РИС. 25Как это устроено

Как возникают приливы и отливы

Луна поднимает море на обращённой к ней стороне Земли. Почему второй прилив возникает с противоположной стороны?

Как возникают приливы и отливы
Модель загружается

На этом устройстве не получается показать 3D-модель. Шаги экскурсии ниже можно прочитать текстом.

1 / 8 Земля, Луна, Солнце и два выступаСолнце остаётся слева; система отсчёта поворачивается вместе с Землёй. Голубая оболочка изображает море с высотой, увеличенной в 2,5 миллиона раз. Ползунки даты и времени на вкладке «Управление» охватывают два месяца.

Тяните для поворота. Колесо или щипок меняют масштаб.

Обновлено Источники проверены
Реклама

Что показывает модель

Проведите на пляже вторую половину дня, и урез воды сдвинется. Камни, сухие в обед, к вечеру окажутся под водой, а через несколько часов снова покажутся. Большинство знает, что главная причина связана с Луной. Загадка во времени: море поднимается примерно дважды в сутки, не один раз, и второй прилив наступает, когда Луна с другой стороны Земли, под вашими ногами.

Экспонат объясняет почему. Земля в центре, Луна обходит её, Солнце остаётся слева: система отсчёта поворачивается вместе с Землёй при движении вокруг Солнца. Голубая оболочка изображает море. Её высота определяется простой формулой равновесного прилива и увеличена в 2,5 миллиона раз, чтобы выступы вообще были видны. Индикатор слева вверху показывает время, фазу Луны, угол между Солнцем и Луной, тип прилива, уровень воды у Инчхона и время следующей полной воды там. График справа внизу показывает тот же уровень за 48 часов.

На вкладке «Управление» можно менять дату в пределах 60 дней и время суток с шагом 15 минут. Солнечный прилив можно отключить и увидеть только лунный вклад, а «Истинная высота» возвращает выступам настоящий размер, делая их невидимыми.

Почему выступ есть и на дальней стороне

Притяжение ослабевает с расстоянием. Луна притягивает каждую часть Земли, но неодинаково: океан с ближней стороны примерно на 6371 km ближе к ней, чем земной центр, а океан с дальней на 6371 km дальше. Среднее расстояние до Луны равно 384 400 km, или 60,3 земного радиуса. Поэтому ближнее притяжение составляет (60,3 / 59,3)² = 1,034 от центрального, дальнее (60,3 / 61,3)² = 0,968.

Вся Земля падает вокруг Луны (точнее, оба тела обращаются вокруг общего центра масс) с ускорением, определяемым притяжением её центра. Для воды важна разность местного притяжения и этого общего падения. Ближнюю сторону Луна притягивает чуть сильнее центра, поэтому вода тянется к Луне. Дальнюю сторону она притягивает чуть слабее центра, и вода отстаёт, пока Земля оттягивается от неё. Оба эффекта направлены от центра Земли, поэтому выступов два, не один.

Второй шаг экскурсии изображает три притяжения стрелками. Нарисованная Луна находится всего в 5,7 земного радиуса, поэтому ближняя стрелка в 1,47 раза длиннее центральной, а дальняя составляет 0,72 её длины. На настоящей Земле разница соответствует рассчитанным выше 3%. Третий шаг вычитает центральную стрелку в каждой точке кольца вокруг Земли. Остаток представляет собой приливную силу: наружу вдоль линии Земля–Луна с обеих сторон, внутрь вокруг середины.

Насколько велика приливная сила

Для точки на расстоянии r от центра Земли разность лунного притяжения здесь и в центре с очень хорошим приближением равна

F = (G M r / d³) × (3 cos θ m̂ − n̂), с максимальным значением 2 G M r / d³

где M означает массу Луны, d её расстояние, n̂ направление от центра Земли к точке, m̂ направление на Луну, θ угол между ними. Главное здесь d³. Само притяжение убывает с квадратом расстояния, а разность двух притяжений на одну степень быстрее.

