Pływ półdobowy i dobowy

Półdobowy: w każdej dobie księżycowej obserwuje się 2 wody wysokie i 2 niskie, które są prawie tej samej wysokości. Wysoka woda następuje po tych samych odstępach księżycowych. Krzywa pływu jest prawie sinusoidalna. Nierówności półmiesięczne będą związane z fazami Księżyca. Max skoki pływu będą obserwowane od razu po nowiu lub pełni Księżyca.

Dobowy: w ciągu doby obserwuje się tylko jedną wysoką wodę i jedną niską. Przy max deklinacji Księżyca powinna wystąpić max wartość pływu. Najczęściej następuje to po 1-2 dobach od momentu max deklinacji. W czasie kwadratury mogą być widoczne 2 wody wysokie, ale będą one miały małe amplitudy.

1. Teorie dotyczące Falowania:
a)Teoria trochoidalna - teoria ta zakłada następujące warunki i ograniczenia: -Morze jest nieograniczone pod względem głębokości i powierzchni
-Ciecz jest idealna, brak tarcia wewnętrznego cieczy
-Falowanie jest dwuwymiarowe, ustalone i swobodne
-Oddziałuje tylko siła ciążenia g i siła ciśnienia hydrostatycznego
-Cząstki cieczy poruszają się po kołach itp.

Trochoida to krzywa utworzona przez ślad punktu leżącego wewnątrz toczącego się koła po płaszczyźnie poziomej. Tę krzywą przyjęto dla teoretycznego rozpatrzenia zjawiska

Z właściwości trochoidy można wyznaczyć główne elementy fali: długość
, okres
, prędkość fazową c i prędkość kątową
:

Dla celów praktycznych można przyjąć, iż falowanie zanika na głębokości morza
.

Teoria spektralna - teoria ta wykorzystuje podstawy teorii procesów losowych z uwzględnieniem osiągnięć hydrodynamiki i energetycznej interpretacji fal. Metoda analizy widmowej w bardziej wyczerpujący sposób opisuje falowanie wiatrowe. Pofalowana powierzchnia morza jest tutaj traktowana jako suma prostych wahań o różnych amplitudach i okresach. Falogram możemy rozłożyć więc za pomocą analizy harmonicznej na duża ilość fal sinusoidalnych o różnych częstotliwościach, fazach i amplitudach. Również postępując odwrotnie i przyjmując, że każda wytworzona fala składowa porusza się ze swoją prędkością, zależną od okresu, można je w danym czasie zsumować i utworzyć obraz stanu morza:
a - amplituda fal

3. Różnice w zamarzaniu wody słodkiej i słonej:

Temperatura zamarzania wody morskiej jest niższa od temperatury zamarzania wody słodkiej i zależy głównie od zasolenia. Na przebieg procesu zamarzania wpływa też temperatura największej gęstości wody. Dla wody destylowanej temperatura ta wynosi około
(3,95). W przypadku wody morskiej zależy ona od zasolenia i obniża się w miarę jego wzrostu. Temperatura największej gęstości pozostaje wyższa od temperatury zamarzania w przedziale wartości zasolenia od
%o do 24,7%o, zaś przy S>24,7%o temperatura największej gęstości przyjmuje wartości niższe od temperatury zamarzania. Pociąga to za sobą istotne różnice w przebiegu zamarzania wody słodkiej i morskiej o zasoleniu mniejszym od 24,7%o a wody morskiej o zasoleniu większym od tej wartości. Najogólniej mówiąc, w wodzie morskiej o zasoleniu S<24,7%o proces zamarzania przebiega podobnie jak w wodzie słodkiej.

4. Wahania krótkookresowe poziomu morza (Wzory do zadań):

Za krótkookresowe, uznaje się zmiany poziomu obserwowane w przedziale od kilkunastu minu do kilku dni. W związku z tym będą to oscylacje pośrednie miedzy falowaniem wiatrowym a wahaniami, które określono jako sezonowe. Te krótkookresowe wahania poziomu wód są głównie spowodowane tzw. falami długimi: fala pływu, fala tsunami, fala baryczna, sejsze oraz tarcie wiatru o powierzchnię wody wywołujące spiętrzenie i obniżenia poziomu poprzez prądy wiatrowe.

h<<H)

gdzie: h_g - wysokość fali na oceanie głębokim [m]

h_p - wysokość fali na płytkowodziu [m]

H_g - głębokość morza głębokiego [m]

