1 Półdobowy-Semi-Diurnal Tide.Wciągu doby księżycowej występują 2 HW i 2LW. HW występuje w jednakowych odstępach księżycowych.Krzywa pływu ma przebieg prawie sinusoidalny Nierówności są związane z fazami księżyca. Max HW po Nowia i Pełni występuje na M.Północnym. Dobowy-Diurnal Tide-wystepuje w nim 1HW i 1LW w ciągu doby, maximum wystepuje 1-2 dni po maxymalnej deklinacji księżyca, w czasie kwadratury mogą się pojawić 2 wody wysokie lecz o małych amplitudach , występuje na Oceanie Indyjskim. Mieszany -Mixed Tide-odstępy czasu pomiędzy kolejnych HW i LW są większe niż w półdobowym, mogą wystąpić w nim w ciągu doby 2HW i 1LW i na odwrót, charakteryzuje się nieregularnością w czasie wysokości pływu, występuje na Pacyfiku i w Australii. Syzygijny: występuje gdy Księżyc jest w nowiu lub w pełni. W nowiu Księżyc znajduje się w koniunkcji, a w czasie pełni w opozycji do Słońca. Woda wysoka jest sumą pływu księżycowego i słonecznego, a woda niska przybiera najniższe wartości. Skok pływu jest duży. Występuje 2 razy w miesiącu synodycznym Kwadraturowy: występuje w czasie I lub III kwadry. Tam gdzie powstaje woda wysoka pływu księżycowego występuje równocześnie woda niska pływu słonecznego i odwrotnie. Skok pływu kwadraturowego jest wyraźnie mniejszy od syzygijnego. Występuje 2 razy w miesiącu synodycznymPośredni: występuje w okresie między pływem syzygijnym a kwadraturowym. Skok pływu osiąga wartości pośrednie. Podczas jednoczesnego oddziaływania Księżyca i Słońca na powierzchni oceanów, powierzchnia jest geometryczna suma elipsoid obrotowych pływów Księżyca i Słońca. Wysokość pływu zależy od ich wzajemnego położenia
Nierówność deklinacyjna(dobowa)- deklinacja księżyca zmienia się od ±28°35', a nierówność deklinacyjna jest od niej zależna. W dniach w których deklinacja jest rożna od 0°, duża półoś elipsoidy pływu jest nachylona względem płaszczyzny równika. Wysokość dwóch kolejnych wód wysokich i kolejne skoki pływu są sobie równe. Wiąże się z nią nierówność dobowa w czasie, która polega na tym, że woda niska pojawi się po okresie dłuższym niż 6h12min po wodzie wysokiej, druga zaś woda niska po okresie krótszym. Wpływ zmian deklinacji słońca jest nieporównywalnie mniejszy Półmiesięczna fazowa-największa nierówność, S w swoim pozornym ruchu wykonuje obrót wokół Z w ciągu 24h gdy K w ciągu 24h i 50min. Położenie S Z K nieustannie się zmienia. W nowiu i pełni S Z K leżą wzdłuż jednej proste. Po upływie 1-2 dni elipsoidy pływów powodowanych przez siły K S układają się że ich dłuższe półosie pokrywają się.Pływ K i S występuja jednocześnie (syzygijny) Podczas I i II kwadry K i S wyznaczają kąt prosty którego wierzchołkiem jest Z.Po upływie 1,5 doby duże półosie elipsoid pływu K i S tworzą kąt prosty gdzie K wywołuje maks wzrost poziomu wody a Słońce maks spadek wody. NP jest przyczyną odstępu księżycowego-okres upływający pomiedzy momentem kulminacji K w danym punkcie a momentem wystąpienia najbliższej wody wysokiej. Księżycowa- Wynika ze zmian odległości Z-K-S. K powraca do punktu perigeum co 27,55 doby średniej. Z znajduje się w perihelium co 365,26dób średnich. Skok pływu K w momencie perigeum jest o 40% od skoku pływu, gdy K znajduje się w apogeum. Skok pływu S w podobnych okolicznościach zmienia się o 10%.Największe skoki pływów występuja gdy odległości międy ciałami niebieskimi są najmniejsze i jednocześnie przypadają na moment syzygii.