Со значениями NASA (Луна 7,346 × 10²² kg, расстояние 384 400 km, радиус Земли 6371 km) наибольшее приливное ускорение составляет 1,10 × 10⁻⁶ m/s². Это примерно одна девятимиллионная ускорения тяжести у поверхности (9,81 m/s²). Величина мала, но действует на каждую каплю океана и меняет направление при вращении Земли. Стрелки на белом кольце следуют скобке в формуле: длина две единицы и направление наружу вдоль линии Луны, длина одна единица и направление внутрь под углом 90°.

От силы к уровню воды

Если бы океан покрывал всю Землю и успевал прийти в равновесие, его поверхность приняла бы форму, при которой приливная сила и собственное притяжение Земли уравновешиваются. Ньютон объяснил приливы тяготением в 1687 году; это равновесие даёт равновесный прилив:

h = K × (3 cos²θ − 1) / 2, где K = (M / M_Earth) × R⁴ / d³

Здесь R означает радиус Земли. Для Луны получаем K = 0,357 m. Прямо под Луной (θ = 0°) и с противоположной стороны (θ = 180°) море выше среднего на 36 cm. По кольцу под углом 90° ниже на 18 cm. Полная величина прилива в точке на пути Луны равна 1,5 K = 0,54 m. 3D-оболочка использует формулу для каждой вершины, график в углу для точки у Инчхона. Индикатор берёт высоту из 3D-модели, график рассчитывается отдельно; значения совпадают до сантиметра.

Два прилива в сутки: 24 часа 50 минут

Выступы остаются направлены на Луну, пока Земля вращается под ними, поэтому береговая точка проходит выступ, понижение, другой выступ и другое понижение. При неподвижной Луне это заняло бы 24 часа. Но Луна движется в сторону вращения Земли примерно на 12,2° в сутки относительно Солнца, и Земле нужно повернуться ещё немного, чтобы вернуть точку под Луну. Интервал между прохождениями называется лунными сутками:

лунные сутки = 24 h / (1 − 1 / 29,5306) = 24,841 h = 24 h 50,5 min

Половина этого времени, 12 h 25 min, разделяет полные воды. NOAA приводит те же числа. Поместите точку на экватор (переключатель на вкладке «Управление») и запустите время: за 60 дней с 16 октября 2026 года модель находит 116 полных вод со средним интервалом 12,43 часа.

На широте Инчхона картина менее ровная. В 2026 году Луна ежемесячно отклоняется примерно до 28° к северу и югу от экватора, поэтому один выступ проходит севернее экватора, другой южнее. Точка на 37,45°N пересекает середину одного выступа, но лишь край другого: две полные воды за сутки неодинаковы. Это суточное неравенство. За те же 60 дней модель для Инчхона пропускает 2 ожидаемые полные воды, потому что в эти дни меньший максимум превращается в слабое плечо кривой. Чередование высоких и низких пиков видно на графике.

Вклад Солнца: 46%

Солнце вызывает приливы так же. Его притяжение Земли примерно в 180 раз сильнее лунного, но приливная сила зависит от M / d³, не M / d². Масса Солнца в 27,1 миллиона раз больше лунной, а расстояние в 389 раз больше:

Солнце / Луна = (1,9885 × 10³⁰ / 7,346 × 10²²) × (384 400 / 149 600 000)³ = 0,459

Поэтому солнечный прилив составляет 46% лунного, K = 0,164 m. NOAA называет это «примерно половиной». Оранжевые стрелки модели соблюдают данное отношение.

Сизигийные и квадратурные приливы

Оба прилива складываются. Когда Солнце и Луна на одной линии, в новолуние и полнолуние, обе пары выступов направлены одинаково и величина прилива растёт. Под прямым углом, в первую и последнюю четверти, солнечные выступы приходятся на лунные понижения, заполняют их и уменьшают лунные максимумы.