H_p - głębokość na płytkowodziu [m]

(okres sejszy)

Gdzie: L - długość basenu

N - ilość węzłów

H - głębokość średnia akwenu

6. Właściwości fizykochemiczne wody morskiej:

Woda występuje tylko w postaci molekuł. Ma przy tym ładunek dipolowy co sprawia, cże łatwo przyciąga inne jony.
-Poszczególne molekuły mogą łączyć się ze sobą W zależności od temperatury łączy się od 2 (gorąco) do 8 (lód) molekuł. 8 molekuł tworzy kryształ wodny. Układają się one w krysztale na kształt piramidy (tetraedralnie).
-W skład lodu nie wchodzą żadne inne cząstki niż woda, dlatego gęstość lodu jest mniejsza niż gęstość wody (dlatego lód `pływa')
-Ta sama ilość lodu zajmuje większą objętość od tej samej ilości wody
-Lód jest ok. 1/8 lżejszy od wody

W wyniku konwekcji całe jezioro ochładza się do
. W późniejszej fazie, woda ochładza się powierzchniowo (cyrkulacja zanika) do
i zamarza:
-Przy spokojnej wodzie do 30cm
-Przy falowaniu nawet do 1m.
Może występować zjawisko tzw. upwellingu - wynurzania się wód wewnętrznych.

Rozchodzenie się dźwięku w wodzie:
-Przeciętnie 1450 m/s w oceania.
-Na równiku ~1550 m/s im cieplejsza woda, tym dźwięk

7. Spirala Ekmana:

Można przyjąć, że prąd dryfowy oddziaływuje do głębokości tarcia D. Rozkład wektorów prądu dryftowego wraz ze wzrostem głębokości nosi nazwę Spirali Ekmana. Wynika z niej, że największy wektor prądu U₀ odpowiada prądowi powierzchniowemu.

Spirala Ekmana - Logograf wektorów prądu dryftowego (krzywa łącząca końce rzutów wektorów), w postaci spirali logarytmiczną szybko przybliżającej się do początku osi współrzędnych.

Na półkuli północnej powierzchniowy wektor prądu dryftowego odchyla się o
w prawo względem kierunku wiatru. Na półkuli południowej wektor ten odchyla się w lewo:

RYSUNEK

Różnica kierunku prądu na głębokości tarcia wynosi ~

łagodności nawietrznej części profilu fali przy zwiększonej stromości przeciwnej części.

9. Strefa przyboju, falowanie na oceanie otwartym i strefie płytkowodnej:
Strefa przyboju - Jest to strefa blisko brzegu o ograniczonej głębokości. Fale napotykając na podpierającą ją płyciznę zaczynają się załamywać.

2.Rozkład prądów na oceanie - opisać wybrany prąd: (Rysunek)
Prąd Labradorski - zimny, powierzchniowy (do maksymalnie 600 m) prąd morski płynący na Oceanie Atlantyckim u wschodnich wybrzeży Ameryki Północnej. Płynie on od Morza Baffina (z północy) do Nowej Fundlandii. Temperatury wody wynoszą -1°C w zimie i od 2 do 10°C w lecie. Jego prędkość wynosi ok. 1-2 km/h. Stopień zasolenia waha się pomiędzy 32 - 34‰. Przemieszcza on od 3,5 do 5,5 mln km³ wody na sekundę. Niesie ze sobą przez cały rok góry lodowe w kierunku południowym do ok. 40° szerokości geograficznej północnej

10. Siła pływotwórcza jako siła różnicowa (z wykresem cząstki wody z wektorami):
Siła pływotwórcza - siła wynikająca przede wszystkim ze złożenia 4 podstawowych sił działających na cząstkę wody:
-siły przyciągania masy Ziemi
-siły odśrodkowej wynikającej z obrotu Ziemi wokół własnej osi
-siły przyciągania księżyca:
-siły odśrodkowej powstałej w wyniku obrotu układu Ziemia-Księżyc wokół ogólnego środka masy bez uwzględnienia obrotu każdego z ciał wokół jego własnej osi
RYSUNEK

Siła pływotwórcza wynikająca z oddziaływania Księżyca na Ziemię jest wypadkową siły przyciągania Księżyca i odśrodkowe siły wynikającej z obrotu systemu Ziemia-Księżyc wokół wspólnego środka masy:


Tę siłę także można opisać jako różnicę między siłą, z którą Księżyc przyciąga jednostkową masę w danym punkcie Ziemi, a siłą równą co do wartości ale odwrotną co do kierunku sile, z którą Księżyc przyciąga jednostkową masę w centrum ziemi. Z tego powodu pływotwórczą siłę Księżyca nazywamy niekiedy siłą różnicową.
Kierunki i względne wartości siły pływotwórczej księżyca na powierzchni Ziemi przy zerowej deklinacji księżyca:

Za pomocą tego rysunku możno określić, przez jaki czas występowały fale o danej i większej wysokości lub wyznaczyć wysokość fali odpowiadającą danemu procesowi prawdopodobieństwa wystąpienia.

