რა იწვევს ტალღებს ოკეანეში?

პრეისტორიული დროიდან ადამიანებმა ინტუიციურად იციან, რომ მთვარე და ტალღები ერთმანეთთანაა დაკავშირებული, მაგრამ მიზეზის ახსნას ისაკ ნიუტონის მსგავსი გენიოსი დასჭირდა.

აღმოჩნდება, რომ პირველ რიგში პასუხისმგებელია გრავიტაცია, ის იდუმალი ფუნდამენტური ძალა, რომელიც იწვევს ვარსკვლავების დაბადებასა და სიკვდილს და გალაქტიკების წარმოქმნას. მზე ასევე ახდენს მიზიდულობის მიზიდვას დედამიწაზე და ის ხელს უწყობს ოკეანეების ტალღებს. ერთად, მზისა და მთვარის გრავიტაციული გავლენა ხელს უწყობს ტალღების ტიპის განსაზღვრას.

მიუხედავად იმისა, რომ გრავიტაცია მოქცევის ნომერ პირველი მიზეზია, ამას დედამიწის საკუთარი მოძრაობები თამაშობს. დედამიწა ტრიალებს თავის ღერძზე და ეს ტრიალი ქმნის ცენტრიდანულ ძალას, რომელიც ცდილობს მთლიანი წყალი დააყაროს ზედაპირიდან, ისევე როგორც წყალი ასხამს ტრიალს ასხამს თავზე. დედამიწის საკუთარი გრავიტაცია ხელს უშლის წყლის კოსმოსში გაფრენას.

ეს ცენტრიდანული ძალა ურთიერთქმედებს მთვარისა და მზის მიზიდულობასთან და ქმნის მაღალ ტალღებს და დაბალი ტალღები და ეს არის მთავარი მიზეზი, რომ დედამიწაზე ბევრ ადგილას ყოველდღე ორი მოქცევა ხდება.

Მიხედვით ნიუტონის გრავიტაციული კანონი, გრავიტაციული ძალა სამყაროში არსებულ ორ სხეულს შორის პირდაპირპროპორციულია თითოეული სხეულის მასისა (მ₁ და მ₂) და მანძილის კვადრატის უკუპროპორციულია (დ) მათ შორის. მათემატიკური ურთიერთობა შემდეგია:

F = Gm₁მ₂/ დ²

სად გ არის უნივერსალური გრავიტაციული მუდმივა.

ეს კანონი ცხადყოფს, რომ ძალა უფრო მეტ მანძილზეა დამოკიდებული, ვიდრე ფარდობით მასებზე. მზე ბევრად უფრო მასიურია, ვიდრე მთვარე - დაახლოებით 27 მილიონჯერ მასიური - მაგრამ ის 400 ჯერ უფრო შორსაც არის. როდესაც შევადარებთ გრავიტაციულ ძალებს, რომლებსაც ისინი ახდენენ დედამიწაზე, აღმოჩნდება, რომ მთვარე მზეზე ორჯერ უფრო ძლიერად იწევს.

მზის გავლენა ტალღებზე შეიძლება ნაკლები იყოს მთვარის გავლენაზე, მაგრამ ეს შორს არის დაუდგენელი. ეს ყველაზე აშკარად ჩანს, როდესაც მზე, დედამიწა და მთვარე რიგდებიან ახალი მთვარისა და მთვარის დროს. სავსე მთვარეზე, მზე და მთვარე დედამიწის მოპირდაპირე მხარეს არიან, ხოლო დღის ყველაზე მაღალი ტალღა ნორმალური არ არის, თუმცა მეორე ტალღა ოდნავ მეტია.

ახალ მთვარეზე მზე და მთვარე დედამიწის ერთსა და იმავე მხარეზეა გაფორმებული და მათი გრავიტაციული მიზიდულობა ერთმანეთს აძლიერებს. უჩვეულოდ მაღალი ტალღა ცნობილია როგორც გაზაფხულის ტალღა.

ცენტრიდანული ძალა, რომელიც გამოწვეულია დედამიწის ღერძზე ბრუნვით, მთვარის სიმძიმიდან იღებს ბიძგს და ეს იმიტომ ხდება, რომ დედამიწა და მთვარე ბრუნავენ ერთმანეთის გარშემო.

დედამიწა იმდენად მასიურია, ვიდრე მთვარე, რომ ჩანს, რომ მხოლოდ მთვარე მოძრაობს, მაგრამ სინამდვილეში ორივე სხეული ბრუნავს საერთო წერტილის გარშემო, რომელსაც ე.წ. ბარიცენტრი, რაც დედამიწის ზედაპირიდან 1068 (1,719 კმ) მილზე მდებარეობს. ეს ქმნის დამატებით ცენტრიდანულ ძალას, ისევე როგორც ძალიან მოკლე სიმზე დატრიალებული ბურთი.

ამ ცენტრიდანული ძალების წმინდა ეფექტი არის დედამიწის ოკეანეებში მუდმივი გამობურცვის შექმნა. მთვარე რომ არ ყოფილიყო, ბალღები არასდროს შეიცვლებოდა და არ იქნებოდა ტალღები. მაგრამ არსებობს მთვარე და აი, როგორ მოქმედებს მისი გრავიტაცია ამობურცულობაზე შემთხვევითი წერტილის დროს ა დაწნული დედამიწაზე:

• შუაღამე: წერტილი ა მთვარისკენ არის მიმართული და მთვარის გრავიტაციული მიზიდვის კომბინაცია და ცენტრიდანული გამონაყარი კომბინირდება და ქმნის მაღალ ტალღას.