Для точки на пути Луны размер полусуточного прилива относительно чисто лунного равен

f = √(1 + r² + 2 r cos 2E), где r = 0,459, а E угол между Солнцем и Луной

При E = 0° или 180° получаем f = 1,46, сизигийный прилив. При E = 90° получаем f = 0,54, квадратурный. Сизигийная величина в 2,7 раза больше квадратурной. Индикатор показывает этот коэффициент, называя прилив сизигийным выше 1,33 и квадратурным ниже 0,72. Сизигийные приливы случаются дважды за синодический месяц в 29,53 суток, примерно каждые 14,8 суток. Английское название spring tide не связано со временем года; NOAA выводит его из выражения «springing forth», то есть подъёма воды.

Между сизигией и квадратурой линия через две точки полной воды направлена не точно на Луну. Она отклоняется к Солнцу до ½ asin(0,459) = 13,7°, что происходит при cos 2E = −0.459. Розовая линия полной воды в модели показывает это отклонение.

Важно и расстояние до Луны, поскольку K зависит от 1/d³. NASA указывает средний перигей 363 300 km и средний апогей 405 500 km. У перигея лунный прилив составляет (384 400 / 363 300)³ = 1,18 от среднего, у апогея 0,85. Модель удерживает Луну на среднем расстоянии и не показывает этого. Korea Hydrographic and Oceanographic Agency (KHOA) указывало на эффект в октябре 2016 года: сизигийный прилив около перигея дал наибольшую величину того года.

Что изменено в модели

  • Высоты увеличены в 2,5 миллиона раз, а водная оболочка нарисована толщиной около 700 km, чтобы низкие точки оставались над сушей. «Истинная высота» задаёт увеличение 1.
  • Луна нарисована в 10,6 раза ближе настоящего, Солнце гораздо ближе и меньше. Направления верны, расстояния нет.
  • Солнце и Луна движутся со средними скоростями (та же модель, что у экспоната о фазах Луны), расстояние до Луны среднее. Средняя Луна может отстоять от настоящей на несколько градусов, сдвигая модельные полные воды примерно до получаса.
  • Равновесный прилив предполагает океан по всей Земле с мгновенным откликом. Нет материков, глубины, трения и задержки.

Почему настоящие берега отличаются

Материки разделяют океаны, а глубина мала по сравнению с шириной. Прилив не успевает следовать за Луной неподвижным выступом и распространяется по бассейнам длинной волной. Каждый бассейн и залив откликается по-своему. Равновесная величина везде меньше 80 cm. Настоящие величины могут быть гораздо больше или почти нулевыми, а полная вода в порту наступает со своей задержкой после прохождения Луны, определяемой только местными измерениями.

На западном берегу Кореи величины одни из самых больших. KHOA прогнозировало 9,9 m в Инчхоне и 10,1 m в Пхёнтхэке на 17 и 18 октября 2016 года против 1,5–2,9 m на юго-восточном побережье около Пусана. Инчхонское значение примерно в 13 раз больше равновесной сизигийной величины. Fisheries and Oceans Canada указывает мировой максимум 16 m в бассейне Минас залива Фанди. Там воде нужно около 13 часов, чтобы качнуться от устья к вершине залива и обратно, почти как приливные 12 часов 25 минут, поэтому каждый прилив чуть усиливает колебание. Parks Canada указывает до 12 m у Fundy National Park, ниже по тому же заливу.

Таким образом, модель объясняет причины (два выступа, ритм 24 h 50 min, сизигийные и квадратурные приливы), но неверна для размеров и времени у настоящей гавани. Для них нужны таблицы национальной гидрографической службы: KHOA для Кореи, NOAA для США, Canadian Hydrographic Service для Канады.

Реклама

Расчётное сравнение Луны и Солнца

Отношение 0,459 легче понять, приняв Луну за единицу. Деление 1 на 0,459 даёт лунное приливообразующее воздействие примерно в 2,18 раза сильнее солнечного; обычно округляют до 2,2:1. Сравнивается разность гравитационных ускорений в пределах Земли, не полное притяжение Земли и не измеренные уровни на двух пляжах. Гавань с малой величиной прилива получает не меньше лунного притяжения, чем соседняя с большой. Вода по-разному отвечает на одно астрономическое воздействие.

