải thích về thủy triều. Tuy nhiên, thuyết tạo ra là không chính xác khi ông gán thủy triều cho sự chuyển động sóng sánh của nước do chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời. Ông hy vọng sẽ cung cấp bằng chứng cơ học về sự chuyển động của Trái Đất. Giá trị của thuyết thủy triều của ông bị tranh cãi. Galileo đã từ chối diễn giải về thủy triều của Kepler.

Isaac Newton (1642-1727) là người đầu tiên giải thích thủy triều là sản phẩm của lực hấp dẫn từ các khối thiên văn. Diễn giải của ông về thủy triều (và nhiều hiện tượng khác) đã được xuất bản trong Principia (1687)[22][23] và sử dụng thuyết hấp dẫn vạn vật của ông để giải thích sức hấp dẫn của mặt trăng và mặt trời là nguồn gốc của các lực tạo ra thủy triều.[24]

Newton và những tác giả khác trước Pierre-Simon Laplace đã xử lý yếu tố từ góc nhìn của một hệ tĩnh ( thuyết cân đối ), đưa ra một phép tính gần đúng miêu tả những thủy triều hoàn toàn có thể xảy ra trong một đại dương phi quán tính bao trùm hàng loạt Trái Đất. [ 22 ] Lực tạo thủy triều ( hoặc thế năng tương ứng của nó ) vẫn tương thích với thuyết thủy triều, nhưng như thể một đại lượng trung gian ( hàm cưỡng bức ) chứ không phải là tác dụng ở đầu cuối ; thuyết này cũng phải xem xét phản ứng thủy triều động lực đã tích góp của Trái Đất so với những lực áp vào, với phản ứng này chịu tác động ảnh hưởng của độ sâu đại dương, sự tự quay của Trái Đất và những yếu tố khác. [ 25 ]Năm 1740, Viện Hàn lâm Khoa học Pháp ở Paris đã trao giải cho tiểu luận lý thuyết tốt nhất về thủy triều. Daniel Bernoulli, Leonhard Euler, Colin Maclaurin và Antoine Cavalleri đã cùng nhau chia phần thưởng này. [ 26 ]

Maclaurin đã sử dụng thuyết của Newton để chỉ ra rằng một quả cầu nhẵn được bao phủ bởi một đại dương đủ sâu dưới tác động của lực thủy triều từ một vật thể gây biến dạng duy nhất là một hình phỏng cầu thuôn dài (về bản chất là hình bầu dục ba chiều) với trục chính hướng về vật thể gây biến dạng. Maclaurin là người đầu tiên viết về các hiệu ứng tự quay của Trái Đất khi chuyển động. Euler nhận ra rằng thành phần chiều ngang của lực thủy triều (chứ không phải thành phần chiều dọc) dẫn dắt thủy triều. Năm 1744 Jean le Rond d’Alembert đã nghiên cứu các phương trình thủy triều đối với khí quyển không bao gồm sự tự quay.

Vào năm 1770 thuyền ba buồm HMS Endeavour của James Cook đã mắc cạn tại Rạn san hô Great Barrier. Những cố gắng đã thực hiện để làm nổi nó trong thủy triều kế tiếp đã thất bại, nhưng thủy triều sau đó đã nâng nó lên một cách dễ dàng. Trong khi con thuyền được sửa chữa ở cửa sông Endeavour Cook đã quan sát các thủy triều trong khoảng thời gian 7 tuần. Vào lúc triều kém, cả hai thủy triều trong ngày đều tương tự nhau, nhưng vào lúc triều cường thì thủy triều đã tăng 7 foot (2,1 m) vào buổi sáng nhưng 9 foot (2,7 m) vào buổi chiều.[27]

Pierre-Simon Laplace đã kiến thiết xây dựng một mạng lưới hệ thống những phương trình vi phân riêng phần tương quan đến dòng chảy ngang của đại dương với chiều cao mặt phẳng của nó, là thuyết động lực học tiên phong cho thủy triều. Các phương trình thủy triều Laplace vẫn còn được sử dụng cho đến nay. William Thomson, Nam tước Kelvin thứ nhất đã viết lại những phương trình của Laplace theo những thuật ngữ của độ xoáy cho ra những giải thuật diễn đạt những sóng bị mắc kẹt ven bờ, được gọi là sóng Kelvin. [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]Những người khác, gồm có Kelvin và Henri Poincaré, liên tục tăng trưởng thuyết của Laplace. Dựa trên những tăng trưởng này và thuyết mặt trăng của E. W. Brown diễn đạt những hoạt động của Mặt Trăng, Arthur Thomas Doodson đã tăng trưởng và công bố năm 1921 [ 31 ] sự tăng trưởng tân tiến tiên phong của thế năng tạo ra thủy triều ở dạng hài hòa : Doodson phân biệt 388 tần số thủy triều. [ 32 ] Một số giải pháp của ông vẫn được sử dụng. [ 33 ]
Lực thủy triều được tạo ra bởi một thiên thể lớn ( ở đây là Mặt Trăng ) trên một hạt nhỏ nằm trên hoặc nằm trong một thiên thể to lớn ( ở đây là Trái Đất ) là sự độc lạ vectơ giữa lực mê hoặc do Mặt Trăng tính năng lên hạt và lực mê hoặc tính năng lên hạt này nếu như nó nằm ở tâm khối của Trái Đất .

Trong khi vi tác động bởi một thiên thể lên Trái Đất thay đổi tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách của nó tới Trái Đất, thì lực thủy triều cực đại lại thay đổi tỷ lệ nghịch, một cách gần đúng, với lập phương của khoảng cách này.[34]
Nếu lực thủy triều do mỗi thiên thể gây ra thay vì thế mà bằng với lực hấp dẫn toàn phần của nó (tất nhiên không phải như thế, do sự rơi tự do của toàn bộ Trái Đất chứ không chỉ mỗi các đại dương về phía các thiên thể này) thì một mô hình khác biệt của lực thủy triều sẽ được quan sát, chẳng hạn ảnh hưởng từ Mặt Trời mạnh hơn nhiều so với từ Mặt Trăng: Lực hấp dẫn của Mặt Trời lên Trái Đất mạnh hơn trung bình 179 lần so với lực hấp dẫn của Mặt Trăng, nhưng do Mặt Trời cách Trái Đất trung bình 389 lần so với khoảng cách từ Mặt Trăng tới Trái Đất, nên độ dốc trường của nó yếu hơn. Lực thủy triều mặt trời chỉ bằng khoảng 46% lực thủy triều mặt trăng.[35] Chính xác hơn thì gia tốc thủy triều mặt trăng (dọc theo trục Trái Đất – Mặt Trăng, ở bề mặt Trái Đất) là khoảng 1,1 × 107 g, trong khi gia tốc thủy triều mặt trời (dọc theo trục Mặt Trời – Trái Đất, ở bề mặt Trái Đất) là khoảng 0,52 × 107 g, trong đó g là gia tốc hấp dẫn ở bề mặt Trái Đất.[36] Sao Kim có tác động lớn nhất trong số các hành tinh khác, bằng 0,000113 lần tác động của Mặt Trời, vì thế tác động thủy triều của các hành tinh trong hệ Mặt Trời có thể bỏ qua. Hệ thống Trái Đất, Mặt Trăng và Mặt Trời là một ví dụ về vấn đề ba vật thể và không có biểu thức dạng đóng toán học chính xác về sự phụ thuộc lẫn nhau của chúng.

Bề mặt đại dương là giao động một mặt phẳng đẳng thế ( bỏ lỡ những dòng hải lưu ), thường được gọi là geoid ( geoit, thể địa cầu ). Do lực mê hoặc bằng với gradient thế năng, nên không có lực tiếp tuyến trên mặt phẳng như vậy, vì vậy mặt phẳng đại dương ở trạng thái cân đối mê hoặc. Bây giờ hãy xem xét tác động ảnh hưởng của những thiên thể lớn bên ngoài như Mặt Trăng và Mặt Trời. Những thiên thể này có những trường mê hoặc mạnh nhưng giảm dần theo khoảng cách và tác động ảnh hưởng để biến hóa hình dạng của mặt phẳng đẳng thế trên Trái Đất. Biến dạng này có khuynh hướng khoảng trống cố định và thắt chặt tương đối với thiên thể gây tác động ảnh hưởng. Sự tự quay của Trái Đất so với hình dạng này gây ra chu kỳ luân hồi thủy triều hàng ngày. Bề mặt đại dương chuyển dời do đẳng thế thủy triều biến hóa, tăng lên khi thế năng thủy triều cao, xảy ra trên những phần của Trái Đất gần nhất và xa nhất từ Mặt Trăng. Khi đẳng thế thủy triều biến hóa, mặt phẳng đại dương không còn tương thích với nó, do đó mà thấy hướng rõ ràng của di dời dọc. Bề mặt khi đó trải qua một đường dốc xuống, theo hướng mà đẳng thế đã tăng lên .