Zero mapy- chart datum - jest to zerowy poziom mapy nawigacyjnej. Rzeczywiste głębokości nie powinny być niższe od głębokości podanych na mapie nawigacyjnej. Nalezy przyjąć poziom aby prawdopodobieństwo pojawienia się głębokości mniejszych od naniesionych na mapę było minimalne. na akwenach bezpływowych (skok poniżej 0.3m.) za zero mapy przyjmuje się wieloletnią średnią wszystkich obserwowanych poziomów wody MSL - mean sea level. Niekiedy poziom wody na kilka godzin może opadać o 1-3m poniżej poziomu średniego na akwenach pływowych Admiralicja Brytyjska od 1970r. za CD przyjmuje LAT -lowest astronomical Tide. 3)Bezpieczństwo żeglugi.Bezpieczniejsze są akweny pływowe (ponieważ na akwenach bezpływowych za zero mapy przyjmuje się wieloletnia średnia wszystkich obserwowanych poziomów wody M.S.L., a tam aż w około połowie okres faktyczne głębokości na danym akwenie są mniejsze od głębokości podawanych na mapie. Niekiedy poziom wody na kilka godzin może opadać o 1-3 m poniżej poziomu średniego. Księżycowy K obraca się w tym samym kierunku, co Z, wykonując całkowity obrót dookoła niej w ciągu 27,3 doby. K jest w pozycji "K1" - to obserwator "A" ma wysoką wodę .Po upływie 24 godzin obserwator "A" nie będzie posiadał HW ponieważ K przesunie się do pozycji "K2" o wartość kątową α≈13°, co w mierze czasowej wynosi 52m. Jz tego wynika każda następna wysoka woda (HW) jest opóźniona o 26m, a druga o 52m. Po 7-miu dniach o 6 godzin, czyli K znajdzie się w pozycji "K3". Odstęp czasu jaki upływa od dwóch wysokich wód wynosi 12h26m, a między HW a LW 6h13m.Słoneczny Z w ciągu 365 dni obiega po ekliptyce S. Oddziaływanie S na Z powoduje pływ słoneczny. Siła oddziaływania S jest mniejsza od siły oddziaływania K. Wysoka woda występuje w czasie (HΘ). Odstępy HW i LW wynoszą 6h, a HW i HW 12h. Deklinacja S δ=(±23,5°) zmienia się co pół roku.
Jak powstaje układ amfidromiczny?Pojecia - ranges lines i tidal lines. Dlaczego Nie powinno byc„pływowych” wahan poziomu morza w punkcie amfidromicznym? Układ amfidromiczny:Powstaje na określonym basenie wodny gdzie działają zjawiska pływowe.Poziome siły pływotwórcze są małe, a ich reakcja jest zauważalna gdy zachodzi rezonans między ich okresami a naturalnymi okresami oscylacji od dna oceanicznego. Kształt zbiornika lub basenu wodnego ma również zasadniczy wpływ na zjawiska pływowe. W basenach wodnych zbliżonych kształtem do koła, wieloboku foremnego lub prostokąta, przemieszczanie fali pływowej podlega siłom Coriolisa. Fala przemieszcza się wzdłuż brzegu: w prawo na PN i w lewo na PD.W tym przypadku mamy do czynienia z obrotem pochylonejpowierzchni morza. Punkt, wokół którego zachodzi ten obrót nazywamy amfidromą(punkt amfidromiczny) W amfidromicznym punkcie nie ma wahan poziomu morza. Wokół niego zawsze bedzie obiegac fala wywołujaca w różnychpunktach okresowe podniesienia sie i opadania morza. Linie jednakowych skoków pływów - ranges lines - to linie łaczace punkty o jednakowym srednim skoku pływów. Na mapach zaznaczane linia przerywana. Linie jednakowych faz pływów -tidal lines ( linie kotydialne)- linia łaczaca punkty, w których maksymalne rzedne pływów pojawiaja sie jednoczesnie. Linia kotydalna wody wysokiej okreslona jest jako liczba godzin ksieżycowych, które upłyneły od momentu kulminacji Ksieżyca nad południkiem 000 (Greenwich) do momentu wystapienia wody wysokiej. Jak kształtuje się wektor prądu realnie oddziałującego na statku w danym akwenieSuma wektorów: V=Vs+Vpł+Vg+Vw Vs=prąd stały Vpł=prąd pływowy Vg=prad gradientowy Vw=prąd wiatrowy Znos V=Vs+Vpł+Vg