Полезный опыт с расстоянием можно выполнить на бумаге, хотя ползунка расстояния здесь нет. Предположим в придуманном примере, что та же Луна вдвое дальше. Обычное притяжение стало бы 1/4 прежнего, приливообразующее воздействие 1/8. При уменьшении расстояния вдвое приливное воздействие выросло бы в 8 раз. Сравнения предполагают неизменные массу и радиус Земли; они не описывают возможное быстрое изменение настоящей лунной орбиты. Добавочная степень расстояния возникает из вычитания ускорения центра Земли из ускорения соседней воды.

Это же различие объясняет обманчивость снимка. Модель рисует близкую Луну для наглядного положения, но расчёт использует астрономическое расстояние. Измерение промежутка между нарисованными сферами и подстановка его в формулу тяготения дали бы другой, гораздо сильнейший прилив. Для вычислений берите физические значения из текста, для понимания стрелок нарисованные направления. Это схема причины, не масштабный чертёж всей системы Земля–Луна.

Приливные часы вместо календарных суток

Две полные воды за лунные сутки не означают две полные воды в каждом промежутке между полуночами. Интервал основной лунной полусуточной составляющей около 12 h 25 min. Если предположить полную воду в полночь, равномерная последовательность даст следующую около полудня, дальнейшую после следующей полуночи. Поэтому в гражданскую дату может попасть лишь одна полная вода, хотя само колебание не прекратилось. Пример предполагает регулярную лунную составляющую, а не прогноз для Инчхона.

Суточный сдвиг в 50 минут тоже средний, а не правило прибавления постоянной величины ко вчерашней таблице приливов. Солнечная и лунная составляющие меняют взаимную фазу. Склонение Луны меняет относительную высоту чередующихся пиков, отклик побережья их время. NOAA различает полусуточные приливы с двумя примерно равными полными водами, смешанные полусуточные с неравными полными водами и суточные с одной полной и одной малой водой. Равновесная картина помогает понять лунный ритм, но не заменяет местную классификацию.

В расчёте скрыты ещё одни часы. Лунный месяц 29,5306 суток измеряет фазу относительно Солнца, поэтому он подходит для формулы на основе солнечных суток в 24 h. Сочетание солнечных суток с лунным орбитальным периодом относительно звёзд смешало бы системы отсчёта. Здесь оба движения отсчитываются относительно Солнца. Результат означает средний промежуток между последовательными прохождениями меридиана, не длительность светового дня и не время между любой парой наблюдаемых полных вод.

Перевод сизигийно-квадратурного коэффициента в метры

Величина прилива есть разность уровней, не высота одного гребня над средним. Для лунного равновесного прилива на его пути K = 0,357 m даёт верхний уровень K и нижний −K/2. Вычитание даёт 1,5 K = 0,5355 m. Округление до 0,54 m уместно для идеализированного океана. Назвать величиной прилива 0,357 m означало бы забыть понижение ниже среднего, а удвоение K ошибочно приравняло бы глубину впадины к высоте гребня.

Неокруглённые коэффициенты 1,459 и 0,541 дают для примера сизигийную величину 0,5355 × 1,459 = 0,7813 m и квадратурную 0,5355 × 0,541 = 0,2897 m. Отношение около 2,70. Эти числа предполагают простую полусуточную составляющую в подходящей точке; меняющиеся широта и склонение в экспонате означают, что выбранная точка не обязана точно повторять пределы. Это проверка масштаба теории, а не дополнительные прогнозы для корейского порта.

Квадратурный прилив не означает отсутствия прилива. При прямом угле солнечный вклад противодействует части лунного распределения высот, но солнечные 0,459 не могут погасить лунную единицу. Сизигийный прилив также не означает, что Солнце ближе к Земле или наступила весна. Выравнивание меняет взаимное усиление распределений высот. В полнолуние Солнце и Луна по разные стороны Земли, но каждое создаёт двустороннюю картину, поэтому их полусуточные эффекты усиливаются, а не гасятся. Представление о двух выступах вместо одного притяжения помогает избежать этой ошибки.