Các phương trình thủy triều Laplace[sửa|sửa mã nguồn]

Độ sâu của đại dương nhỏ hơn nhiều so với khoanh vùng phạm vi bề ngang của chúng. Do đó, phản ứng so với lực thủy triều hoàn toàn có thể được quy mô hóa bằng cách sử dụng những phương trình thủy triều Laplace phối hợp những đặc tính sau :

  1. Vận tốc dọc (hoặc xuyên tâm) không đáng kể và không có gió đứt dọc – đây là dòng chảy thành lớp.
  2. Lực chỉ là nằm ngang (tiếp tuyến).
  3. Hiệu ứng Coriolis xuất hiện dưới dạng lực quán tính tác động theo hướng sang bên của dòng chảy và tỷ lệ thuận với vận tốc.
  4. Tốc độ thay đổi chiều cao bề mặt tỷ lệ thuận với độ phân kỳ âm của vận tốc nhân với độ sâu. Do vận tốc ngang kéo giãn hoặc nén ép đại dương như một lớp, nên dung lượng tương ứng là mỏng đi hoặc dày lên.

Các điều kiện kèm theo biên cho thấy không có dòng chảy ngang qua đường bờ biển và trượt tự do ở đáy .Hiệu ứng Coriolis ( lực quán tính ) lái những dòng chảy về phía xích đạo sang phía tây và những dòng chảy ra xa xích đạo sang phía đông, được cho phép những sóng bị kẹt ở bờ biển. Cuối cùng, thuật ngữ tiêu tan hoàn toàn có thể được thêm vào và nó là tựa như như độ nhớt .

Biên độ và thời hạn chu kỳ luân hồi[sửa|sửa mã nguồn]

Biên độ triết lý của thủy triều đại dương do Mặt Trăng gây ra là khoảng chừng 54 xentimét ( 21 in ) tại điểm cao nhất, tương ứng với biên độ hoàn toàn có thể đạt được nếu đại dương có độ sâu đồng đều, không có những vùng đất, và Trái Đất tự quay đều bước với quỹ đạo của Mặt Trăng. Mặt Trời gây ra thủy triều tựa như, trong đó biên độ kim chỉ nan là khoảng chừng 25 xentimét ( 9,8 in ) ( 46 % của Mặt Trăng ) với thời hạn chu kỳ luân hồi là 12 giờ. Khi triều cường, hai tác động ảnh hưởng này bổ trợ cho nhau ở mức độ triết lý là 79 xentimét ( 31 in ), trong khi ở triều kém, biên độ triết lý bị giảm xuống còn 29 xentimét ( 11 in ). Vì quỹ đạo của Trái Đất xung quanh Mặt Trời và quỹ đạo của Mặt Trăng xung quanh Trái Đất có hình elip nên biên độ thủy triều biến hóa phần nào do khoảng cách Trái Đất – Mặt Trời và Mặt Trăng – Trái Đất dịch chuyển. Điều này gây ra sự dịch chuyển trong lực thủy triều và biên độ kim chỉ nan khoảng chừng ± 8 % so với Mặt Trăng và ± 5 % so với Mặt Trời. Nếu cả Mặt Trời và Mặt Trăng đều ở vị trí gần nhất và dóng thẳng hàng khi trăng mới, biên độ triết lý sẽ đạt tới 93 xentimét ( 37 in ) .Biên độ thực tiễn độc lạ đáng kể, không riêng gì do những dịch chuyển độ sâu và chướng ngại vật lục địa, mà còn là do sự truyền sóng trên đại dương có chu kỳ luân hồi tự nhiên cùng bậc với chu kỳ luân hồi tự quay : nếu không có những khối đất, sẽ mất khoảng chừng 30 giờ để sóng mặt phẳng với bước sóng dài truyền dọc theo xích đạo đi nửa vòng quanh Trái Đất ( ví dụ thạch quyển Trái Đất có chu kỳ luân hồi tự nhiên khoảng chừng 57 phút ). Cả thủy triều Trái Đất làm nâng cao và hạ thấp đáy đại dương lẫn sức mê hoặc của chính thủy triều đều là đáng kể và làm phức tạp thêm phản ứng của đại dương so với những lực thủy triều .
Do những lực thủy triều mặt trăng tinh chỉnh và điều khiển những đại dương với chu kỳ luân hồi khoảng chừng 12,42 giờ, ít hơn đáng kể so với chu kỳ luân hồi tự nhiên của những đại dương, hiện tượng kỳ lạ cộng hưởng phức tạp diễn ra. Điều này, cũng như những tác động ảnh hưởng của ma sát, làm tăng thời hạn trễ trung bình là 11 phút của sự Open nước lớn so với thiên đỉnh mặt trăng. Thời gian trễ thủy triều này tương ứng với một góc khoảng chừng 3 độ giữa vị trí của Mặt Trăng, tâm Trái Đất và vị trí của mực nước lớn trung bình toàn thế giới .Liên quan tới hệ Mặt Trăng – Trái Đất ( không gồm có Mặt Trời trong thời gian này ), trừ khi trục tự quay của cả hai thiên thể vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo, thì những xê dịch được sinh ra. Những xê dịch như vậy góp thêm phần làm hao tán thủy triều .Sự hao tán bởi những biến dạng xê dịch bên trong của Trái Đất do lực thủy triều mặt trăng là nhỏ so với sự hao tán trong những đại dương và biển của Trái Đất, chiếm tới 98 % mức giảm nguồn năng lượng tự quay của Trái Đất. [ 37 ]Sự thiếu vắng dóng thẳng hàng này là trường hợp của mạng lưới hệ thống Trái Đất – Mặt Trăng. Do đó, bên cạnh những phồng thủy triều, đối lập nhau và có size tương tự, có tương quan đến cái gọi là thủy triều cân đối, [ 38 ] ngoài những, những giao động mặt phẳng thường được gọi là thủy triều động học, đặc trưng bởi nhiều tần số sóng hài, cũng được thiết lập. [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]Các giao động thủy triều của Trái Đất làm hao tán nguồn năng lượng trung bình khoảng chừng 3,75 terawatt. [ 42 ] Khoảng 98 % hao tán này là do hoạt động thủy triều đại dương. [ 37 ]Sự hao tán phát sinh khi những dòng thủy triều quy mô lưu vực thôi thúc những dòng chảy quy mô nhỏ hơn trải qua sự hao tán hỗn loạn. Lực cản thủy triều này tạo ra mô-men xoắn trên mặt trăng, từ từ chuyển động lượng góc tới quỹ đạo của nó, và tăng dần trong sự chia tách Mặt Trăng – Trái Đất. Mô-men xoắn bằng nhau và ngược chiều trên Trái Đất tương ứng làm giảm vận tốc tự quay của nó. Do đó, theo thời hạn địa chất, mặt trăng rời xa khỏi Trái Đất vào khoảng chừng 3,8 xentimét ( 1,5 in ) / năm, làm dài ngày trên Trái Đất. [ 43 ] Độ dài ngày đã tăng khoảng chừng 2 giờ trong 600 triệu năm qua. Giả sử rằng vận tốc giảm tốc là không đổi, điều này có nghĩa là 70 triệu năm trước thì độ dài ngày đã ngắn hơn 1 %, tương tự tăng khoảng chừng 4 ngày mỗi năm .
Cảng Gorey cạn khô khi triều xuống .Hình dạng của bờ biển và đáy đại dương biến hóa phương pháp thủy triều Viral, do đó không có quy tắc chung đơn thuần nào Dự kiến thời hạn diễn ra nước lớn từ vị trí của Mặt Trăng trên khung trời. Các đặc thù ven biển như độ sâu dưới nước và hình dạng đường bờ biển có nghĩa là những đặc thù vị trí riêng không liên quan gì đến nhau ảnh hưởng tác động đến dự báo thủy triều ; thời hạn và chiều cao nước lớn thực tiễn hoàn toàn có thể khác với những Dự kiến quy mô do tác động ảnh hưởng của hình thái bờ biển lên dòng chảy thủy triều. Tuy nhiên, so với một vị trí nhất định, mối quan hệ giữa độ cao mặt trăng và thời hạn triều cao hay triều thấp ( khoảng chừng thủy triều mặt trăng ) là tương đối không thay đổi và hoàn toàn có thể Dự kiến được, như thể thời hạn triều cao hoặc triều thấp so với những điểm khác trên cùng một bờ biển. Ví dụ, triều cao tại Norfolk, Hoa Kỳ hoàn toàn có thể Dự kiến xảy ra khoảng chừng 2,5 h trước khi Mặt Trăng đi qua đỉnh đầu .Các khối đất và bồn địa đại dương đóng vai trò rào cản chống lại nước chuyển dời tự do trên toàn thế giới, nên hình dạng và kích cỡ phong phú của chúng tác động ảnh hưởng đến size của những tần số thủy triều. Kết quả là, những mẫu thủy triều là khác nhau. Ví dụ, ở Hoa Kỳ, vùng bờ biển phía đông hầu hết là bán nhật triều, giống như vùng bờ biển Đại Tây Dương của châu Âu, trong khi bờ biển phía tây hầu hết là thủy triều hỗn hợp. [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]

