На рисунке - круговорот воды в природе (взято из Интернета)
Огромное значение в жизни планеты имеет вода. Приливы и отливы происходят не только в океане, но и в атмосфере и земной коре, а также внутри человеческих организмов. Поднятие земной коры очень незначительны и их можно определить только специальными приборами. Другое дело – водная поверхность. Молекулы воды очень подвижны и податливы любому воздействию на неё. Получая со стороны Луны ускорение, вода приближается к ней несравненно больше, чем земля. В виде бугра вода поднимается вверх и этот водяной бугор перемещается по поверхности вслед за движением Луны. Солнце тоже создаёт приливо-отливные волны, особенно в дни летнего и зимнего солнцестояния, весеннего и осеннего равноденствия, а также в осьмины года. В образовании приливов участвуют все планеты солнечной системы и даже далёкие звёзды, просто их влияние менее заметно, чем лунное и солнечное.
Крайнее положение уровня воды в конце прилива называется полной водой, а в конце отлива – малой водой. Лунный прилив продолжается 6 часов до достижения наивысшего уровня, затем вода спадает до самого низкого своего состояния. Благодаря влиянию Луны на Земле происходит два прилива в день. За время полного оборота Земли вокруг оси Луна перемещается по небосводу примерно на 13 градусов и, чтобы догнать Луну, приливной волне требуется 50 минут. Это значит, что время прихода полной воды в одном и том же месте океана постоянно смещается относительно времени суток. Период суточного прилива продолжается не 24 часа, а 24 часа 50 минут, а полусуточный 12 часов 25 минут. В полную силу прилив проявляет себя в открытом океане. Внутри планеты Земля, а также внутри живых организмов он не виден, но ощущаем.
В Мировом океане происходят преимущественно полусуточные приливы.Объясняется это вращением земли вокруг своей оси. Прилив распространяется по всей поверхности планеты. Период возникновения колеблется от половины суток до суток. Поэтому различают суточные и полусуточные приливы.
Когда Солнце и Луна располагаются на одной линии по одну сторону от Земли, сила притяжения обоих светил складывается и приливы в эти дни самые высокие и мощные. Это бывает дважды в месяц – в новолуние и полнолуние.
Сомнения в постоянстве скорости суточного вращения Земли возникли после открытия Э. Галлеем в 1695 г. векового ускорения движения Луны. Мысль о вековом замедлении вращения Земли под действием приливного трения была впервые высказана И. Кантом в 1755 г. В течение трёх последних столетий удалось получить доказательства об изменении скорости вращения Земли. С начала XVIII до середины XIX в. скорость вращения Земли менялась мало. Со второй половины XIX в. по настоящее время наблюдаются значительные нерегулярные флуктуации угловой скорости вращения с характерными временами порядка 60-70 лет. Быстрее всего Земля вращалась в 1870 г., когда длительность суток была на 0.003 секунды короче эталонных, а медленнее всего - в 1903 г. (земные сутки были длиннее эталонных на 0.004 с). С 1903 по 1934 г. происходило ускорение вращения Земли, с конца 30-х годов до 1972 г. наблюдалось замедление, а с 1973 г. по настоящее время Земля ускоряет свое вращение. Колебание угловой скорости вращения Земли, наблюдавшееся в XX в. (с 1903 по 1972 г.) часто называют 60-70-летним циклом. В XIX в. колебание примерно того же периода было зафиксировано с 1845 по 1903 г. В более раннюю эпоху 60-70-летние колебания не прослеживаются из-за отсутствия данных.
С появлением атомных часов (1955 г.) точность замера скорости вращения Земли улучшилась. С этого момента появилась возможность регистрировать колебания скорости вращения Земли с периодами более одного месяца. Оказывается, что скорость вращения Земли бывает наименьшей в апреле и ноябре, а наибольшей - в январе и июле. Январский максимум значительно меньше июльского.
Чем же обусловлена неприливная неравномерность вращения Земли и движение полюсов? Существует много процессов, которые могут влиять на вращение Земли. Это изменения в распределении воздушных масс в атмосфере, снежного и ледяного покровов, осадков и растительности на земной поверхности, смены уровня Мирового океана, взаимодействие ядра и мантии Земли, извержения вулканов, землетрясения, воздействия внешних сил и т.д. Тщательные оценки вклада перечисленных процессов позволили выявить наиболее существенные из них.
В течение года массы воздуха и влаги перераспределяются между материками и океанами, а также между Северным и Южным полушариями. Так, в январе масса воздуха над Евразией больше, чем в июле. В течение зимы происходит накопление снега в северных районах Евразии и Северной Америки. Весной влага возвращается в Мировой океан. Все это меняет момент инерции Земли и сказывается на ее вращении.