• დილის 6 საათი და საღამოს 6 საათი: წერტილი ა არის პერპენდიკულარული ხაზისა დედამიწასა და მთვარეს შორის. მისი გრავიტაციული ძალის ნორმალური კომპონენტი ეწინააღმდეგება ცენტრიდანულ გამობურცვას და შიგნით იზიდავს მას. წერტილი ა განიცდის დაბალ ტალღას.

• შუადღისას: წერტილი ა არის მთვარის დედამიწის მოპირდაპირე მხარეს. მთვარის მიზიდულობა სუსტია, რადგან წერტილოვანია ა ახლა არის დედამიწის ერთი დიამეტრი, რაც თითქმის 8000 მილი (12,875 კმ) არის. გრავიტაციული ძალა არ არის საკმარისად ძლიერი, რომ განეიტრალოს ცენტრიდანული გამონაყარი და წერტილი ა განიცდის მეორე ტალღას, რაც უფრო მცირეა, ვიდრე პირველი, რომელიც შუაღამისას მოხდა.

მთვარე ცაში მოძრაობს დღეში საშუალოდ 13,2 გრადუსი სიჩქარით, რაც დაახლოებით 50 წუთს შეესაბამება, ამიტომ მეორე დღეს პირველი ტალღა ხდება არა შუაღამისას დილის 12:50 საათზე. ამ გზით, მაღალი ტალღების დრო მომენტშია ა მთვარის მოძრაობას მიჰყვება.

მზე გავლენას ახდენს მთვარის ანალოგიურ ტალღებზე და მიუხედავად იმისა, რომ ის ნახევრად ძლიერია, ვინც ზღვის მეკობრეებს წინასწარმეტყველებს, უნდა გაითვალისწინოს იგი.

თუ თქვენ წარმოიდგენთ გრავიტაციული ეფექტის ტალღებს, როგორც პლანეტის გარშემო მოგრძო ბუშტებს, მთვარის ბუშტი ორჯერ უფრო გრძელი იქნება, ვიდრე მზის. ის დედამიწის გარშემო იგივე სიჩქარით ბრუნავს, როგორც მთვარე პლანეტის გარშემო, ხოლო მზის ბუშტი მიჰყვება დედამიწის მოძრაობას მზის გარშემო.

ეს ბუშტები ურთიერთქმედებენ, როგორც ჩარეული ტალღები, ზოგჯერ აძლიერებენ ერთმანეთს და ზოგჯერ გააუქმებენ ერთმანეთს.

მოქცევის ბუშტი იდეალიზაციაა, რადგან დედამიწა მთლიანად არ არის დაფარული წყლით. მას აქვს მიწის მასები, რომლებიც წყალს ზღუდავს აუზებად, ასე ვთქვათ. როგორც ამას გეტყვით ჭიქა წყლის წინ და უკან დახრით, წყალი კონტეინერში განსხვავებულად იქცევა, ვიდრე წყალი, რომელიც არ არის დაზუსტებული საზღვრებით.

ერთი ჭიქა წყლის ჭიქა გადაადგილეთ, და მთელი წყალი ერთ მხარეს გადაწურეთ, შემდეგ სხვა გზით გადაიტანეთ, წყალი კი უკან გადაიწევს. ოკეანის წყალი სამ მთავარ ოკეანე აუზში - ატლანტის, წყნარი ოკეანისა და ინდოეთის ოკეანეებში, ისევე როგორც ყველა პატარა, ერთნაირად იქცევა დედამიწის ღერძული ტრიალის გამო.

მოძრაობა არც ისე მარტივია, რადგან ის ასევე ექვემდებარება ქარებს, წყლის სიღრმეს, სანაპირო ზოლის ტოპოგრაფიას და კორიოლისის ძალას. დედამიწაზე მდებარე ზოგიერთ სანაპირო ზოლზე, განსაკუთრებით ატლანტისკის სანაპიროებზე, დღეში ორი მაღალი ტალღაა, ზოგიერთში კი, მაგალითად წყნარი ოკეანის სანაპიროზე მდებარე ბევრ ადგილას, მხოლოდ ერთია.

ტალღების მოზღვავება და რეაქცია დიდ გავლენას ახდენს პლანეტის სანაპირო ზოლზე, რაც მუდმივად ანადგურებს მათ და ცვლის მათ მახასიათებლებს. ნალექი ტრიალებს ზღვაში და უკან იწევს სხვა ადგილას, როდესაც ტალღა შემოდის.

ზღვის მცენარეები და ცხოველები მოქცევის ადგილებში განვითარდნენ, რომ მოერგონ და გამოიყენონ ეს რეგულარული მოძრაობა და მეთევზეებს მთელი ასაკის განმავლობაში უწევდათ თავიანთი საქმიანობის დრო, რათა შეესრულებინათ იგი.

ტალღების მოძრაობა წარმოქმნის უზარმაზარ ენერგიას, რომელიც შეიძლება გადაიქცეს ელექტროენერგიად. ამის ერთ – ერთი გზაა კაშხალი, რომელიც იყენებს წყლის მოძრაობას ტურბინის გასავლელად ჰაერის შესაკუმშად.

კიდევ ერთი გზაა ტურბინების დაყენება მოქცევის ზონაში ისე, რომ უკან დახეულმა და წინ მიმავალმა წყალმა შეძლოს მათი ტრიალი, ისევე, როგორც ქარი ტურბინების ტრიალებს. იმის გამო, რომ წყალი ჰაერში ბევრად მკვრივია, მოქცევის ტურბინს შეუძლია მნიშვნელოვნად მეტი ენერგიის გამომუშავება, ვიდრე ქარის ტურბინას.