Quan sát và Dự kiến[sửa|sửa mã nguồn]

Niên giám Brouscon năm 1546 : Các biểu đồ thủy triều ” theo tuổi của mặt trăng ” .Từ thời cổ đại, quan sát và bàn luận về thủy triều đã ngày càng tinh xảo, bắt đầu lưu lại sự tái diễn hàng ngày, sau đó là mối quan hệ của thủy triều với Mặt Trời và Mặt Trăng. Pytheas đã du hành đến Quần đảo Anh vào khoảng chừng năm 325 TCN và có vẻ như là người tiên phong gắn triều cường với pha mặt trăng .Vào thế kỷ II TCN, nhà thiên văn học Babylon là Seleukos xứ Seleucia đã miêu tả đúng mực hiện tượng kỳ lạ thủy triều nhằm mục đích tương hỗ cho thuyết nhật tâm của ông. [ 47 ] Ông đưa ra giả thuyết đúng chuẩn rằng thủy triều là do Mặt Trăng gây ra, mặc dầu ông tin rằng sự tương tác được trung gian bởi pneuma. Ông quan tâm rằng thủy triều biến hóa theo thời hạn và cường độ ở những khu vực khác nhau trên quốc tế. Theo Strabo ( 1.1.9 ), Seleukos là người tiên phong link thủy triều với mê hoặc của mặt trăng và chiều cao của thủy triều nhờ vào vào vị trí của Mặt Trăng so với Mặt Trời. [ 48 ]

Naturalis Historia của Pliny Già đối chiếu nhiều quan sát thủy triều, ví dụ, triều cường là một vài ngày sau (hoặc trước) trăng tròn và trăng mới và là cao nhất quanh các điểm phân (xuân phân, thu phân), mặc dù Pliny Già lưu ý nhiều mối quan hệ mà hiện nay được coi là huyền ảo. Trong Geographia (Địa lý), Strabo đã mô tả các thủy triều trong vịnh Ba Tư có phạm vi lớn nhất của chúng khi mặt trăng ở xa nhất với mặt phẳng xích đạo. Tất cả điều này mặc cho biên độ tương đối nhỏ của các thủy triều bồn địa Địa Trung Hải (Dòng chảy mạnh qua eo biển Euripus và eo biển Messina làm Aristotle bối rối).

Philostratus đã thảo luận về thủy triều trong Quyển 5 sách Cuộc đời của Apollonius xứ Tyana. Philostratus đề cập đến mặt trăng, nhưng gán các thủy triều cho các “linh hồn”. Ở châu Âu vào khoảng năm 730, Bede đã mô tả cách thủy triều dâng trên một bờ biển của quần đảo Anh trùng với sự rút xuống ở nơi khác và mô tả sự tiến triển thời gian của nước lớn dọc theo vùng bờ biển Northumbria.

Bảng thủy triều tiên phong ở Trung Quốc được ghi nhận vào năm 1056 hầu hết dành cho hành khách muốn xem nước triều lớn nổi tiếng ở sông Tiền Đường. Bảng thủy triều tiên phong được biết đến ở Anh được cho là của John Wallingford, người đã chết khi làm tu viện trưởng tu viện St. Albans khoảng chừng năm 1213 – 1214, dựa trên nước lớn xảy ra 48 phút muộn hơn mỗi ngày và 3 giờ sớm hơn tại cửa sông Thames ở London. [ 49 ]William Thomson, Nam tước Kelvin thứ nhất, đã chỉ huy nghiên cứu và phân tích sóng hài mạng lưới hệ thống tiên phong khởi đầu vào năm 1867. Kết quả chính là việc thiết kế xây dựng máy dự báo thủy triều sử dụng một mạng lưới hệ thống ròng rọc để cộng sáu hàm thời hạn hòa giải với nhau. Nó được ” lập trình ” bằng cách đặt lại những bánh răng và xích để kiểm soát và điều chỉnh pha và biên độ. Các cỗ máy tựa như đã được sử dụng cho đến thập niên 1960. [ 50 ]Ghi chép mực nước biển đã biết tiên phong của một chu kỳ luân hồi triều cường – triều kém được thực thi vào năm 1831 tại Bến tàu Navy ở cửa sông Thames. Nhiều cảng lớn có những trạm đo mức nước triều tự động hóa vào năm 1850 .William Whewell lần tiên phong lập map những đường đồng pha thủy triều kết thúc bằng một biểu đồ gần như toàn thế giới vào năm 1836. Để làm cho những map này thống nhất, ông đưa ra giả thuyết về sự sống sót của những giao điểm thủy triều, nơi những dòng thủy triều gặp nhau giữa đại dương. Các điểm không có thủy triều này đã được xác nhận bằng đo đạc vào năm 1840 bởi Thuyền trưởng Hewett R. N., từ những phép đo âm thanh cẩn trọng ở Biển Bắc. [ 28 ]
Bản đồ thế giới hiển thị vị trí của nhật triều, bán nhật triều và bán nhật triều hỗn hợp. Bờ biển châu Âu và miền tây châu Phi hoàn toàn là bán nhật triều, bờ biển phía tây Bắc Mỹ là bán nhật triều hỗn hợp, nhưng ở những nơi khác, các mô hình khác nhau được pha trộn lẫn với nhau, mặc dù một mô hình nhất định có thể bao phủ 200–2.000 kilômét (120–1.240 mi). Cùng một lực thủy triều có những hiệu quả khác nhau tùy thuộc vào nhiều yếu tố, gồm có hướng bờ biển, rìa thềm lục địa, kích cỡ vùng nước .

Các lực thủy triều do Mặt Trăng và Mặt Trời tạo ra các sóng rất dài di chuyển khắp đại dương theo các đường được chỉ ra trong biểu đồ đồng pha thủy triều. Thời điểm mà đỉnh sóng chạm tới một cảng khi ấy đưa ra thời gian nước lớn tại cảng. Thời gian để sóng di chuyển quanh đại dương cũng có nghĩa là có sự chậm trễ giữa các pha của Mặt Trăng và ảnh hưởng của chúng đối với thủy triều. Chẳng hạn, triều cường và triều kém ở Biển Bắc là hai ngày sau trăng mới/trăng tròn và trăng thượng huyền/hạ huyền. Điều này được gọi là tuổi của thủy triều.[51][52]

Độ sâu đại dương tác động ảnh hưởng rất lớn đến thời hạn và chiều cao đúng mực của thủy triều tại một điểm bờ biển đơn cử. Có 1 số ít trường hợp tột độ ; vịnh Fundy ở bờ biển phía đông Canada, thường được công bố là có thủy triều cao nhất quốc tế vì hình dạng, độ sâu và khoảng cách từ rìa thềm lục địa. [ 53 ] Các đo đạc triển khai tháng 11 năm 1998 tại Burntcoat Head trong vịnh Fundy đã ghi lại khoanh vùng phạm vi tối đa 16,3 mét ( 53 ft ) và giá trị cực lớn Dự kiến là 17 mét ( 56 ft ). [ 54 ] [ 55 ] Các phép đo tương tự như được thực thi vào tháng 3 năm 2002 tại lưu vực sông Leaf, vịnh Ungava ở phía bắc Quebec cho những giá trị tương tự như ( được cho phép sai số đo ), khoanh vùng phạm vi tối đa là 16,2 mét ( 53 ft ) và giá trị cực lớn Dự kiến là 16,8 mét ( 55 ft ). [ 54 ] [ 55 ] Vịnh Ungava và vịnh Fundy nằm cách xa tương tự như từ rìa thềm lục địa, nhưng vịnh Ungava không bị những khối băng trôi bao trùm trong khoảng chừng 4 tháng mỗi năm trong khi vịnh Fundy hiếm khi ngừng hoạt động .

