Приливы и отливы – одно из самых завораживающих природных явлений, которое мы привыкли ассоциировать с океанами и морями. Регулярное повышение и понижение уровня воды, вызванное гравитационным воздействием Луны и Солнца, является неотъемлемой частью жизни прибрежных регионов. Однако, когда речь заходит о реках, озерах и внутренних морях, картина меняется: здесь приливы либо отсутствуют вовсе, либо настолько незначительны, что остаются незамеченными. Почему же так происходит?
Основы явления
Основной движущей силой приливов является гравитационное притяжение Луны и, в меньшей степени, Солнца. Хотя Солнце значительно массивнее Луны, его влияние на приливы меньше из-за гораздо большего расстояния до Земли. Луна, находясь ближе, оказывает более сильное гравитационное воздействие на водные массы нашей планеты.
Согласно данным National Geographic, гравитационная сила Луны вызывает выпячивание воды в двух противоположных точках Земли. Одно выпячивание происходит на стороне Земли, обращенной к Луне, где притяжение максимально. Второе выпячивание формируется на противоположной стороне Земли, где гравитационное притяжение Луны минимально, и вода как бы "отстает" от Земли, которая притягивается к Луне. Эти выпячивания и есть высокие приливы. Между ними, перпендикулярно линии Земля-Луна, образуются области с пониженным уровнем воды – отливы.
Большинство приливов являются полусуточными, то есть происходят дважды в день. Высота прилива, или приливный диапазон, зависит не только от положения Луны и Солнца, но и от других факторов, таких как форма береговой линии и рельеф дна. Например, на широких и пологих пляжах приливный диапазон может составлять всего несколько сантиметров, тогда как в узких заливах и бухтах, таких как залив Фанди в Канаде, он может достигать почти 17 метров (по данным National Geographic).
Почему реки, озера и внутренние моря остаются без приливов?
Отсутствие или крайне незначительное проявление приливов в реках, озерах и внутренних морях объясняется совокупностью нескольких ключевых факторов, которые отличают эти водоемы от открытых океанов.
1. Размер водоема и гравитационное воздействие
Основная причина кроется в размере водного объекта. Гравитационные силы Луны и Солнца вызывают приливы, воздействуя на разницу в притяжении между ближней и дальней сторонами крупного водного массива. Для того чтобы эта разница стала ощутимой и вызвала заметное перемещение воды, требуется очень большой объем воды. Реки, озера и большинство внутренних морей просто недостаточно велики, чтобы гравитационное воздействие Луны и Солнца могло создать в них значительные приливные волны. Их водная масса слишком мала, чтобы сформировать те самые "выпячивания", которые характерны для океанов.
2. Ограниченная связь с Мировым океаном
В отличие от океанов, которые представляют собой единую, взаимосвязанную систему, реки, озера и многие внутренние моря являются либо полностью замкнутыми, либо имеют очень ограниченную связь с Мировым океаном. Эта ограниченность препятствует свободному притоку и оттоку воды, необходимому для формирования выраженных приливов.
Например, внутренние моря, такие как Средиземное или Балтийское, имеют крайне малые приливы. По данным National Geographic, в этих замкнутых морях приливы поднимаются всего примерно на 30 сантиметров (около фута). Это связано с тем, что их связь с океаном ограничена узкими проливами, которые не позволяют большим объемам воды свободно перемещаться под действием приливных сил.
3. Маскировка другими факторами: пример Великих озер
Даже там, где истинные приливы теоретически возможны, их эффект может быть полностью нивелирован другими, более мощными природными явлениями. Ярким примером являются Великие озера в Северной Америке. Согласно данным NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований), Великие озера считаются бесприливными. Хотя гравитационные силы Солнца и Луны действительно вызывают в них полусуточные колебания уровня воды, эти "приливы" составляют менее пяти сантиметров в высоту.
Эти незначительные колебания полностью маскируются гораздо более значительными изменениями уровня воды, вызванными ветром и изменениями атмосферного давления. Ветровые и погодные условия на Великих озерах могут создавать так называемые сейши – осциллирующие волны, которые могут достигать нескольких футов в высоту. Период между "высоким" и "низким" уровнем сейши может составлять от четырех до семи часов, что очень похоже на шестичасовой период океанских приливов, и часто ошибочно принимается за прилив. Таким образом, метеорологические факторы оказывают гораздо большее влияние на уровень воды в таких крупных внутренних водоемах, чем гравитационные приливные силы.
4. Трение и гидродинамика рек
В реках, особенно в их верховьях и на участках с быстрым течением, трение воды о дно и берега играет значительную роль. Это трение эффективно гасит любые потенциальные приливные волны, делая их незаметными. Даже если приливная волна из океана проникает в устье реки, ее энергия быстро рассеивается по мере продвижения вверх по течению, и она становится незаметной на небольшом расстоянии от устья.
Таким образом, отсутствие заметных приливов и отливов в реках, озерах и внутренних морях не является аномалией, а логичным следствием физических законов и гидродинамических особенностей этих водоемов. Комбинация недостаточного размера водной массы, ограниченной связи с Мировым океаном, влияния метеорологических факторов и эффектов трения приводит к тому, что гравитационное воздействие Луны и Солнца не может вызвать в них значительных колебаний уровня воды. Понимание этих принципов позволяет глубже оценить сложность и взаимосвязанность природных явлений на нашей планете.
