Tidevand
Vandstandens regelmæssige stigning og fald med bl.a. en periode på ca. 12 1/2 time kaldes tidevand. De skiftende høj- og lavvande skyldes tidestrømme, som drives af Månens og Solens tiltrækningskraft. De variationer i vandstanden man ser ved kysten skyldes at disse strømme løber ind mod eller væk fra kysten.
I det åbne ocean, hvor vanddybden i middel er omkring 4 km, er tidevandet mindre end en halv meter. Visse steder, fx i den Engelske Kanal, ledes strømmene ind i stadigt snævrere passager, så vandet stuves op og forskellen mellem høj- og lavvande når op på 12-15 meter. I Danmark findes det kraftigste tidevand i Vadehavet, hvor høj/lavvande forskellen er ca. 2 meter.
Kraftbalancen
Tidevandet skyldes massetiltrækning fra andre himmellegemer, og man blev tidligt opmærksom på at Månens virkning er dominerende. Foruden Månen skaber kun Solen et tidevand af betydning, størrelsen af dette er knap halvdelen af tidevandet hidrørende fra Månen. Virkningen fra andre planeter eller stjerner er helt ubetydelig.
Ser man på Jord-Måne systemet som et hele er det i balance -Månen holder sig (med små variationer) i fast afstand til Jorden. Den indbyrdes massetiltrækning opvejes af centrifugalkraften i Månens rotation om Jorden (egentligt om det fælles massemidtpunkt).
Mens centrifugalkraften er lige stor overalt på Jorden, afhænger Månens tiltrækningskraft både af Månens masse og dens afstand. Afstanden til Månen er ikke helt den samme overalt på Jorden, og tidevandet har sin oprindelse i denne lille forskel, som skitseret her:
Pilene viser tidekraften, dvs. summen af Månens tiltrækning og centrifugalkraften. Den stiplede linje viser hvilken form Jorden ville have, hvis den var lavet af vand. Niveauet er stærkt overdrevet.
Månens tiltrækning er størst i det punkt på Jorden, der er tættest på Månen og mindst i det punkt, der er længst væk fra Månen. Variationen er ialt ca. ±3%. Centrifugalkraften er lige stor overalt på Jorden, og summen af de to kræfter - massetiltrækning og centrifugalkraft - udgør tidekraften. I Jordens centrum er de lige store og modsat rettede, så summen er nul. Alle andre punkter på Jorden mærker tidekraften. Tæt på Månen er massetiltrækningen større end centrifugalkraften, så tidekraften er rettet mod Månen. Her får vi højvande. Længst væk fra Månen er centrifugalkraften større end massetiltrækningen, så tidekraften er rettet væk fra Månen Her får vi også højvande.
Ligevægtstidevandet
Tidekraften er meget lille sammenlignet med Jordens egen tyngdekraft, men mens tyngdekraften er præcis lodret (og ikke i sig selv giver anledning til havstrømme), har tidekraften en vandret komponent, som sætter tidestrømme i gang og flytter rundt på vandmasserne.
Tegningen ovenfor viser ligevægtstidevandet, som havoverfladen ville indstille sig i, hvis Jorden overalt var dækket af et dybt ocean. Jorden formes ganske svagt som en amerikansk fodbold. Månens bidrag til ligevægtstidevandet er et højvande på 27 cm i de to yderpunkter.
Det halvdaglige tidevand skyldes Jordens rotation om sin egen akse. Står man på et fast punkt på Jorden, så passerer man to højvandspunkter og to lavvandspunkter i døgnet. Månen følger i sin bane omkring Jorden (1 gang rundt på 27,3 døgn) langsomt med i denne rotation. Derfor er tidevandsperioden lidt større end et halvt døgn.
Spring- og nipflod
Ovenstående skitse gælder fuldt ud lige så godt for Jord-Sol systemet. Tidevandet er kraftigst når Sol, Jord og Måne ligger på linie, som på tegningen herunder. Dette kaldes springflod og optræder ca. hver 14. dag, tæt ved fuldmåne og nymåne. Højvandet på grund af både Månen og Solen optræder da på samme sted. Tilsvarende er tidevandet svagest (nipflod) naar månen er halv, således at højvande fra Månen og højvande fra Solen modvirker hinanden.
Oveni 14-dages perioden er der også en årlig variation. Tidevandet er kraftigst, når Jord, Måne og Sol ligger i samme plan (ekliptika). Det sker to gange om året, ved forårs- og efterårsjævndøgn. Her får man de største spring- og nipflod, altså både de højeste højvande og de laveste lavvande.
Hverken Månens bane om Jorden eller Jordens bane om Solen er pæne cirkelbevægelser, men ellipser. Det giver nogle langsomme varationer af tidevandets styrke, oveni de ovenfor beskrevne.
Det virkelige tidevand
Det virkelige tidevand afviger meget fra dette idealiserede billede. Havoverfladen indstiller sig ikke øjeblikkeligt i ligevægt med tidekraften. Der er landmasser, der blokerer for tidevandets rejse rundt om Jorden. Vanddybden sætter en grænse mere for, hvor hurtigt tidevandsbølgen kan bevæge sig.
Når man kommer fra oceanet ind mod kysten, bliver vandet som regel mindre dybt. Det forstærker tidevandet ved en dynamisk proces der kaldes shoaling. Tidevandet bliver nogle steder så kraftigt, at strømmen tidligere har været er umulig at navigere i (den såkaldte malstrøm).
I visse fjorde, fx Østersøen, er forbindelsen til oceanet for snæver til at tidevandet kan trænge ind - mens der omvendt i andre fjorde kan forekomme resonans, så tidevandet bliver meget kraftigt.
______________________________________________________________________________________________
For yderligere oplysninger, kontakt:
Center for Ocean og Is, tlf 3915 7220, e-mail: marin@dmi.dk
______________________________________________________________________________________________
DMI 8 Oktober 2008
|