Southampton tại Vương quốc Anh có nước lớn hai đỉnh do sự tương tác giữa các thành phần thủy triều M2 và M4.[56] Portland có nước ròng hai đáy vì lý do tương tự. Thủy triều M4 được tìm thấy dọc theo bờ biển phía nam Vương quốc Anh, nhưng ảnh hưởng của nó có thể thấy rõ nhất trong đoạn giữa đảo Wight và đảo Portland do thủy triều M2 là thấp nhất trong khu vực này.

Do những chính sách giao động của Địa Trung Hải và biển Baltic không trùng với bất kể chu kỳ luân hồi ảnh hưởng tác động thiên văn đáng kể nào nên thủy triều lớn nhất nằm gần những liên kết hẹp của chúng với Đại Tây Dương. Các thủy triều cực nhỏ cũng xảy ra vì nguyên do tương tự như ở vịnh Mexico và biển Nhật Bản. Ở những nơi khác, như dọc theo bờ biển phía nam nước Australia, những thủy triều thấp hoàn toàn có thể là do sự hiện hữu của giao điểm thủy triều gần đó .
Biểu đồ mực nước thường thìThuyết mê hoặc của Isaac Newton thứ nhất cho phép lý giải nguyên do tại sao nói chung có hai thủy triều chứ không phải một mỗi ngày và mang lại kỳ vọng cho sự hiểu biết chi tiết cụ thể về lực và hành vi thủy triều. Mặc dù có vẻ như như thủy triều hoàn toàn có thể được Dự kiến trải qua kỹ năng và kiến thức đủ cụ thể về những ảnh hưởng tác động thiên văn tức thời, thủy triều trong thực tiễn tại một khu vực nhất định được xác lập bởi những lực thiên văn được tích góp bởi vùng nước trong nhiều ngày. Ngoài ra, những tác dụng đúng chuẩn sẽ yên cầu kỹ năng và kiến thức chi tiết cụ thể về hình dạng của tổng thể những bồn địa đại dương – độ sâu và hình dạng đường bờ biển của chúng .Quy trình hiện tại để nghiên cứu và phân tích thủy triều theo chiêu thức nghiên cứu và phân tích sóng hài được William Thomson trình làng vào thập niên 1860. Nó dựa trên nguyên tắc cho rằng những thuyết thiên văn về hoạt động của Mặt Trời và Mặt Trăng xác lập một lượng lớn những tần số thành phần, và ở mỗi tần số, có một thành phần lực có xu thế tạo ra hoạt động thủy triều, nhưng ở mỗi địa phương thì thủy triều phản ứng tại mỗi tần số với biên độ và pha đặc trưng với địa phương đó. Vì thế, tại mỗi nơi thì độ cao của thủy triều được đo trong một khoảng chừng thời hạn đủ dài ( thường là trên một năm trong trường hợp một cảng mới chưa được điều tra và nghiên cứu trước đó ) để được cho phép phân biệt phản ứng ở mỗi tần số tạo ra thủy triều quan trọng bằng cách nghiên cứu và phân tích và trích xuất những hằng số thủy triều cho một lượng đủ những thành phần mạnh nhất đã biết đến của những lực thủy triều thiên văn để cho phép Dự kiến thủy triều thực tiễn. Độ cao thủy triều được dự kiến là tuân theo lực thủy triều, với biên độ và độ trễ pha không đổi cho từng thành phần. Do tần số và pha của thiên văn hoàn toàn có thể được thống kê giám sát một cách chắc như đinh, nên độ cao của thủy triều vào những thời gian khác hoàn toàn có thể được Dự kiến một khi phản ứng với những thành phần hòa giải của những lực tạo thủy triều được tìm thấy .Các mẫu hình chính trong thủy triều là :

  • Biến động hai lần một ngày.
  • Khác biệt giữa thủy triều thứ nhất và thứ hai trong ngày.
  • Chu kỳ triều cường – triều kém.
  • Biến động hàng năm.

Thủy triều thiên văn cao nhất là triều cường điểm cận địa khi cả Mặt Trời và Mặt Trăng ở gần Trái Đất nhất.

Khi phải đối mặt với một hàm thay đổi định kỳ, cách tiếp cận tiêu chuẩn là sử dụng chuỗi Fourier, một dạng phân tích sử dụng các hàm hình sin như một tập hợp cơ sở, có tần số không, một, hai, ba v.v. lần tần số của một chu kỳ cơ bản cụ thể. Các bội số này được gọi là sóng hài của tần số cơ bản và quá trình này được gọi là phân tích sóng hài hay phân tích [hàm] điều hòa. Nếu tập hợp cơ sở của các hàm hình sin phù hợp với hành vi được mô hình hóa, tương đối ít số hạng điều hòa cần được thêm vào. Các đường quỹ đạo rất gần tròn, vì vậy các biến động hình sin phù hợp với thủy triều.

Để nghiên cứu và phân tích độ cao thủy triều, cách tiếp cận chuỗi Fourier trên thực tiễn phải được triển khai công phu hơn so với việc sử dụng một tần số duy nhất và những sóng hài của nó. Các mẫu thủy triều được tách thành nhiều đường hình sin với nhiều tần số cơ bản, tương ứng ( như trong thuyết mặt trăng ) với nhiều tổng hợp khác nhau của những hoạt động của Trái Đất, Mặt Trăng và những góc xác lập hình dạng và vị trí của quỹ đạo của chúng .

Do đó, đối với thủy triều, phân tích sóng hài không giới hạn ở các sóng hài của một tần số.[57] Nói cách khác, các hòa âm là bội số của nhiều tần số cơ bản chứ không phải chỉ là tần số cơ bản của cách tiếp cận chuỗi Fourier đơn giản hơn. Biểu diễn của chúng dưới dạng một chuỗi Fourier chỉ có một tần số cơ bản và các bội số nguyên của nó sẽ yêu cầu nhiều số hạng và có thể bị giới hạn nhiều trong phạm vi thời gian mà nó có thể là hợp lệ.

Nghiên cứu chiều cao thủy triều bằng phân tích sóng hài được bắt đầu bởi Laplace, William Thomson và George Darwin. A. T. Doodson đã mở rộng công việc của họ, giới thiệu ký hiệu Số Doodson để thiết lập hàng trăm số hạng sinh ra. Kể từ đó cách tiếp cận này đã trở thành tiêu chuẩn quốc tế, và các biến chứng phát sinh như sau: lực gây thủy triều về cơ bản được đưa ra như là tổng của một số số hạng. Mỗi số hạng có dạng

A cos ( ω t + p ) { \ displaystyle A \ cos \, ( \ omega t + p ) }{\displaystyle A\cos \,(\omega t+p)}

trong đó A là biên độ, & omega; là tần số góc thường được tính theo độ mỗi giờ tương ứng với t được tính bằng giờ và p là độ lệch pha so với trạng thái thiên văn tại thời điểm t = 0 . Có một số hạng cho Mặt Trăng và một số hạng thứ hai cho Mặt Trời. Pha p của sóng hài đầu tiên cho số hạng Mặt Trăng được gọi là khoảng thủy triều mặt trăng hoặc khoảng nước lớn. Bước tiếp theo là điều chỉnh các số hạng điều hòa do hình dạng elip của các quỹ đạo. Theo đó, giá trị của A không phải là hằng số mà thay đổi theo thời gian, một chút, xung quanh một con số trung bình. Thay thế nó bằng A (t) trong đó A là một đường hình sin khác, tương tự như chu kỳ và chu kỳ của thuyết Ptolemy. Theo đó,

