Приливы на земном шаре бывают разные и зависят от относительного влияния центробежной силы Земли, силы тяготения Солнца и Луны. Приливы бывают полусуточные, суточные и смешанные.
Полусуточные приливы. Как следует из названия, эти приливы наблюдаются дважды в сутки. Между приливами имеется довольно постоянный промежуток времени (примерно 12 часов), соседние полные воды тесно связаны с квадратурными и сизигийными колебаниями прилива в зависимости от фаз Луны. Полусуточные приливы наблюдаются на большей части восточного побережья Северной Америки и всем побережье Англии.
Суточные приливы. В некоторых местах бывает только одна заметная полная и малая вода в сутки, вторая полная и малая вода немного больше, чем высота прилива при смене вод. Объяснение этого явления выходит за рамки настоящей книги, отметим только, что оно связано со склонением Солнца и Луны. Суточные приливы наиболее часто наблюдаются в тропиках, например на Филиппинах.
Смешанные приливы. Наконец, имеются приливы, которые сочетают черты каждого из двух названных типов. Они имеют два приливных цикла в сутки, но между высотами последовательных полных или малых вод может быть большая разница. Тихоокеанское побережье Северной Америки и большая часть побережья Австралии подвержены влиянию смешанных приливов.
Наиболее распространенный вид приливов — полусуточный, поэтому я остановлюсь на нем; однако последующие выводы будут во многом применимы и для двух других типов прилива.
Примерно каждые 24 часа наблюдаются две полные и, соответственно, две малые воды. Временной интервал между последовательными полными водами составляет не 12 часов, а 12 часов 26 минут, поэтому полная вода в каждый последующий день наступает на 52 минуты позже, чем в предыдущий.
За полной водой, когда прилив наибольший, следует отлив, продолжающийся 6 часов. После отлива наступает малая вода, которая является наинизшей точкой приливного цикла. За малой водой следует прилив, который также продолжается около 6 часов; уровень постепенно повышается, и наконец снова наступает полная вода. В полную и малую воду уровни могут оставаться неизменными в течение различного времени, обычно постоянного для данного места. Это время известно как «стояние прилива».
Около времени стояния прилива, как в полную, так и в малую воду, приливное течение отсутствует. Это состояние называется сменой течений, или сменой вод.
Рассмотрим приливный цикл с момента полной воды. Когда наступает отлив, вначале вода уходит очень медленно, но постепенно течение набирает силу и примерно посредине между полной и малой водой достигает наибольшей скорости.
После достижения максимальной скорости поток постепенно замедляется и примерно во время стояния малой воды останавливается. Затем поток разворачивается и начинается прилив: течение идет в противоположном направлении, вначале медленно (как при отливе), с наибольшей скоростью — посредине между малой и полной водой и потом опять медленнее, пока не наступает положение покоя при полной воде. Схематически это явление изображено на рис. 10.
Достаточно точную оценку скорости потока на любой стадии приливного цикла можно получить по простой формуле 1: 2: 3: 2: 1, максимальной скорости и временному интервалу после последней смены течений. Полагая, что интервал между полной и малой водой составляет 6 часов (что не всегда имеет место), и принимая максимальную скорость потока в 3 узла (что для нашего примера самое простое), по нижеприведенной таблице можно достаточно точно предсказать скорость приливного (или отливного) течения. Разумеется, аналогичная таблица может быть применена и для приливного потока.
Эту же формулу можно использовать и для оценки скорости потока, когда интервал между полной и малой водой переменный или не составляет 6 часов. В этом случае время, для которого в таблице дана скорость, не соответствует интервалам в один час и будет больше или меньше.
Рис. 10. Стрелками показана сила течения в разные периоды приливного цикла.
Формулой 1: 2: 3: 2: 1 можно пользоваться независимо от величины максимальной скорости течения. Например, если прилив мчится с бешеной скоростью, достигающей 6 узлов (что крайне маловероятно), то нижняя строчка в таблице читается следующим образом: 0, 2, 4, 6, 4, 2, 0. Если максимальная скорость приливного течения умеренная и составляет, скажем, всего 3/4 узла, то нижняя строчка будет выглядеть так: 0, 1/4, 1/2, 3/4, 1/2, 1/4, 0.