Как сравнивать прибрежные величины прилива

Часто цитируемые 16 m залива Фанди относятся к большой величине прилива в верхней части залива, не к стене воды вдоль всего атлантического берега Канады. NOAA называет залив местом самых высоких приливов; Canadian Hydrographic Service объясняет его форму и резонанс. Канадские источники различают верхний бассейн и Fundy National Park, где верхнее значение составляет 12 m. Оба числа верны, поскольку относятся к разным местам. Величину прилива всегда нужно привязывать к точке и условиям измерения или прогноза.

Корейские числа требуют той же осторожности. Приведённый ниже выпуск KHOA прогнозировал 9,9 m в Инчхоне для события октября 2016 года. Это датированный прогноз большого прилива, не постоянная суточная величина в Инчхоне и не новое измерение экспоната. Около 9 m для западного берега является общим описанием; использовать 9,9 m каждый день неверно. Восточному и южному берегам нужны свои таблицы, даже при одинаковой фазе Луны над всем полуостровом.

Сужение залива объясняет лишь часть явления. Вода обладает инерцией, бассейн характерным временем отклика. Если повторяющееся воздействие приходит в подходящую часть отклика, колебание растёт, как раскачивание качелей повторными толчками. Трение ограничивает рост. Материковые преграды и изменение глубины меняют путь волны, поэтому прибрежный максимум может сильно запаздывать после прохождения Луны. Величина прилива не задаёт и скорость течения: в узком проливе поток бывает сильным, тогда как уровень соседней открытой воды меняется плавнее. Безопасный выход на берег требует местных прогнозов и погоды, которых эта схема не даёт.

Опыты с элементами управления

Выберите экватор на вкладке «Управление» и оставьте солнечный прилив включённым. Приостановите движение и меняйте дату до угла Солнце–Луна около 0° или 180°. Прочтите приливный коэффициент, затем приблизьтесь к 90° и сравните. Ожидается переход от усиления к частичному ослаблению. Следите за графиком 48 h, а не только за видимой толщиной голубой оболочки: намеренно увеличенная геометрия показывает малые теоретические высоты, но не служит линейкой настоящего уровня моря.

Для даты между этими выравниваниями выключите солнечный прилив. Оставшаяся кривая показывает лунный вклад. Возвращение Солнца не просто поднимает всю кривую. Оно по-разному меняет максимумы и минимумы и может сдвинуть направление суммарной линии полной воды. Сравните пунктирную лунную кривую с суммарной там, где они показаны. Не меняйте дату и точку, иначе изменение склонения или времени можно ошибочно принять за солнечный вклад.

Затем переключитесь с экватора на точку у Инчхона. Проследите чередование высоких и низких пиков и сравните интервалы. Слабый пик может стать плечом кривой: считать каждую видимую неровность отдельной полной водой ненадёжно. Наконец включите «Истинная высота». В масштабе Земли выступы практически исчезнут, но физический прилив не удалён: изменено лишь увеличение высоты. Верните увеличенный вид, прежде чем следить за поверхностью. Ни один элемент управления не добавляет в физический расчёт береговую геометрию, глубину бассейна или портовые задержки.

При сравнении дат записывайте угол вместе с показанным коэффициентом. Время полной воды без даты и выбранной точки неоднозначно, особенно если индикатор отмечает следующий день, а не текущий.

Прогноз для настоящего порта по гармоническим постоянным

Равновесный прилив в 3D-модели служит объяснению: предполагается, что океан сразу отвечает Луне и Солнцу. Для реального порта применяют другой способ. Мареографы не менее года записывают уровень через каждые несколько минут, затем ряд раскладывают на составляющие. Каждая является косинусом с постоянной астрономической скоростью. M2, главная лунная составляющая, повторяется через 12,42 часа; S2, главная солнечная, через 12 часов. N2 следует изменению расстояния до Луны, K1 и O1 отражают её положение к северу или югу от экватора. Скорости одинаковы по всей Земле. От места к месту меняются амплитуда и фазовое запаздывание между астрономическим воздействием и местным откликом. Эти пары чисел составляют гармонические постоянные станции.