A ( t ) = A ( 1 + A a cos ( ω a t + p a ) ) { \ displaystyle A ( t ) = A { \ bigl ( } 1 + A_ { a } \ cos \, ( \ omega _ { a } t + p_ { a } ) { \ bigr ) } }{\displaystyle A(t)=A{\bigl (}1+A_{a}\cos \,(\omega _{a}t+p_{a}){\bigr )}}

có nghĩa là một giá trị trung bình A với một biến thể hình sin về độ lớn Aa, với tần số ωa và pha pa. Do đó, số hạng đơn thuần giờ đây là tích số của hai thừa số cosin :

A [ 1 + A a cos ( ω a t + p a ) ] cos ( ω t + p ) { \ displaystyle A { \ bigl [ } 1 + A_ { a } \ cos \, ( \ omega _ { a } t + p_ { a } ) { \ bigr ] } \ cos \, ( \ omega t + p ) }{\displaystyle A{\bigl [}1+A_{a}\cos \,(\omega _{a}t+p_{a}){\bigr ]}\cos \,(\omega t+p)}

Với bất kể x và y nào ta có

cos ⁡ x cos ⁡ y = 1 2 c o s ( x + y ) + 1 2 cos ( x − y ) { \ displaystyle \ cos x \ cos y = { \ textstyle { \ frac { 1 } { 2 } } } \ cos \, ( x + y ) + { \ textstyle { \ frac { 1 } { 2 } } } \ cos \, ( x-y ) }{\displaystyle \cos x\cos y={\textstyle {\frac {1}{2}}}\ cos\,(x+y)+{\textstyle {\frac {1}{2}}}\cos \,(x-y)}

thì rõ ràng là một số hạng đa hợp liên quan đến tích số của hai số hạng cosin, với mỗi số hạng có tần số riêng của chính chúng là y hệt như ba số hạng cosin đơn giản được thêm vào ở tần số ban đầu và cả ở các tần số là tổng và hiệu của hai tần số của số hạng tích số (Ba chứ không phải hai số hạng, do biểu thức tổng thể là

(
1
+
cos

x
)
cos

y

{\displaystyle (1+\cos x)\cos y}

{\displaystyle (1+\cos x)\cos y}). Xem xét thêm rằng lực thủy triều tại một vị trí cũng phụ thuộc vào việc Mặt Trăng (hay Mặt Trời) ở trên hoặc dưới mặt phẳng xích đạo và các thuộc tính này có chu kỳ riêng của chính chúng cũng là vô ước với ngày và tháng, và rõ ràng là có nhiều tổ hợp sinh ra. Với sự lựa chọn cẩn thận các tần số thiên văn cơ bản, số Doodson diễn giải các bổ sung và khác biệt cụ thể để tạo thành tần số của mỗi số hạng cosin đơn giản.

Biểu đồ chỉ ra một dòng cho M2, S2, N2, K1, O1, P1 và một cho tổng của chúng, với trục X kéo dài hơn một ngày. Dự đoán thủy triều là tổng của những bộ phận hợp thành .

Lưu ý rằng thủy triều thiên văn không bao gồm các hiệu ứng thời tiết. Ngoài ra, những thay đổi đối với các điều kiện địa phương (di chuyển bờ cát, nạo vét miệng cảng v.v.) so với những điều kiện phổ biến tại thời điểm đo đạc ảnh hưởng đến thời gian và biên độ thực tế của thủy triều. Các tổ chức trích dẫn “thủy triều thiên văn cao nhất” cho một số vị trí có thể cường điệu con số này như một yếu tố an toàn để đề phòng các bất định phân tích, khoảng cách từ điểm đo đạc gần nhất, các thay đổi kể từ lần quan sát cuối cùng, sụt lún mặt đất v.v. để ngăn ngừa trách nhiệm khi một công trình kỹ thuật bị tràn qua. Cần có sự quan tâm đặc biệt khi đánh giá kích thước của “sự tràn dâng thời tiết” bằng cách trừ thủy triều thiên văn từ thủy triều quan sát được.

Phân tích dữ liệu Fourier kỹ càng trong chu kỳ 19 năm (Giai đoạn Dữ liệu Thủy triều Quốc gia ở Hoa Kỳ) sử dụng các tần số được gọi là thành phần điều hòa thủy triều. Mười chín năm được ưa thích vì các vị trí tương đối của Trái Đất, Mặt Trăng và Mặt Trời lặp lại gần như chính xác trong chu kỳ Meton 19 năm, là đủ dài để bao gồm thành phần thủy triều giao điểm mặt trăng 18,613 năm. Phân tích này có thể được thực hiện bằng cách chỉ sử dụng kiến thức về “chu kỳ” tác động mà không có sự hiểu biết chi tiết về đạo hàm toán học, điều đó có nghĩa là các bảng thủy triều hữu ích đã được xây dựng trong nhiều thế kỷ.[58]

Các biên độ và pha kết quả sau đó có thể được sử dụng để dự đoán thủy triều dự kiến. Chúng thường bị chi phối bởi các thành phần gần 12 giờ (các thành phần bán nhật), nhưng cũng có các thành phần chính gần 24 giờ (nhật). Các thành phần dài hạn hơn là 14 ngày hoặc hai tuần, hàng tháng và nửa năm. Bán nhật triều chi phối vùng bờ biển, nhưng một số khu vực như biển Đông và vịnh Mexico chủ yếu là nhật triều. Trong các khu vực bán nhật triều, các thành phần chu kỳ chính M2 (mặt trăng) và S 2 (mặt trời) khác nhau một chút, vì thế các pha tương đối, và do đó biên độ của thủy triều tổng hợp, thay đổi hai tuần một lần (chu kỳ 14 ngày).[59]

Trong đồ thị M2 ở trên, mỗi đường đồng pha thủy triều khác nhau một giờ so với các đường bên cạnh và các đường dày hơn chỉ ra thủy triều trong pha cân bằng tại Greenwich. Các đường xoay quanh giao điểm thủy triều ngược chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu, vì thế từ bán đảo Baja California đến Alaska và từ Pháp đến Ireland thủy triều M2 lan truyền về phía bắc. Ở Nam bán cầu hướng này là theo chiều kim đồng hồ. Mặt khác, thủy triều M2 lan truyền ngược chiều kim đồng hồ xung quanh New Zealand, nhưng điều này là do các đảo có vai trò như là một con đập và cho phép các thủy triều có độ cao khác nhau ở các mặt đối diện của các đảo (Thủy triều lan truyền theo hướng bắc ở phía đông và theo hướng nam trên bờ biển phía tây, như dự đoán lý thuyết).

Ngoại lệ là tại eo biển Cook, nơi các dòng thủy triều định kỳ liên kết nước lớn với nước ròng. Điều này là do các đường đồng pha thủy triều 180° xung quanh các giao điểm thủy triều là ngược pha nhau, ví dụ nước lớn đối diện với nước ròng ở mỗi đầu eo biển Cook. Mỗi thành phần thủy triều có một mô hình biên độ, pha và các giao điểm thủy triều khác biệt, do đó các mẫu M2 không thể sử dụng được cho các thành phần thủy triều khác.