Klasyfikacja prądów pływowych, prądy kołowe i dwukierunkowe.a)Dobowe prądy pływowe- Okres w przybliżeniu równy jest dobie księżycow. W ciągu doby ma tylko 1 HW i 1LW.b)Półdobowe prądy pływowe- ma okres w przybliżeniu równy połowie doby księżycowej tj. 12h25m. Wciągu doby 2HW i 2 LW. c)Prądy pływowe zbliżone do półdobowych - związane z pływami mieszanymi. W czasie doby księżycowej znacznie różni się od V prądu podczas 2 max. 8 2- ze względu na duże różnice w V wyróżnia się: a)prądy pływowe syzygijne- mają V największą b)pływowe kwadraturowe - V najmniejsza c)prądy pływowe pośrednie Prądy kołowe: na otwartych morzach środko częściach dostatecznie szerokich zatok i cieśnin, gdzie prądy pływowe podlegają oddziaływaniu sił Coriolisa, powodującej skręcanie pływów. Kierunki w okresie pływ zmieniają się stopniowo, a ich prędkości w określonych momentach różnią się nieznacznie. Wektor prądu zmienia się o 360o na dobę, mają małe prędkości. Opisują w pewnym przedziale czasu w płasz poziomu morza bardziej lub mniej regularną zamkniętą krzywą. Jeżeli od danego punktu naniesiemy wektory prądu pływowego w czasie pełnego okresu pływu, to łącząc końce wektoró otrzymamy HODOGRAF prądu pływowego Obserwacje w naturze potwierdzone obliczeniami analizy harmonicznej, wykazują, że w rzeczywistości hodograf prędkości pływów, ma bardziej skomplikowany kształt i rzadko przypomina elipsęPrąd dwukierunkowy Rectilinearstream: w wąskich cieśninach, zatokach, przebieg ma minimalną i maks V Przy minimalnych V zmienia swój kierunek. Zachowuje w ciągu 6 h kierunek prawi stały. W czasie pierwszych 3h V jego się zwiększa, a w następnych 3 maleje. Pod koniec 6 godz. kierunek prądu zmi enia się przeciwny, jego V stopniowo wzrasta, by po upływie 3h ponownie zmaleć. Wiatrowa zmiana kierunku płynięcia wody, prąd stały+ prąd pływowy działające w tej samej fazie powoduje zwiękV
Objaśnić podstawowe nierówności cechujące przebieg prądów pływowychNierówności w prądach pływowych są mniej wyraźne niż w wahaniach poziomu morza. Obserwacje prądów dowodzą że nie zawsze ich maksymalne prędkości związane są z syzygią i maksymalną deklinacją księżyca . Z uwagi na dużą różnorodność prądów pływowych są one mniej zbadane zniżeli podstawowe zjawisko pływu jakim jest zmiana poziomu wód. Wpływ deklinacji Księżyca na pływy i szerokości.W ciągu jednego obrotu Ziemii zarówno woda wysoka jak i niska powtarzają się dwukrotnie.Maksymalne wahania pływu pływu obserwujemy na równiku które w miarę wzrostu szerokości geograficznej maleją.( deklinacja 0) Drugim przypadkiem jest deklinacja maks 28,5.Na niższych szerokościac dominu je pływ półdobowy a na wyższych obserwujemy jedną wodę wysoką oraz jedną niską i nazywamy dobowym. Zjawisko jest to potwierdzane w plywach występujących w rzeczywistości w strefach pod- biegunowych. Wykazać że okres zmian pływu księżycowego mierzy się długością doby księżycowej. Księżyc wykonuje obrót dookoła Ziemi w tym samy kierunku co Ziemia. Pełny cykl trwa 24h52 Jeżeli główną siłą pływotwórczą jest siła przyciągania Księżyca to woda wysoka podąża wraz z Księżycem z małym opóźnieniem. Jeżeli pływ będzie mieć charakter dobowy wysoka woda będzie co 24 h52m, jeżeli półdobowy to wysoka woda będzie co 12h26m.Wpływ zmian deklinacji ciała niebieskiego na położenie elipsy pływu względem płaszczyzny równikaWraz ze wzrostem deklinacji C.N. obserwujemy nierówności w występowaniu HW i LW w czasie 1 obrotu Ziemi wokół własnej osi w stosunku do Księżyca.W czasie trwania dłuższego dłuższego cyklu zmiany odległości cząsteczek wo dy do kiężyca będą większe niż w czasie trwania cyklu krótszego . Na przykład na północ od Równika jest różnica HW i powstaje tym samym nierówność dobowa widoczna w wysokości pływu która powiększa się wraz z szerokością geograficzną.
