2. Классификация приливов

Основные виды изменчивости приливов в реальном явлении приливов представлены в совокупности. Поэтому наблюдаемые у берегов Мирового океана приливы отличаются значительным разнообразием.

В навигационных пособиях по приливам в основу их классификации положен ряд признаков:

• период прилива или количество полных и малых вод в лунные сутки как основной признак классификации;

• характер неравенств;

• симметрия в нарастании и спада уровня.

Эти признаки, в конечном счете, определяются соотношением амплитуд главных суточных и полусуточных составляющих прилива, которые могут быть представлены так называемыми гармоническими постоянными приливов - постоянными характеристиками гармонических составляющих кривой приливного колебания уровня: средними амплитудами и фазовыми углами.

Как количественный критерий для классификации приливов используется отношение суммы амплитуд главных суточных составляющих волн прилива Нк₁ и Но₁ к амплитуде Нм₂ главной полусуточной составляющей:

Hk₁ + Ho₁

п = —H— .

^HM₂

где к1 - лунно-солнечная деклинационная волна, о1 - главная лунная суточная волна, м2 - главная лунная полусуточная волна.

В зависимости от величины этого отношения выделяют несколько типов приливов:

Полусуточные приливы. В течение лунных суток бывают две полные и две малые воды (рис.17). Период равен половине лунных суток и составляет в среднем 12 часов 25 минут. Высоты следующих друг за другом полных и малых вод мало отличаются, то есть суточные неравенства почти отсутствуют. Подъем и падение уровня протекают правильно, ход уровня выражается симметричной синусоидальной кривой. Время роста и время падения уровня практически равны.

1 з s 7 9 a a t3 tj ;? zt d & и is it i

м I ¹ I TH ¹ I ' I ' 1 “'I ' I ' I ’ Г 4 * 1 ■ I ’ 1 ■ I ¹ I ' I ■ L ■ I ’ I ’ I ¹ I ■ I ¹ 1ЧЧЧЧ

4

J •

I .: ■ I ■ I ■ I ■ I

E $<{

i-il.l.l.Lil.l. LjIlJ

Рис. 17. Полусуточные приливы (по Г.Н. Смирнову, 1981)

• - новолуние; 3 - первая четверть; о - полнолуние; С - последняя четверть; Е - Луна на экваторе; N - луна имеет наибольшее северное склонение; S’ - Луна имеет наибольшее южное склонение; А - Луна в апогее; Р - Луна в перигее

Полумесячные неравенства у полусуточных приливов связаны с фазами Луны. Приливы с большими амплитудами наблюдаются в дни полнолуния и новолуния (сизигийные приливы). Затем от сизигии величина приливов постепенно уменьшается и с переходом Луны в первую или третью четверть наступают приливы с малыми амплитудами (квадратурные приливы).

Наблюдаемые две полные и две малые воды в сутки следуют друг за другом через 12 часов 25 минут и поэтому наступают на 50 минут позже в каждые последующие сутки, так как лунные сутки длиннее земных. Это соответствует периоду кажущегося обращения Луны вокруг Земли.

Полусуточные приливы характеризуются величиной отношения:

Hk₁ + H_n,

0 <-

-> 0.5

M

H

Хорошо выраженные полусуточные приливы наблюдаются почти по всему Атлантическому океану (бухта Бальбоа на Панамском канале);

Смешанные приливы (0.5 < П < 4.0). Среди них различаются:

а) Неправильные полусуточные приливы:

H

0.5 <

н

M

°i

— > 2.0

Неправильные полусуточные приливы имеют в основном полусуточный характер. В течение лунного месяца сохраняются две полные и две малые воды в лунные сутки, но в некоторые дни второе колебание уровня настолько незначительно, что период явления можно только условно считать полусуточным (рис.18). Высоты смежных полных и малых вод сильно отличаются друг от друга. С увеличением склонения Луны суточные неравенства в высотах увеличиваются, приобретая максимальное значение в дни наибольшего северного или южного склонения Луны (тропические приливы). В такие дни вторые полные и малые воды могут быть выражены слабо.