Ví dụ giám sát[sửa|sửa mã nguồn]

Bài về Arthur Thomas Doodson có một ví dụ thống kê giám sát hoạt động giải trí khá đầy đủ cho Bridgeport, Connecticut, Hoa Kỳ .Biểu đồ với một đường duy nhất tăng và giảm giữa 4 đỉnh xấp xỉ 3 và 4 đáy xấp xỉ −3. Thủy triều tại Bridgeport, Connecticut, Hoa Kỳ trong khoảng chừng thời hạn 50 giờ .Biểu đồ với một đường duy nhất chỉ ra các đỉnh và đáy thủy triều dần dần xoay theo chu kỳ giữa các mức nước lớn cao và nước lớn thấp với chu kỳ 14 ngày. Thủy triều tại Bridgeport, Connecticut, Hoa Kỳ trong khoảng chừng thời hạn 30 ngày .Biểu đồ hiển thị một đường duy nhất chỉ ra biến động thủy triều tối thiểu hàng năm. Thủy triều tại Bridgeport, Connecticut, Hoa Kỳ trong khoảng chừng thời hạn 400 ngày .Đồ thị hiển thị 6 đường với 2 đường cho một trong ba thành phố. Nelson có 2 triều cường hàng tháng, trong khi Napier và Wellington mỗi thành phố chỉ có 1. Các mẫu hình thủy triều ở eo biển Cook. Phần phía nam ( Nelson ) có 2 triều cường mỗi tháng, so với chỉ 1 ở phía bắc ( Wellington và Napier ) .Do Mặt Trăng chuyển dời trên quỹ đạo xung quanh Trái Đất và cùng chiều với sự tự quay của Trái Đất, nên một điểm trên Trái Đất phải xoay xa hơn một chút ít để đuổi kịp, cho nên vì thế thời hạn giữa những bán nhật triều không phải là 12 mà là 12,4206 giờ, tức là phải mất thêm trên 25 phút nữa. Hai đỉnh triều nói chung không bằng nhau. Hai nước lớn mỗi ngày xen kẽ về chiều cao tối đa : nước lớn thấp ( dưới 3 ft ), nước lớn cao ( trên 3 ft ), và một lần nữa lại là nước lớn thấp. Tương tự như vậy so với nước ròng .Khi Trái Đất, Mặt Trăng và Mặt Trời thẳng hàng ( Mặt Trời – Trái Đất – Mặt Trăng hay Mặt Trời – Mặt Trăng – Trái Đất ) thì 2 ảnh hưởng tác động chính phối hợp với nhau để tạo ra triều cường ; khi 2 lực trái chiều nhau như khi góc tạo thành bởi Mặt Trăng – Trái Đất – Mặt Trời gần 90 độ thì tác dụng là triều kém. Khi Mặt Trăng vận động và di chuyển trên quỹ đạo của nó, nó đổi khác từ phía bắc xích đạo sang phía nam xích đạo. Sự xen kẽ trong chiều cao của nước lớn trở nên nhỏ hơn, cho đến khi chúng là như nhau ( tại điểm phân của Mặt Trăng thì nó nằm trên đường xích đạo ), sau đó tăng trưởng trở lại nhưng trái cực, tăng dần tới độc lạ tối đa và sau đó lại suy yếu dần một lần nữa .
Ảnh hưởng của thủy triều so với dòng chảy triều khó nghiên cứu và phân tích hơn và tài liệu cũng khó tích lũy hơn. Chiều cao thủy triều là một số lượng đơn thuần vận dụng đồng thời cho một vùng rộng. Một dòng chảy triều có cả cường độ và hướng, cả hai đều hoàn toàn có thể đổi khác đáng kể theo độ sâu và trên những khoảng cách ngắn do độ sâu cục bộ. Ngoài ra, mặc dầu tâm của kênh nước là nơi đo lường và thống kê hữu dụng nhất nhưng những nhà hàng hải lại phản đối do thiết bị đo đạc dòng gây cản trở đường thủy. Một dòng chảy tiến theo một kênh cong vẫn chỉ là dòng chảy đó, mặc dầu hướng của nó biến hóa liên tục dọc theo kênh. Điều quá bất ngờ là dòng chảy triều lên và dòng chảy triều xuống thường là không theo hướng ngược nhau. Hướng dòng chảy được xác lập bởi hình dạng của kênh ngược dòng chứ không phải hình dạng của kênh xuôi dòng. Tương tự, những xoáy nước chỉ hoàn toàn có thể hình thành theo một hướng dòng chảy .Tuy nhiên, nghiên cứu và phân tích dòng chảy triều là tựa như như nghiên cứu và phân tích thủy triều : trong trường hợp đơn thuần, tại một khu vực nhất định, dòng chảy triều lên đa phần theo một hướng và dòng chảy triều xuống là theo hướng khác. Các tốc độ triều lên có dấu dương, và những tốc độ triều xuống có dấu âm. Phân tích được thực thi như thể chúng là những chiều cao thủy triều .Trong những trường hợp phức tạp hơn, những dòng chảy triều lên và triều xuống chính không chiếm lợi thế. Thay vào đó, hướng và biên độ dòng chảy định ra một hình elip trong một chu kỳ luân hồi thủy triều ( trên một biểu đồ cực ) thay vì dọc theo những đường dòng chảy triều lên và triều xuống. Trong trường hợp này, nghiên cứu và phân tích hoàn toàn có thể thực thi dọc theo những cặp hướng, với những hướng chính và phụ vuông góc. Một cách khác là giải quyết và xử lý những dòng thủy triều như là những số phức, do mỗi giá trị có cả biên độ và hướng .tin tức dòng thủy triều thường được thấy nhiều nhất trên những biểu đồ hàng hải, được trình diễn dưới dạng bảng vận tốc và vị trí dòng chảy theo từng giờ, với những bảng tách biệt cho triều cường và triều kém. Thời gian là tương đối so với nước lớn tại 1 số ít cảng nơi hành vi thủy triều là tựa như như trong quy mô, mặc dầu nó hoàn toàn có thể ở rất xa .

Giống như dự đoán chiều cao thủy triều, các dự đoán dòng chảy thủy triều chỉ dựa trên các yếu tố thiên văn mà không kết hợp với điều kiện thời tiết, và điều này có thể thay đổi hoàn toàn kết quả.

Dòng chảy thủy triều qua eo biển Cook giữa hai thay máu chính quyền của New Zealand là đáng chú ý quan tâm, vì thủy triều ở hai bên eo biển gần như đối pha nhau, vì vậy nước lớn ở một bên là đồng thời với nước ròng ở phía bên kia. Các dòng chảy mạnh sinh ra với sự biến hóa chiều cao thủy triều gần như bằng không ở tâm eo biển. Tuy nhiên, mặc dầu triều dâng thường chảy theo một hướng trong 6 giờ và theo hướng ngược lại trong 6 giờ, nhưng một đợt dâng đơn cử hoàn toàn có thể kéo dài 8 hoặc 10 giờ với nước dâng ngược bị suy yếu đi. Trong những điều kiện kèm theo thời tiết đặc biệt quan trọng kinh hoàng, nước dâng ngược hoàn toàn có thể bị vượt qua trọn vẹn để dòng chảy liên tục theo cùng một hướng qua 3 chu kỳ luân hồi nước dâng hoặc hơn thế .

Một điều phức tạp thêm nữa với mô hình dòng chảy của eo biển Cook là thủy triều ở phía nam (ví dụ tại Nelson) tuân theo chu kỳ triều cường – triều kém phổ biến là hai tuần một lần (cũng như được thấy dọc theo phía tây của quốc gia này), nhưng mô hình thủy triều phía bắc chỉ có một chu kỳ mỗi tháng, cũng như ở phía đông: Wellington và Napier.