Powiąż związki między zmianami deklinacji a rodzajami pływów : pływ zwrotnikowy i równikowy W związku ze zmianą deklinacji C.N. powstaje elipsa pływu skierowana swym Apogeum w kierunku C.N. w związku z tym na równiku powstaje regularny pływ półdobowy natomiast kąt nachylenia tej elipsy spowodowany deklinacją C.N różną od 0 powoduje że na Zwrotniku mamy doczynie nia z pływami mieszanymi któr ych nierówności są spowodowane nachyleniem elipsy pływu pod kątem deklinacji C.N w stosunku do równika. Wyjaśnić proces tworzenia się elipsoidy pływu na ziemi pokrytej warstwą wody.. Przy założeni że działa tylko siła pływotwórcza Księżyca, to powierzchnia oceanu przyjęłaby kształt elipsoidy obrotowej, której duża oś skierowana byłaby ku Księżycowi. Maksymalną wartość wzniesi wzniesienia ξM uzyskamy dla zM =0° i 180° , wynosi on 0.3576m. Minimalną wartość uzyskamy dla kąta 90° i 270° równą -0.1788m, więc skok pływu wyniesie 0.5364m. Zasto- sowanie uproszczenia:brak uwzględnienia lepkości i tarcia oraz ine rcji wód a także założenie, że ocean obejmuje swoją powierzchnią całą powierzchnię kuli ziemskiej. W każdym pkt. Potencjał siły pływotwórczej równa się potencjałowi siły ciężkości na poziomie morza i pływu. Na elementarną cząsteczkę wody w danym pkt. Na pow. Ziemi działa siła G=G*E/R2 oraz F=g*M/E*(R/d)2 Działa również siła odśrodkowa układu Ziemia Księżyc F=g*M/E*(R/d)2 Geneza składowych fal pływu. M2- główna księżycowa półdobowa O1- główna księżycowa dobowaK1- deklinacyjna księżycowo - słoneczna S2- główna słoneczna półdobowa N2-wieksza eliptyczna ksiezycow L2-mniejsza eliptyczna księzycowa K2-księżycowo-słoneczna deklinacyjna T2-wieksza eliptyczna słoneczna R2-mniejsza eliptyczna słoneczna P1-główna słoneczna Okresowość sił pływotwórczych generuje i podtrzymuje ruchy wahadłowe w oceanie. Powstają w ten sposób fale, Laplace rozpatrywał ich dwa systemy:-wymuszone i swobodne g-opóźnienie składowej fali harmonicznej rzeczywistej w stosunku do składowej potencjału H-śr wartość Amplitudy danej składowej harmoniczn
CIŚNIENIE- zmiana ciś o 1 hPa zmienia poziom morza o 10mm, spadek gwałtowny ciśnienia spowoduje podniesienie poziomu morza. Ciśnienie atmosferyczne, długotrwałe niże powoduje podnosze nie się wod a odwrotnie dzieje się to w wyżach. WIATR- spiętrzenie wiatrowe- powoduje podwyższenia lustra wody, wektor prądu na powierzc wody max odchyl się od działania prądu wiatrowego o 45 Wywołuje wahania poziomu prądu. Dodatkowo na wysokość pływów wpływ mają warunki atmosferyczne. Długotrwałe wiatry z tego samego kierunku powodują duże dodatkow spiętrzenie wody. Zmiana gwałtowna ciśnienia+ szto rmowy wiatr= fala anemobaryczna. Układy baryczne - w zależności od kierunków wiatrów w nich wiejących podwyższają lub obniżają poziom wody ponad normal ny dla danego pływuOśrodki niskiego i wysokiego ciśnienia - wywołują wypieranie lub zazysanie nas wody znajdujących się pod nimiObjasnianie powstawania siły pływotwórc Na elementarną cząsteczkę masy na powierzchni ziemi działają trzy siły: przyciągania ziemskiego fg, siła odśrodkowa układu ziemia-księżyc fo oraz siła przyciągania księżyca Fm. Jednak pierwsze dwie nie wywołują okresowych wahań poziomu morza więc tylko siła przyciągani księżyca jest przyczyną ruchów pływotwórczych.Definicja potencj siły. Potencjał siły pływtwórczej. Równanie potencjału płytwórcz ej siły K i S Potencjałem siły F→ jest funkcja skalarna V, taka że F→ = -gradV, a składowe F→ są równe pochodnym cząstkowym V.Przykładem potencjału jest potencja pola grawitacyjnego Ziemi. W dowolnym punkcie A potencjał pola grawitacyjnego pochodzący od masy punktow ej wynosi V=GE/r gdzie r=odległość punktu A od masy E a G= stała grawitacji Aby określi wielkość siły pływotwór czej dogodnej jest posługiwać się pojęciem potencjału tej siły, dlatego że potencjał wyraża się wielkością skalarną, którą można składać arytmetycznie w przeciwieństwie do sił, które można składać tylko geometrycznie. wzory h=3/2 * Mcr4/MzD3*(cos2*Z- (1/3)) V=3/2k * Mcr4/D3 (cos2Z-(1/3))