Теперь они используются на вкладке «Управление». Высота в каждый момент равна сумме f × H × cos(V + u − κ) по всем составляющим. H является амплитудой, κ фазовым запаздыванием, опубликованным или подобранным для станции. Астрономический аргумент V строится из средних долгот Луны, Солнца, лунного перигея и узла орбиты по полиномам из астрономических алгоритмов Жана Меёса. f и u дают небольшие поправки на 18,6-летний цикл наклона лунной орбиты. В годы, когда Луна далеко отклоняется к северу и югу, лунный полусуточный прилив слабее на несколько процентов, а суточные приливы сильнее. Формулы V, f и u взяты из руководства Пола Шурмана по гармоническому анализу и прогнозу приливов, изданного Береговой и геодезической службой США в 1958 году. Оно остаётся основой таблиц NOAA.

Расчёт сравнивается с официальными таблицами. Для 31 станции NOAA в каталоге полные и малые воды за ноябрь 2026 года сопоставлены с прогнозами NOAA относительно среднего уровня моря. Медианная разница составляет около 1,5 минуты по времени и 1 см по высоте. Наибольшие расхождения есть в Анкоридже: NOAA использует там 120 составляющих, а страница лишь 35, наиболее важных в других местах. Разница для полных вод может составлять от 10 до 20 минут и от 10 до 20 см. В Мексиканском заливе вершина суточного прилива настолько плоская, что сантиметр высоты сдвигает момент максимума на многие минуты.

Постоянные, подобранные самой страницей

Не все службы публикуют постоянные в формате, который может прочитать веб-страница. Для пяти канадских станций, включая Бернткот-Хед и Паррсборо в заливе Фанди, 32 составляющие подобраны методом наименьших квадратов к почасовым прогнозам Канадской гидрографической службы на 2026 год. Для десяти других портов, включая Брест, Ньюлин, Куксхафен, Брум, Дарвин и Сидней, тот же набор подобран по полному году почасовых наблюдений центра уровня моря Гавайского университета. Каждая запись показывает остаток аппроксимации в сантиметрах. В Канаде это отклонение кривой от официального прогноза. Для наблюдений сюда входит и погода: ветер и давление меняют уровень ещё на десятки сантиметров поверх прилива. Наибольший остаток, около 40 см, у Куксхафена в устье Эльбы из-за штормов в Германской бухте и речного стока.

Очевидный пробел связан с Кореей. Её гидрографическая и океанографическая служба публикует официальные прогнозы для Инчхона и других портов, но открытый сервис требует личного ключа доступа, поэтому страница не копирует эти постоянные. Инчхон и Пхёнтхэк представлены без кривой, с наибольшей ожидаемой величиной прилива в середине октября 2016 года из правительственного сообщения.

Почему в портах разные типы приливов

Откройте каталог и выберите тип прилива. На большей части атлантических побережий Северной Америки и Европы в сутки бывают две почти одинаковые полные воды. На значительной части тихоокеанского побережья Северной Америки они различны по высоте. У Пенсаколы и Гранд-Айла в Мексиканском заливе обычно только одна. Классификацию задаёт формфактор F = (K1 + O1) / (M2 + S2), отношение главных суточных составляющих к главным полусуточным. Ниже 0,25 прилив полусуточный; от 0,25 до 1,5 смешанный с преобладанием полусуточных; от 1,5 до 3 смешанный с преобладанием суточных; выше 3 суточный. У Пенсаколы F выше 11, у Бреста равен 0,05.

Причина в резонансе. У каждого бассейна собственные периоды колебаний, заданные размером и глубиной. Мексиканский залив слабо отвечает воздействию с периодом 12 часов и сильно с периодом 24 часа; Северная Атлантика наоборот. Заливы Фанди и Мэн вместе имеют собственный период около 13 часов, достаточно близкий к 12,42 часа M2, чтобы создать наибольшую величину прилива на Земле (Гарретт, 1972, «Нейчер»). Столбцы на глобусе показывают то же иначе: в соседних местах уровень может одновременно повышаться и понижаться. Прилив состоит из волн, обходящих бассейны, а не из выступа, скользящего под Луной.