Дни летнего солнцестояния являются очень важными днями для нашей планеты, потому что она - поворотная точка на орбите, по которой движется земля вокруг Солнца. Для того, чтобы Земля не свернула со своего пути под влиянием других планет, солнце усиливает своё воздействие на воду и, создав солнечный прилив, заставляет Землю продолжить свой путь вокруг Солнца. Происходит перераспределение массы воздуха и влаги. Именно в этот момент замолкает природа, а у людей появляется чувство сонливости, потому что и в живых организмах начинается солнечный прилив. Скорость Земли остаётся постоянной три дня, затем Земля, получив импульс от Солнца, поворачивает по своей орбите и начинает увеличивать скорость до возможного максимума, затем возвращается в нормальное течение. То же самое происходит в дни зимнего солнцестояния. В настоящее время, самая высокая скорость планеты приходится примерно на 3 января (перигелий) и 4 июля (афелий). В случае если этот момент сильного взаимодействия Солнца совпадёт с полнолунием или новолунием, то волна будет намного большей. Мифы, рассказывающие о любви солнечного бога к русалке и остановившего свой бег на три дня, как раз описывают этот период жизни нашей планеты. Существует также легенда, что батюшка-водяной разозлился на людей и поднял огромный водяной вал над землёй. Только жертва смогла успокоить разбушевавшегося духа. Такой жертвой могла быть девушка, конь, а позднее соломенное чучело.
Исследования последних лет показали, что главная причина сезонной неравномерности вращения Земли - атмосферная циркуляция. В среднем атмосфера движется относительно земной поверхности в низких широтах с востока на запад, а в умеренных и высоких - с запада на восток. Импульс преобладающих восточных ветров отрицательный, а западных - положительный.
Момент импульса - это физическая величина, которая не может возникать или уничтожаться. Она способна лишь перераспределяться. В рассматриваемом случае перераспределение происходит между атмосферой и Землей. Когда момент импульса атмосферы увеличивается, то есть усиливаются западные ветры или ослабевают восточные ветры, момент импульса Земли уменьшается, то есть замедляется ее вращение. Когда же момент импульса атмосферы уменьшается (ослабевают западные или усиливаются восточные ветры), вращение Земли ускоряется.
Тот факт, что момент импульса ветров всегда положителен, говорит о том, что атмосфера вращается вокруг оси быстрее Земли.
Долгое время оставалось неясным, почему момент импульса ветров атмосферы испытывает сезонные колебания. В 1975 г. было обнаружено, что в верхних слоях атмосферы самой теплой областью является не экватор и не параллель, на которой Солнце в полдень бывает в зените, а полярная "шапка" летнего полушария (в июле - северная, а в январе - южная). Оказалось, что средняя температура воздуха убывает от полюса летнего полушария до полюса зимнего (в июле - от Северного полюса до Южного, а в январе - от Южного полюса до Северного). Стало ясно, что в атмосфере имеется межполушарная тепловая машина, нагревателем которой является атмосфера летнего полушария, а холодильником - атмосфера зимнего полушария. Межполушарная тепловая машина уменьшает величину момента импульса ветров. Чем больше контраст температур между полушариями, тем значительнее этот эффект. В январе и июле момент импульса ветров уменьшается до минимальных значений, и скорость вращения Земли достигает максимальных величин. В апреле и ноябре температурные различия между атмосферой Северного и Южного полушарий выравнивается; межполушарная тепловая машина прекращает свою работу, поэтому в атмосфере удерживается предельно большая величина момента импульса ветров и скорость вращения Земли становится минимальной.
Различие величин июльского и январского максимумов скорости вращения Земли связано с тем, что атмосфера Северного полушария в среднем за год теплее атмосферы Южного полушария. Поэтому контраст температур между полюсами в июле значительно больше, чем в январе. Если бы подстилающие поверхности в Северном и Южном полушариях были одинаковы, то величины январского и июльского максимумов скорости вращения Земли не различались бы.
Вследствие различных неравенств в движении Земли, эпохи солнцестояния колеблются на 1—2 дня, о чём сказано выше. Такое неравномерное движение Солнца и Земли зафиксировано на вышивке русских Заонежья в книге А.П.Косменко (илл. 230).
В средних широтах, в течение года весной и в начале лета Солнце каждый день поднимается всё выше над горизонтом. В течение нескольких дней оно почти не меняет склонения, его полуденные высоты в небе почти неизменны; отсюда и происходит само название солнцестояния. После этого Солнце каждый день поднимается всё ниже и ниже. Затем, в момент зимнего солнцестояния снова несколько дней склонение Солнца не меняется. Наше светило останавливается на орбите на три дня, затем оно снова изменяет своё движение и каждый день начинает подниматься всё выше и выше.
Использованные материалы:
1. Малколм Буден. Земля, Луна и приливы.
http://anwarrior.narod.ru/creation/earth_moon_water.html
2. Н.С. Сидоренков. Нестабильность вращения земли.
HTTP://METEOWEB.RU/ARTICLES/SIDORENKOV344.PDF
3. Бобыкина Н.Ю. Орнаменты, мифы, сказки. – М.Маска, 2008