The depth of water-głębokość wody-pionowa odniesienia Chart datum-zero mapy-poziom dla którego podawane są głębokości na mapach morskich The tidal curve-krzywa pływu-graficzne przedstawienie zmian poziomu wody w czasie HW-High Water-najwyzszy poziom wody w danym cyklu dobowym po zakończeniu przypływu The Flood- Przypływ-okres wznoszenia się poziomu wody od jej poziomu naniższ ego do najwyższego w danym cyklu dobowym LW-low water-najnizszy poziom wody w danym cyklu dobowym po zakończeniu odplywu EBB-okres czasu opadania poziomu od wody wysokiej do wody niskiej w cyklu dobowym j i prad odpływu The range of tide-skok pływu-różnica poziomów wody miedzy kolejnymi wodami-wysoką i niską lub odwrotnieMean Sea Level- średni poziom morza-dla określonego obsz aru ;średnia wartość miedzy poziomami wód wysokich i niskich Mean Tide Level—średni poziom pływu-średnia wartość z kilku kolejnych wód wysokich i niskich LAT-Lowest Astronomic Astronomical Tide-Najniższy pływ astronomiczny-najnizszy wieloletni poziom wody pływu syzygijnego.HWS-High Water Springs-Wysoka woda Syzygijna HWN—High water neaps-Wysoka woda kwadraturowa LWS-Low Water Springs-Niska woda Syzygijna LWN-Low Water Neap-niska woda kwadraturowa MHWS-Mean High Water Springs-średnia wysoka woda syzygijna MLWS-mean low water Spri ngs-średnia niska woda syzygijna MSR-Mean Spring Range-średni skok pływu syzygijnego Co-Tidal lines-linie łączące punkty w których woda wysoka lub woda niska występują w tym samym czasie. Co range-line-krzywa na mapie pływowej łacząca punkty o tym samym skoku Current-prąd stały Flow-prąd wypadkowy prądu stałego stałego i prądu pływowego (Tidal stream) Tropical tide-pływ o maks skoku występujący przy maksymalnej deklinacji KsiężycaRising tide-okres czasu pomiędzy momentami wody niskiej i wysokiejFalling tide-odstęp czasu pomiędzy wodą wysoką a następującą po niej wodą niskąodpł
Odstęp księżycowy- nazywamy czas jaki upływa od kulminacji księżyca na południku obserwatora do wystąpienia na tym południku wody wysokiej. 2. „nierówność pływu” -rozumie się różnicę wysokości pływu oraz różnicę czasu jego wystąpienia w stosunku do średnich w danym miejscu. Wywołane są ciągłymi zmianami odległości między K-Z oraz S i Z, a także zmianami deklinacji Księżyca i Słońca. Odległość miedzy Ziemią, a Księżycem zmienia się w granicach od 57,0 promieni Ziemi (perygeum) do 63,7 promieni (apogeum). Odległość między Ziemią, a Słońcem w granicach od 22 942 promieni Ziemi (peryhelium) do 23 732 promieni (aphelium). Deklinacja Księżyca zmienia się od 230 27'508''N do 23027' 508''S, deklinacja Słońca od 23027'N do 230 27'S w ciągu roku.3.B deklinacyjna- deklinacja księżyca zmienia się od ±28°35', a nierówność jest od niej zależna. W dniach w których deklinacja jest rożna od 0°, duża półoś elipsoidy pływu jest nachylona względem płaszczyzny równika.Wysokość dwóch kolejnych wód wysokich i kolejne skoki pływu są sobie równe. Wiąże się z nią nierówność dobowa w czasie, która polega na tym, że woda niska pojawi się po okresie dłuższym niż 6h12min po wodzie wysokiej, druga zaś woda niska po okresie krótszym. Wpływ zmian deklinacji słońca jest nieporównywalnie mniejszy.4.B-księżycowa- Wynika ze zmian odległości Z-K , Z - S.Wywołana jest zmianą odległości K-Z 356 000km w perygeum do 406 700km w apogeum. Pływotwórcza siła Księżyca w perygeum jest 40% większa niż w apogeum, co ma bezpośredni wpływ na skoki pływu. Miesięczna nierówność pływu nazywa się również nierównością paralaktyczną, gdyż miarą oceny odległości Księżyca od Ziemi jest wartość jego paralaksy. Skok pływu słonecznego zmienia się o około 10%. H1 - to składowa półmiesięczna równa ½ miesiąca. Zmienia się w okresie funkcji deklinacji. H2 - to składowa dobowa równa 1 dobę H3 - to składowa półdobowa równa ½ doby