Podział prądów ze względu na genezę powstawania

Prądy dryfowe: wywołane przez wiatr długotrwały i stały co do kierunku. Ich geneza związana jest z wpływem pasatów na powierzchnię oceanów.

Prądy wiatrowe: krótkotrwałe prądy wywołane działaniem wiatru, charakterystyczny jest tutaj nieustalony stan ruchu mas wodnych.

Prądy gradientowe: uwarunkowane gradientem ciśnienia hydrostatycznego wewnątrz cieczy. Mają duży wpływ na udział w ogólnej cyrkulacji oceanów i udział w tworzeniu się potężnych prądów, np. Kuro-siw

5. Ukształtowanie dna morskiego:

a) szelf (platforma kontynentalna) - 0-200m - strefa nerytowa (płytkowodna)

b) stok kontynentalny (zbocze kontynentalne) - 200-3000m (niekiedy 2450m - średni poziom skorupy ziemskiej) - strefa batyalna

c) łoże oceanu - 3000-6000m (2450-6000m) - strefa abysalna

d) rowy głębokowodne - >6000m - strefa hiperabysalna

Wyróżnienie wymienionych kategorii uzasadnione jest przebiegiem (kątami nachylenia) poszczególnych odcinków krzywej batygraficznej. W rzeczywistości budowa i morfologia dna oceanów i mórz jest w wysokim stopniu skomplikowana.

Najistotniejszy dla nas jest szelf - jest to bowiem strefa intensywnej żeglugi i rybołówstwa, oraz działalności gospodarczej (badania, eksploatacja). Szelf to bezpośrednie przedłużenie platform kontynentalnych. Szerokości szelfów wahają się od bardzo małych (kilka km) do setek kilometrów. Morza leżące w całości na obszarze szelfu noszą nazwę mórz szelfowych. Łączna powierzchnia szelfów obejmuje ok. 8% dna Wszechoceanu.
Szelf - powierzchnia i wnętrze dna morskiego obejmująca strefę morza od granicy wód terytorialnych do izobaty 200m lub nawet poza tę granicę do miejsca, w którym głębokość morza pozwala wydobywać bogactwa naturalne.
Na obszarze szelfów występują różnorodne formy rzeźby dna, takie jak:
-Głębie-Rynny-Progi-Ławice
-Mielizny-Płycizny-Rafy
-Pojedyncze skały
Mogą być one:
- pochodzenia tektonicznego
- pochodzenia lodowcowego
- pochodzenia organicznego (rafy koralowe, atole)

W strefie szelfu, szczególnie w jego części przybrzeżnej, najwyraźniej występują zmiany stanów wód wywołane czynnikami meteorologicznymi (obserwuje się tu największe skoki pływów, procesy transformacji fal i różnorodne modyfikacje prądów morskich komplikujące warunki nawigacyjne).

Stok kontynentalny charakteryzuje się niezwykle urozmaiconą rzeźbą:
-Uskoki-Urwiska-Tarasy
-Rynny-Jary-Grzbiety
-Podwodne kaniony (głęboko wcięte w stok doliny, przypominające kaniony (jary) niektórych rzek na kontynentach
Inne ważne elementy rzeźby dna morskiego:
- wzniesienie kontynentalne
- grzbiety śródoceaniczne
- góry podwodne (w tym gujoty, góry stołowe)
- baseny oceaniczne

Namierzanie i hydroakustyczne wyznaczanie pozycji zależne jest od okresowych zmian prę

molekuły wody posiadają zdolność rozpraszania światła białego:
RYSUNEK
Skala Forel-Ulego - skala przezroczystości/barwy wód

gdzie: v - pędkość wiatru

H - głębokość morza

h - wysokość fali

c - prędkość rozprzestrzeniania się fali

---