Возраст прилива

График за 30 дней сопоставляет суточную величину прилива с настоящими фазами Луны. Сизигийные приливы связаны с новолунием и полнолунием, как и в равновесной модели, но в большинстве портов приходят на день или два позже. В Бернткот-Хеде запаздывание около 54 часов, в Бресте около 40, в Нью-Йорке около 24 часов. Это возраст прилива. Он прямо следует из постоянных: наибольшая величина наступает, когда M2 и S2 совпадают по фазе, через (κS2 − κM2), делённое на разность их скоростей, после сизигии. Разность фаз 10° соответствует примерно 9,8 часа. В некоторых тихоокеанских местах S2 немного опережает M2, и сизигийные приливы приходят чуть раньше новолуния или полнолуния.

Кнопки перехода используют кривую станции, а не равновесный коэффициент. «Следующий сизигийный прилив» ищет среди следующих 15 дней день с наибольшей величиной и переходит к его самой высокой полной воде. «Следующий квадратурный прилив» ищет наименьшую величину. Сравните дату с отметками новолуния и полнолуния: так становится виден возраст прилива.

Приливное трение и длительность суток

Земля вращается быстрее, чем Луна обращается вокруг неё. Поэтому вода приливного выступа уносится вперёд относительно направления на Луну. Луна тянет ближний выступ назад и тормозит вращение Земли. Выступ тянет Луну вперёд вдоль орбиты и поднимает на более широкую орбиту. Режим запаздывания показывает выступ на 12° впереди Луны. Этот угол преувеличен для наглядности; стрелка обозначает силу, тянущую Луну вперёд.

Оба эффекта измерены. Лазерная дальнометрия по отражателям, оставленным астронавтами «Аполлона», показывает удаление Луны примерно на 3,8 см в год (Уильямс и Боггс, 2016). Древние затмения показывают среднее удлинение суток примерно на 1,8 миллисекунды за 100 лет с 720 года до н. э. Одно приливное трение дало бы около 2,3; часть разницы объясняют изменения формы Земли после последнего оледенения (Стефенсон, Моррисон и Хоэнкерк, 2016). В геологическом времени изменения накапливаются. Слои роста рудиста возрастом 70 миллионов лет дают 372 суток в году и длительность суток около 23,5 часа (де Винтер и другие, 2020). Девонские кораллы показывают около 400 суточных рёбер на годовую полосу (Уэллс, 1963). Приливные слои пород Элатины в Южной Австралии возрастом 620 миллионов лет записали около 400 суток и 13,1 лунного месяца в году, при сутках около 21,9 часа (Уильямс, 2000). Климатические циклы китайских пород возрастом 1,4 миллиарда лет указывают примерно на 18,7 часа (Мейерс и Малинверно, 2018). График на вкладке «Управление» показывает эти точки. Линия между ними только ориентир: темп менялся вместе с очертаниями океанов.

Вопросы

Почему прилив есть на стороне, противоположной Луне?

Луна притягивает дальнюю сторону слабее, чем центр Земли. Земля целиком движется к Луне с ускорением центра, поэтому дальняя вода отстаёт. В земной системе отсчёта она вытесняется наружу, подобно тому как ближняя вода вытягивается наружу.

Почему прилив каждый день примерно на 50 минут позже?

Луна движется по орбите в направлении вращения Земли. За один земной оборот она продвигается примерно на 12°, и Земле нужны ещё около 50 минут, чтобы догнать её. Прилив следует за Луной, и расписание сдвигается на столько же.

Солнце притягивает сильнее Луны. Почему его прилив меньше?

Приливы возникают из разности притяжения в пределах Земли, убывающей с кубом расстояния. Солнце в 389 раз дальше, что уменьшает его приливное воздействие в 389³, примерно в 59 миллионов раз. Масса, превосходящая лунную в 27 миллионов раз, не компенсирует это: прилив составляет 46% лунного.

Почему модельное время не совпадает с таблицей для Инчхона?

Модель показывает равновесный прилив с мгновенным откликом воды. Настоящие приливы распространяются по бассейнам длинными волнами: в каждом порту своя задержка полной воды после прохождения Луны, а величина зависит от формы берега. Для настоящего времени используйте прогнозы KHOA.