Рис. 18. Неправильные полусуточные приливы (по Г.Н. Смирнову, 1981)

С уменьшением склонения Луны суточным неравенства уменьшаются и во время прохождения Луны через экватор (нулевое склонение) имеют наименьшее значение - наблюдаются равноденственные приливы. Приливы имеют при этом характер правильных полусуточных.

Полумесячные неравенства в величине неправильных полусуточных приливов связаны преимущественно с фазами Луны. Наибольшие приливы наблюдаются в полнолуние и новолуние - это сизигийные приливы, а наименьшие, когда Луна находится в первой и последней четверти - квадратурные приливы.

Нц + Ho.

Однако, чем ближе отношение

H

M

к 2, тем сильнее сказывается склонение

Луны на величине прилива и тем больше проявляются суточные неравенства.

Подъем и падение уровня изображаются правильной кривой без перегибов, хотя большие суточные неравенства нарушают симметрию между высотами полных и малых вод. Это также создает разницу между временами роста и падения уровня.

Неправильные полусуточные приливы распространены в Индийском и Тихом океанах, типичный пример - устье реки Фрейзер на тихоокеанском побережье Канады.

б) Неправильные суточные приливы.

H_kl + Ho.

>4.0

2.0 <-

M

H

Неправильные суточные приливы характеризуются преобладанием в течение лунного месяца особенностей приливов суточного типа с одной полной и одной малой водой в лунные сутки (24 часа 50 минут) (рис.19). Но при прохождении Луны через экватор, когда склонение Луны близко к нулю, наблюдаются приливы с полусуточным периодом (то есть две полные и две малые воды в лунные сутки), имеющие малую амплитуду - это равноденственные приливы.

13 5 1 з а № tf П /? % 3 25 17 IS J?

Рис. 19. Неправильные суточные приливы (по Г.Н. Смирнову, 1981)

Полумесячные неравенства связаны со склонением Луны. При наибольших склонениях Луны величина приливов наибольшая (суточные неравенства в высотах смежных полных и малых вод быстро увеличиваются с увеличением склонения), они имеют характер правильных суточных - это тропические приливы При этом наблюдаются только одна полная и одна малая воды в лунные сутки, усложненные стояниями уровня.

С уменьшением склонения Луны величина приливов уменьшается и появляются вторые полные и малые воды, то есть приливы приближаются к полусуточному типу.

Изменение фаз Луны на величине прилива практически не сказывается. Hk₁ + Но₁

Чем ближе отношение —HM к 4, тем ближе неправильные суточные приливы к

суточным.

Неправильные суточные приливы чаще всего встречаются в бассейне Тихого океана, например, в устье реки Бангкок в Мьянме.

3. Суточные приливы.

Суточные приливы характеризуются одной полной и одной малой водой в течение лунных суток, то есть период явления равен суткам. Понятие о суточном неравенстве таких приливов не имеет смысла.

Hk₁ + Но₁

—Ь ^L> 4

M

Полумесячные неравенства связаны со склонением Луны. При малых склонениях Луны амплитуды малы (равноденственные приливы) (рис.20). Во время прохождения Луны через экватор могут наблюдаться стояния уровня. В остальное время подъем и падение уровня определяется симметричной синусоидальной кривой.

Возрастание величин приливов начинается с увеличением склонения Луны и амплитуда приливов достигает наибольших значений в дни, когда Луна больше всего удалена от экватора - начинаются тропические приливы. Однако наибольшие приливы наступают не точно в момент достижения Луной наибольшего склонения, а спустя некоторое время - это возраст суточного прилива.

Суточные приливы встречаются редко, главным образом в морях Тихого океана (у побережья Китая, в некоторых местах у Аляски и Филиппин, у острова Хон-До во Вьетнаме), а также в Мексиканском заливе в порту Пенсакола во Флориде.

3. Аномальные приливы Их несколько типов.

а) Полусуточные солнечные приливы.

Полусуточные солнечные приливы имеют период, равный половине средних солнечных суток, то есть 12 часов. Поэтому полные и малые воды при полусуточных солнечных приливах наблюдаются всегда в одни и те же часы суток. Примером таких приливов могут служить приливы в Котабару (о. Калимантан) и Эйре (южное побережье Австралии).