Biểu đồ thủy triều của eo biển Cook chỉ ra thời hạn và chiều cao nước lớn và nước ròng, cho đến tháng 11 năm 2007 ; đây là những giá trị không phải từ đo đạc mà thay vì thế được giám sát từ những thông số kỹ thuật thủy triều có nguồn gốc từ những đo đạc nhiều năm trước. Biểu đồ hàng hải của eo biển Cook phân phối thông tin về dòng chảy triều. Ví dụ, phiên bản tháng 1 năm 1979 cho tọa độ 41 ° 13 • 9 ‘ nam 174 ° 29 • 6 ‘ đông ( tây-bắc mũi Terawhiti ) đề cập đến thời hạn cho Westport trong khi ấn bản tháng 1 năm 2004 đề cập đến Wellington. Gần mũi Terawhiti ở đoạn giữa eo biển Cook, sự đổi khác chiều cao của thủy triều gần như bằng không trong khi dòng chảy triều đạt cực lớn, đặc biệt quan trọng là gần xoáy nước Karori nổi tiếng. Ngoài tác động ảnh hưởng của thời tiết, những dòng chảy thực tiễn qua eo biển Cook chịu ảnh hưởng tác động của chênh lệch độ cao thủy triều giữa hai đầu eo biển và như hoàn toàn có thể thấy, chỉ một trong hai triều cường ở đầu tây-bắc của eo biển ( gần Nelson ) có triều cường đối ứng ở đầu đông nam ( Wellington ), nên hành vi tác dụng không tuân theo cảng tham chiếu nào cả .
Năng lượng thủy triều hoàn toàn có thể thu được bằng hai cách : đưa tuabin nước vào dòng chảy triều hoặc thiết kế xây dựng những ao hồ nhận / thoát nước trải qua một tuabin. Trong trường hợp tiên phong, lượng nguồn năng lượng trọn vẹn được xác lập bởi biên độ và thời hạn của dòng chảy triều. Tuy nhiên, những dòng chảy tốt nhất hoàn toàn có thể không có sẵn vì những tuabin sẽ cản trở tàu thuyền. Trong trường hợp thứ hai, ngân sách thiết kế xây dựng những đập ngăn nước là rất tốn kém, những quy trình nước tự nhiên bị phá vỡ trọn vẹn, giao thông vận tải thủy cũng bị gián đoạn. Tuy nhiên, với nhiều ao hồ, nguồn năng lượng hoàn toàn có thể được sinh ra tại những thời gian được lựa chọn. Cho đến nay, có rất ít mạng lưới hệ thống được lắp ráp để phát điện thủy triều ( nổi tiếng nhất là La Rance tại Saint Malo, Pháp ) nhưng gặp rất nhiều khó khăn vất vả. Bên cạnh những yếu tố thiên nhiên và môi trường, chỉ đơn thuần là chống chịu ăn mòn và ô nhiễm sinh học đã đặt ra nhiều thử thách kỹ thuật .Những người ủng hộ điện thủy triều chỉ ra rằng, không giống như những mạng lưới hệ thống điện gió, mức độ phát điện hoàn toàn có thể Dự kiến được khá đáng tin cậy, ngoại trừ những ảnh hưởng tác động thời tiết. Trong khi một số ít mạng lưới hệ thống phát điện là hoàn toàn có thể so với hầu hết những chu kỳ luân hồi thủy triều thì trên trong thực tiễn những tuabin mất tính hiệu suất cao ở những vận tốc quản lý và vận hành thấp hơn. Vì hiệu suất khả dụng từ một dòng chảy là tỷ suất thuận với lập phương của vận tốc dòng chảy nên thời hạn hoàn toàn có thể tạo ra hiệu suất cao là ngắn ngủi .
Biểu đồ minh họa rằng các độ cao thủy triều đưa vào tính toán các dữ liệu có ý nghĩa pháp lý như đường biên giữa biển khơi và lãnh hải. Biểu đồ cho thấy đường bờ biển hình mẫu, nhận dạng các đặc điểm đáy như cồn cát ngầm dọc bờ và bậc bãi biển, các độ cao thủy triều như mực nước lớn cao trung bình và khoảng cách từ bờ như giới hạn 12 hải lý. Sử dụng tài liệu thủy triều dân sự và hàng hải của Hoa KỳCác dòng chảy triều là quan trọng so với công tác làm việc hoa tiêu, và sai sót đáng kể về vị trí xảy ra nếu chúng không được phân phối. Độ cao thủy triều cũng là quan trọng ví dụ điển hình nhiều con sông và bến cảng có những cồn cát ngầm nông ở lối vào, ngăn không cho tàu thuyền với mớn nước đáng kể tiến vào khi triều thấp .Cho đến khi có sự sinh ra của hoa tiêu tự động hóa, năng lượng đo lường và thống kê những ảnh hưởng tác động thủy triều là quan trọng so với những sĩ quan thủy quân. Chứng nhận kiểm tra những đại úy thủy quân trong Hải quân Hoàng gia Anh từng công bố rằng sĩ quan tương lai hoàn toàn có thể ” biến hóa thủy triều “. [ 60 ]

Thời gian và vận tốc dòng chảy triều xuất hiện trong các biểu đồ thủy triều hoặc tập bản đồ dòng chảy triều. Các biểu đồ thủy triều được đóng thành bộ. Mỗi biểu đồ bao gồm một giờ duy nhất giữa một nước lớn và một nước lớn khác (chúng bỏ qua 25 phút kéo dài thêm) và chỉ ra dòng chảy triều trung bình trong giờ đó. Một mũi tên trên biểu đồ thủy triều cho biết hướng và tốc độ dòng chảy trung bình (thường tính bằng hải lý trên giờ) đối với triều cường và triều kém. Nếu không có sẵn biểu đồ thủy triều, hầu hết các biểu đồ hàng hải có các “hình thoi thủy triều” liên kết các điểm cụ thể trên biểu đồ với một bảng cho biết hướng và tốc độ dòng chảy triều.

Quy trình chuẩn để chống lại ảnh hưởng tác động của thủy triều so với hoa tiêu là ( 1 ) đo lường và thống kê vị trí bằng ” đoán định vị trí ” ( DR, Dead Reckoning ) từ khoảng cách và hướng vận động và di chuyển, ( 2 ) ghi lại biểu đồ ( với một chữ thập giống như dấu cộng ) và ( 3 ) vẽ một đường thẳng từ DR theo hướng thủy triều. Khoảng cách thủy triều chuyển dời thuyền dọc theo đường này được tính bằng vận tốc thủy triều, điều này đưa ra ” vị trí ước tính ” ( EP, Estimated Position ), theo truyền thống cuội nguồn được ghi lại bằng một dấu chấm trong hình tam giác .

11⁄4

ft trên nước ròng trung bình và vẫn đang rút xuống, như được chỉ ra bằng đầu nhọn của mũi tên. Chỉ số được cung cấp bởi một hệ thống ròng rọc, cáp và phao. (Báo cáo của người giám sát Cục Khảo sát Bờ biển & Trắc địa Hoa Kỳ cho thấy tiến trình công việc trong năm tài chính kết thúc vào tháng 6 năm 1897, trang 483).Đồng hồ chỉ báo thủy triều, sông Delaware, Delaware, khoảng chừng năm 1897. Tại thời gian chỉ ra trong hình, thủy triều làft trên nước ròng trung bình và vẫn đang rút xuống, như được chỉ ra bằng đầu nhọn của mũi tên. Chỉ số được phân phối bởi một mạng lưới hệ thống ròng rọc, cáp và phao. ( Báo cáo của người giám sát Cục Khảo sát Bờ biển và Trắc địa Hoa Kỳ cho thấy tiến trình việc làm trong năm kinh tế tài chính kết thúc vào tháng 6 năm 1897, trang 483 ) .Các biểu đồ hàng hải hiển thị ” độ sâu biểu đồ ” của nước tại những vị trí đơn cử với ” đo hồi âm ” và sử dụng những đường đồng mức độ sâu để miêu tả hình dạng mặt phẳng ngầm dưới nước. Các độ sâu này có tương quan đến một ” chuẩn hải đồ “, thường là mực nước ở thủy triều thiên văn thấp nhất hoàn toàn có thể ( mặc dầu những mốc khác cũng thường được sử dụng, đặc biệt quan trọng là trong lịch sử dân tộc và thủy triều hoàn toàn có thể thấp hơn hoặc cao hơn vì nguyên do khí tượng ) và do đó độ sâu nước tối thiểu hoàn toàn có thể trong chu kỳ luân hồi thủy triều. ” Độ cao khô cạn ” cũng hoàn toàn có thể được hiển thị trên biểu đồ, đó là độ cao của đáy biển lộ ra khi thủy triều thiên văn thấp nhất .Các bảng thủy triều liệt kê chiều cao và thời hạn nước lớn và nước ròng mỗi ngày. Để tính độ sâu nước trong thực tiễn, người ta cộng thêm độ sâu biểu đồ vào chiều cao thủy triều đã được công bố. Độ sâu cho những thời gian khác hoàn toàn có thể suy ra từ những đường cong thủy triều được công bố cho những cảng lớn. Quy tắc mười hai hoàn toàn có thể đủ nếu không có sẵn đường cong đúng chuẩn. Sự gần đúng này cho rằng sự ngày càng tăng độ sâu trong 6 giờ giữa nước ròng và nước lớn là : giờ thứ nhất − 1/12, giờ thứ hai − 2/12, giờ thứ ba − 3/12, giờ thứ tư − 3/12, giờ thứ năm − 2/12, giờ thứ sáu − 1/12 .

Khía cạnh sinh học[sửa|sửa mã nguồn]

Sinh thái gian triều[sửa|sửa mã nguồn]

Ảnh chụp một tảng đá bị nhám chìm một phần chỉ ra các dải ngang với màu sắc và kết cấu khác biệt, trong đó mỗi dải đại diện cho một phần khác nhau của thời gian bị nhấn chìm trong nước. Một tảng đá, nhìn thấy khi nước ròng, biểu lộ sự phân vùng gian triều nổi bật .