Бывают ли приливы в озёрах?

Да, но очень малые. Fisheries and Oceans Canada сообщает о величине около 0,03 m в Великих озёрах, незаметной на фоне ветра и давления воздуха. Большинство озёр слишком малы, чтобы приливная сила заметно наклоняла поверхность.

Сколько сизигийных приливов бывает за год?

Два за синодический месяц в 29,53 суток, около каждого новолуния и полнолуния, то есть примерно 25 за год. Они бывают во все сезоны.

Расстояние до Луны меняет прилив?

Да. Приливная сила обратно пропорциональна кубу расстояния: в перигее лунный прилив примерно на 18% сильнее среднего, в апогее на 15% слабее. Сизигийный прилив около перигея даёт одни из наибольших величин года.

Квадратурный прилив означает остановку моря?

Нет. Солнце частично противодействует лунному распределению высот, но его вклад слишком мал для погашения. Течения и изменение уровня остаются; для безопасности нужны местные прогнозы.

Величина прилива равна высоте над средним уровнем моря?

Нет. Это разность полной и малой воды. Высота гребня над средним составляет лишь часть разности.

Можно ли по графику планировать посещение приливной отмели?

Нет. В нём нет береговой геометрии, глубины бассейна, трения и погоды. Обратитесь к местной гидрографической службе и проверьте ограничения доступа.

Насколько точны кривые станций?

Для станций NOAA страница воспроизводит полные и малые воды ноября 2026 года с медианной разницей около 1,5 минуты и 1 см. Это прогноз только астрономического прилива. Ветер, давление и речной сток меняют реальный уровень на десятки сантиметров во время шторма и в кривые не включены.

Почему наибольшая величина прилива у Бернткот-Хеда?

Заливы Фанди и Мэн вместе колеблются с собственным периодом около 13 часов, близким к 12,42 часа главного лунного прилива. Воздействие почти совпадает с ритмом бассейна. В вершине бассейна Минас величина достигает 14,6 м в 2026 году по постоянным этой страницы.

Правда ли Луна удаляется из-за приливов?

Да. Выступ впереди Луны тянет её вперёд и расширяет орбиту. По лазерной дальнометрии удаление составляет около 3,8 см в год. То же трение тормозит Землю, и сутки в среднем удлиняются примерно на 1,8 миллисекунды за 100 лет.

Термины

  • Прилив и отлив: регулярное повышение и понижение моря под действием Луны и Солнца.

  • Полная и малая вода: наивысший и наинизший уровни одного приливного цикла.

  • Величина прилива: разность высот полной и следующей малой воды.

  • Приливная сила: разность притяжения тела в точке и в центре Земли.

  • Равновесный прилив: поверхность моря, создаваемая приливной силой на покрытой водой Земле при мгновенном отклике.

  • Лунные сутки: время между двумя прохождениями Луны через один меридиан, в среднем 24 часа 50 минут.

  • Сизигийный прилив: прилив с большой величиной, около новолуния и полнолуния.

  • Квадратурный прилив: прилив с малой величиной, около первой и последней четвертей.

  • Суточное неравенство: разница высот двух полных (или малых) вод за сутки.

  • Перигей и апогей: ближайшая и самая далёкая точки лунной орбиты.

  • Гармонические постоянные: амплитуда и фазовое запаздывание каждой составляющей в данном месте, найденные по длинной записи.

  • Составляющая: косинусный член с фиксированной астрономической скоростью, например M2 (12,42 ч) или K1 (23,93 ч).

  • Формфактор: F = (K1 + O1) / (M2 + S2), по которому различают полусуточный, смешанный и суточный прилив.

  • Возраст прилива: задержка от новолуния или полнолуния до наибольшей местной величины прилива.

  • Приливное трение: потеря энергии вращения Земли из-за приливов, которая также удаляет Луну.

Источники

Реклама

Встроить экспонат

Вставьте этот код в веб-страницу или запись в блоге, и там появится действующая модель.

Открыть