б) Полусуточные параллактические приливы.

Встречаются очень редко. У полусуточных параллактических приливов аномально выражено параллактическое неравенство. В режиме этих приливов существенное значение имеет месячное неравенство, определяющееся изменением расстояния от Земли до Луны. При наименьшем расстоянии между Землей и Луной в течение месяца приливы наибольшие, а при наибольшем - наименьшие. Встречаются такие приливы у мыса Кларка в заливе Креста в Беринговом море.

в) Полусуточные мелководные приливы.

Отличаются от обычных полусуточных приливов характером подъема и спада уровня. Кривая изменений уровня при таких приливах не симметрична, и время роста и время падения могут значительно различаться между собой. Это различие тем больше, чем больше влияние мелководья. В различной степени нарушение правильного нарастания и падения уровня весьма распространено в приливах Белого и Северного морей. Неравномерности в изменениях уровня беломорские жители называют “манихой” (порт Кемь на Белом море, Россия). Также это явление характерно для портов Вильгельмсхафен (Северное море, ФРГ) и Шанхай (Восточно­Китайское море, Китай).

г) Двойные полусуточные приливы.

Двойные полусуточные приливы характеризуются тем, что вследствие влияния мелководья в течение суток бывает по четыре полных и четыре малых воды. Высоты следующих друг за другом полных и малых вод сильно различаются между собой, что создает двойные полусуточные неравенства. Величина приливов меняется в зависимости от фаз Луны.

Встречаются двойные полусуточные приливы редко. В частности, они наблюдаются в районе села Зимняя Золотница на Белом море, в портах Портленд в США и Саутгемптон на Ла-Манше в Англии.

д) Бор.

К аномальным приливам относится и сравнительно редкое явление, известное в Англии под названием “бор”, во Франции - “маскарэ”, в Бразилии- “поророка или кулема”, у индейцев Амазонии - “амазуну” (гремящая вода), в Китае - “чау-дау” (большой прилив).

Бор наблюдается в устьях рек и представляет собой пример предельного искажения приливов под влиянием местных физико-географических условий. Вследствие тормозящего действия на приливную волну трения о дно, потока воды, выносимого рекой, и сужения устья сильно сокращается время роста. Передний достаточно крутой склон входящей в реку приливной волны становится почти отвесным и распространяется вверх по течению сплошной вертикальной стеной с грохотом, который слышен на много километров.

На Амазонке поророка наблюдается как водопад 2 километра длиной и до 7.5 м высотой, движущейся со скоростью 6 м/с вверх по реке на расстояние до 360 км, то есть дальше, чем на любой другой реке мира. Шум от него слышен на 30-40 км.

Другой знаменитый бор наблюдается в воронкообразном устье реки Фучуньцзян, впадающей в залив Ханчжоувань (Восточно-Китайское море) в Китае. Этот бор имеет фронт около 2 км в длину и от 4.5 до 7.5 м в высоту в зависимости от силы прилива. Подсчитано, что с этим бором, который движется вверх по реке со скоростью 22 км/ч, проносится почти 2 миллиона тонн воды. Рев его слышен за 30 км.

В Бенгалии (Индия) в устье рек Ганга, Брахмапутры и Мегхны в сизигию наблюдается бор высотой 9 м, распространяющийся со скоростью около 7.5 м/с.

Бор наблюдается также на реках Франции, на реках Северн и Трент в Англии, в заливе Кука на Аляске, на реке Птикодьяк в Канаде, впадающей в северную часть залива Фанди.

В устье реки Сент-Джон, также впадающей в залив Фанди, наблюдается интереснейшее явление - реверсивные водопады. При малой воде в заливе река низвергается в море через порог шириной 150 м. Когда прилив поднимается до уровня порога, воды залива и реки успокаиваются и наступает время затишья. А затем, когда прилив набирает полную высоту, вода начинает низвергаться в обратную сторону, перекатываясь через скалистую преграду; таким образом, водопад, обычно вливающийся в море, теперь низвергает свои воды вверх по течению реки. Эта картина повторяется дважды в сутки.