Sinh thái học gian triều là nghiên cứu về các hệ sinh thái nằm giữa các đường nước ròng và nước lớn dọc theo bờ. Khi nước ròng, vùng gian triều bị lộ thiên (hoặc nổi lên), nhưng khi nước lớn thì nó bị nhấn chìm dưới nước (hoặc chìm). Do đó, các nhà sinh thái học gian triều nghiên cứu các mối tương tác giữa các sinh vật gian triều và môi trường của chúng, cũng như giữa các loài khác nhau. Các tương tác quan trọng nhất có thể thay đổi tùy theo loại quần xã gian triều. Các phân loại rộng nhất dựa theo các chất nền – bờ đá hay đáy mềm.

Các sinh vật gian triều trải qua một môi trường tự nhiên rất đổi khác và tiếp tục là thù địch, và có thích nghi để đối phó và thậm chí còn khai thác những điều kiện kèm theo này. Một đặc trưng dễ thấy là phân đới dọc, trong đó quần xã chia thành những dải nằm ngang riêng không liên quan gì đến nhau của những loài đơn cử ở mỗi độ cao trên mực nước ròng. Khả năng đối phó với sự mất nước của một loài xác lập số lượng giới hạn trên của nó, trong khi cạnh tranh đối đầu với những loài khác thiết lập số lượng giới hạn dưới của nó .Con người sử dụng những vùng gian triều để lấy thực phẩm và vui chơi. Khai thác quá mức hoàn toàn có thể gây tổn hại trực tiếp những vùng gian triều này. Các tác động ảnh hưởng nguồn gốc con người khác như gia nhập loài xâm lấn và biến hóa khí hậu có ảnh hưởng tác động xấu đi lớn. Các khu bảo tồn biển là một quần xã tùy chọn hoàn toàn có thể vận dụng để bảo vệ những khu vực này và tương hỗ nghiên cứu và điều tra khoa học .

Nhịp sinh học[sửa|sửa mã nguồn]

Chu kỳ thủy triều khoảng chừng hai tuần một lần có ảnh hưởng tác động lớn đến vùng gian triều [ 61 ] và những sinh vật biển. [ 62 ] Do đó những nhịp sinh học của chúng có khuynh hướng xảy ra theo bội số của chu kỳ luân hồi này. Nhiều động vật hoang dã khác như động vật hoang dã có xương sống, hiển thị những nhịp tựa như. Các ví dụ gồm có thai nghén và ấp trứng. Ở người, chu kỳ luân hồi kinh nguyệt lê dài khoảng chừng một tháng âm lịch, một bội số chẵn của chu kỳ luân hồi thủy triều. Các song song như vậy tối thiểu gợi ý về dòng dõi chung của tổng thể những loài động vật hoang dã từ một tổ tiên biển. [ 63 ]

Thủy triều khác[sửa|sửa mã nguồn]

Khi các dòng chảy triều dao động trong dòng chảy đại dương phân tầng trên địa hình đáy không bằng phẳng, chúng tạo ra các sóng nội tại với các tần số thủy triều. Những sóng như vậy được gọi là thủy triều nội tại.

Các khu vực nông trong vùng nước rộng hoàn toàn có thể chịu những dòng chảy triều quay, chảy theo những hướng liên tục đổi khác và do đó hướng của dòng chảy ( chứ không phải chính dòng chảy ) triển khai xong một vòng xoay rất đầy đủ trong 12 1 ⁄ 2 giờ ( ví dụ : bãi cạn Nantucket ). [ 64 ]

Ngoài thủy triều đại dương, các hồ lớn cũng có thể chịu các thủy triều nhỏ và thậm chí các hành tinh cũng có thể chịu triều khí quyểntriều Trái Đất rắn. Đây là những hiện tượng cơ học liên tục. Hai hiện tượng đầu tiên diễn ra trong các chất lưu. Hiện tượng thứ ba ảnh hưởng đến lớp vỏ rắn mỏng của Trái Đất bao quanh phần bán lỏng bên trong của nó (với nhiều thay đổi khác nhau).

Thủy triều hồ[sửa|sửa mã nguồn]

Các hồ lớn như Superior và Erie hoàn toàn có thể chịu những thủy triều cao 1 đến 4 cm ( 0,39 đến 1,6 in ), nhưng chúng hoàn toàn có thể bị che giấu bởi những hiện tượng kỳ lạ do khí tượng gây ra như triều giả. [ 65 ] Thủy triều trong hồ Michigan được miêu tả là 1,3 đến 3,8 cm ( 0,5 đến 1,5 in ) [ 66 ] hoặc 4,4 cm ( 1 + 3 ⁄ 4 in ). [ 67 ]Nó nhỏ đến mức những ảnh hưởng tác động lớn hơn khác che lấp trọn vẹn bất kể thủy triều nào, vì thế những hồ này được coi là không thủy triều. [ 68 ]

Triều khí quyển[sửa|sửa mã nguồn]

Triều khí quyển là không đáng kể ở mặt đất và những độ cao hàng không, bị che lấp bởi những tác động ảnh hưởng quan trọng hơn nhiều của thời tiết. Triều khí quyển có nguồn gốc là cả mê hoặc lẫn nhiệt và là động lực chi phối ở độ cao khoảng chừng 80 đến 120 kilômét ( 50 đến 75 mi ), còn trên mức đó thì tỷ lệ phân tử trở nên quá thấp để tương hỗ hành vi của chất lưu .

Triều Trái Đất[sửa|sửa mã nguồn]

Triều Trái Đất hoặc triều đất rắn ảnh hưởng đến toàn bộ khối lượng Trái Đất, hoạt động tương tự như một con quay hồi chuyển lỏng với lớp vỏ rất mỏng. Lớp vỏ Trái Đất dịch chuyển (vào/ra, đông/tây, bắc/nam) để phản ứng lại lực hấp dẫn của Mặt Trăng và Mặt Trời, thủy triều đại dương và phụ tải khí quyển. Mặc dù là không đáng kể đối với hầu hết các hoạt động của con người, nhưng biên độ bán nhật triều của triều đất rắn có thể đạt khoảng 55 xentimét (22 in) tại xích đạo – trong đó 15 xentimét (5,9 in) là do Mặt Trời – và điều này là quan trọng trong hiệu chuẩn GPS và các đo đạc VLBI. Các đo đạc góc thiên văn chính xác đòi hỏi kiến thức về tốc độ tự quay của Trái Đất và chuyển động địa cực, cả hai đều chịu ảnh hưởng của triều Trái Đất. Bán nhật triều M2

của triều Trái Đất gần như cùng pha với Mặt Trăng với độ trễ khoảng 2 giờ.[cần dẫn nguồn]

Triều thiên hà[sửa|sửa mã nguồn]

Triều thiên hà là các lực thủy triều do các thiên hà tác động lên các ngôi sao bên trong chúng và các thiên hà vệ tinh quay quanh chúng. Các tác động của triều thiên hà đối với đám mây Oort của Hệ Mặt Trời được cho là gây ra 90% các sao chổi chu kỳ dài.[69]

Con người dựa vào thủy triều[sửa|sửa mã nguồn]

Người xưa, sống bao đời gần sông và biển. đa phần là họ tính theo con nước, theo chu kì của nó ( nước triều lên và nước triều xuống ) và cho nên vì thế chính là nhờ vào hiện tượng kỳ lạ thủy triều, nên con người sống ở thời đó đã biết cách bắt món ăn hải sản như tôm, cua, cá …Thủy triều còn góp phần một phần nhiều là tạo ra sự những thắng lợi trên sông Bạch Đằng vào năm 938 của Ngô Quyền trước quân Nam Hán và năm 1288 của nhà Trần trước quân Nguyên-Mông. Cho đến thời nay thì con người đã biết sử dụng thủy triều để Giao hàng cho công nghiệp ( như sản xuất điện ), ngư nghiệp, như trong đánh bắt cá món ăn hải sản, và khoa học, như điều tra và nghiên cứu thủy văn .

Thủy triều và danh từ trong tiếng Việt[sửa|sửa mã nguồn]

Vào chu kỳ khi nước triều dâng lên hoặc xuống, ngày mực nước lên cao nhất là nước phát tức là nước lớn tuần trăng mới. Ngày mực nước không dâng mấy (khoảng 15 ngày sau nước phát) là nước sính, tức là nước lớn tuần trăng rằm.[70]

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *