Maré

Content

Características

Tipos de marés (veja o tempo (abaixo) para o mapa costeiro)

As mudanças de maré prosseguem através dos dois estágios principais:

The water stops falling, reaching a local minimum called low tide.The water stops rising, reaching a local maximum called high tide.

Em algumas regiões, existem duas etapas possíveis adicionais:

Sea level rises over several hours, covering the intertidal zone; flood tide.Sea level falls over several hours, revealing the intertidal zone; ebb tide.

As correntes oscilantes produzidas pelas marés são conhecidas como fluxos de maré ou correntes de maré. O momento em que a corrente de maré cessa é chamada de água frouxa ou maré frouxa. A maré então reverte a direção e diz -se que está girando. A água frouxa geralmente ocorre perto de água alta e água baixa, mas há locais onde os momentos da maré frouxa diferem significativamente dos da água alta e baixa.

As marés são geralmente semi-diurnas (duas águas altas e duas águas baixas por dia) ou diurnas (um ciclo de maré por dia). As duas águas altas em um determinado dia normalmente não são a mesma altura (a desigualdade diária); Estas são a água alta mais alta e a água alta mais baixa nas mesas de maré. Da mesma forma, as duas águas baixas por dia são a água baixa mais alta e a água baixa mais baixa. A desigualdade diária não é consistente e geralmente é pequena quando a lua está sobre o equador.

Níveis de referência

Veja também: Datum do gráfico § Definições

Os seguintes níveis de maré de referência podem ser definidos, do nível mais alto ao mais baixo:

Highest astronomical tide (HAT) – The highest tide which can be predicted to occur. Note that meteorological conditions may add extra height to the HAT.Mean high water springs (MHWS) – The average of the two high tides on the days of spring tides.Mean high water neaps (MHWN) – The average of the two high tides on the days of neap tides.Mean sea level (MSL) – This is the average sea level. The MSL is constant for any location over a long period.Mean low water neaps (MLWN) – The average of the two low tides on the days of neap tides.Mean low water springs (MLWS) – The average of the two low tides on the days of spring tides.Lowest astronomical tide (LAT) – The lowest tide which can be predicted to occur.
Ilustração ao longo de meio mês

Constituintes das marés

Informações adicionais: Teoria das marés § Constituintes das marés e marés de longo período
Veja também: Tide Tide § Constituintes da maré

Os constituintes das marés são o resultado líquido de múltiplas influências que afetam as mudanças nas marés por certos períodos de tempo. Os constituintes primários incluem a rotação da Terra, a posição da lua e do sol em relação à terra, a altitude da lua (elevação) acima do equador da Terra e a batimetria. Variações com períodos inferiores a meio dia são chamadas de constituintes harmônicos. Por outro lado, ciclos de dias, meses ou anos são referidos como constituintes de longo período.

As forças das marés afetam toda a terra, mas o movimento da terra sólida ocorre por meros centímetros. Por outro lado, a atmosfera é muito mais fluida e compressível, de modo que sua superfície se move por quilômetros, no sentido do nível de contorno de uma baixa pressão específica na atmosfera externa.

Constituinte semi-di-diurno lunar principal

Elevação da superfície global da maré oceânica M2 (NASA)

Na maioria dos locais, o maior constituinte é o principal semi-diurno lunar, também conhecido como constituinte de maré M2 ou constituinte de maré M2. Seu período é de cerca de 12 horas e 25,2 minutos, exatamente metade do dia lunar, que é o tempo médio que separa um zênite lunar do próximo e, portanto, é o tempo necessário para a terra girar uma vez em relação à lua. Os relógios simples da maré rastreiam este constituinte. O dia lunar é mais longo que o Dia da Terra, porque a lua orbita na mesma direção que a terra gira. Isso é análogo ao ponteiro minuto em um relógio atravessando a hora às 12:00 e depois novamente por cerca de 1: 05½ (não às 1:00).

A lua orbita a terra na mesma direção que a terra gira em seu eixo, por isso leva um pouco mais de um dia - cerca de 24 horas e 50 minutos - para que a lua retorne ao mesmo local no céu. Durante esse período, passou por cima (culminar) uma vez e sob os pés uma vez (em um ângulo de uma hora de 00:00 e 12:00, respectivamente); portanto, em muitos lugares, o período de forçamento mais forte é o acima mencionado, cerca de 12 horas e 25 minutos. O momento da maré mais alta não é necessariamente quando a lua está mais próxima de Zenith ou Nadir, mas o período da força ainda determina o tempo entre as marés altas.

Como o campo gravitacional criado pela lua enfraquece com a distância da lua, exerce uma força um pouco mais forte que a média ao lado da terra voltada para a lua e uma força um pouco mais fraca no lado oposto. A lua, assim, tende a "esticar" a terra ligeiramente ao longo da linha que liga os dois corpos. A terra sólida se deforma um pouco, mas a água do oceano, sendo fluida, é livre para se mover muito mais em resposta à força das marés, particularmente horizontalmente (ver maré de equilíbrio).

À medida que a terra gira, a magnitude e a direção da força das marés em qualquer ponto específico da superfície da Terra mudam constantemente; Embora o oceano nunca atinja o equilíbrio - nunca há tempo para que o fluido "alcance" o estado, ele acabaria chegando se a força das marés fosse constante - a mudança de força das marés, no entanto, causa mudanças rítmicas na altura da superfície do mar.

Quando há duas marés altas por dia com alturas diferentes (e duas marés baixas também de alturas diferentes), o padrão é chamado de maré semi-diurna mista.

Variação da faixa: molas e neaps

Informações adicionais: alcance das marés
Os tipos de marés

A faixa semi-diurna (a diferença de altura entre águas altas e baixas ao longo de meio dia) varia em um ciclo de duas semanas. Aproximadamente duas vezes por mês, em torno da lua nova e da lua cheia quando o sol, a lua e a terra formam uma linha (uma configuração conhecida como syzzygy), a força das marés devido ao sol reforça a que devido à lua. O alcance da maré é então no máximo; Isso é chamado de maré da primavera. Não recebeu o nome da temporada, mas, como essa palavra, deriva do significado "Jump, explodiu, ascende", como em uma primavera natural. Às vezes, as marés da primavera são chamadas de marés syzygy.

Quando a lua é no primeiro ou terceiro trimestre, o sol e a lua são separados por 90 ° quando vistos da terra, e a força solar de maré cancela parcialmente a força das marés da lua. Nesses pontos do ciclo lunar, o alcance da maré é no mínimo; Isso é chamado de maré NEAP, ou neaps. "NEAP" é uma palavra anglo-saxônica que significa "sem o poder", como em Ganges Nip (sem a potência). As marés de NEAP às vezes são chamadas de marés de quadratura.

As marés da mola resultam em águas altas que são mais altas que a média e as águas baixas que são inferiores à média, o tempo de "água frouxa", menor que a média, e correntes de maré mais fortes que a média. Os NEAPs resultam em condições de maré menos extremas. Há cerca de um intervalo de sete dias entre Springs e NEAPs.

Maré da primavera: sol e lua do mesmo lado (0 °)

Tide de NEAP: sol e lua a 90 °

Maré da primavera: sol e lua em lados opostos (180 °)

Tide de NEAP: sol e lua a 270 °

Maré da primavera: sol e lua no mesmo lado (reinicialização do ciclo)

Distância lunar

Maré baixa na área cênica de Bangchuidao, Dalian, província de Liaoning, China
Maré baixa em Ocean Beach, em São Francisco, Califórnia, EUA
Maré baixa em Bar Harbor, Maine, EUA (2014)

A mudança de distância que separa a lua e a terra também afeta as alturas da maré. Quando a lua está mais próxima, no Perigee, o alcance aumenta e, quando está no apogee, o alcance diminui. Seis ou oito vezes por ano, o perigeu coincide com uma lua nova ou cheia, causando marés de primavera perigéias com a maior faixa de maré. A diferença entre a altura de uma maré na maré da primavera perigiana e a maré da mola quando a lua está no apogee depende do local, mas pode ser grande como um pé mais alto.

Outros constituintes

Isso inclui efeitos gravitacionais solares, a obliquidade (inclinação) do equador da Terra e o eixo rotacional, a inclinação do plano da órbita lunar e a forma elíptica da órbita da Terra do Sol.

Uma maré composta (ou ultrapassada) resulta da interação de águas rasas de suas duas ondas pais.

Fase e amplitude

M2 Constituinte de maré. O vermelho é o mais extremo (altos mais altos, baixos mais baixos), com o blues sendo menos extremo. As linhas cotidais brancas convergem em áreas azuis indicando pouca ou nenhuma maré. Os arcos curvos em torno dessas áreas convergentes são pontos anfidrômicos. Eles mostram a direção das marés, cada uma indicando um período sincronizado de 6 horas. As faixas de maré geralmente aumentam com o aumento da distância dos pontos anfidrômicos. As ondas de maré se movem em torno desses pontos, geralmente no sentido anti -horário no Hemisfério N. e no sentido horário no S. hemisfério

Como o constituinte de maré M2 domina na maioria dos locais, o estágio ou a fase de uma maré, indicada no tempo em horas após a água alta, é um conceito útil. O estágio das marés também é medido em graus, com 360 ° por ciclo de maré. Linhas de fase de maré constantes são chamadas de linhas cotidais, que são análogas às linhas de contorno de altitude constante nos mapas topográficos e, quando plotados, formam um mapa cotidal ou gráfico cotidal. A água alta é alcançada simultaneamente ao longo das linhas cotidais que se estendem da costa para o oceano, e as linhas cotidais (e, portanto, as fases das marés) avançam ao longo da costa. Os constituintes semi-diurnos e de fase longa são medidos a partir de água alta, diurna a partir da maré de inundação máxima. Esta e a discussão a seguir são precisamente verdadeiras apenas para um único constituinte de maré.

Para um oceano na forma de uma bacia circular cercada por uma costa, as linhas cotidais apontam radialmente para dentro e devem eventualmente se encontrar em um ponto comum, o ponto anfidrômico. O ponto anfidrômico é ao mesmo tempo cotidal com águas altas e baixas, que é satisfeita por um movimento de maré zero. (A rara exceção ocorre quando a maré circunda uma ilha, como acontece na Nova Zelândia, Islândia e Madagascar.) O movimento das marés geralmente diminui a afastamento das costas continentais, de modo que atravessar as linhas cotidais são contornos de amplitude constante (metade da distância entre Água alta e baixa) que diminuem para zero no ponto anfidrômico. Para uma maré semi-diurna, o ponto anfidrômico pode ser pensado aproximadamente como o centro de uma face do relógio, com a mão de hora apontando na direção da linha cotidal de alta água, que é diretamente oposta à linha cotidal de baixa água. A água alta gira em torno do ponto anfidrômico uma vez a cada 12 horas, na direção do aumento das linhas cotidais e longe das linhas cotidals. Essa rotação, causada pelo efeito coriolis, é geralmente no sentido horário no hemisfério sul e no sentido anti -horário no hemisfério norte. A diferença de fase cotidal da fase de uma maré de referência é a época. A maré de referência é a hipotética "maré de equilíbrio" constituinte hipotética em uma terra sem terra medida a 0 ° de longitude, o meridiano de Greenwich.

No Atlântico Norte, porque as linhas cotidais circulam no sentido anti -horário ao redor do ponto anfidrômico, a maré alta passa por um porto de Nova York aproximadamente uma hora à frente do porto de Norfolk. Ao sul de Cape Hatteras, as forças das marés são mais complexas e não podem ser previstas de maneira confiável com base nas linhas cotidais do Atlântico Norte.

História

História da teoria das marés

Informações adicionais: Teoria das marés § História

A investigação sobre a física das marés foi importante no desenvolvimento inicial da mecânica celestial, com a existência de duas marés diárias sendo explicadas pela gravidade da lua. Mais tarde, as marés diárias foram explicadas com mais precisão pela interação da gravidade da lua e do sol.

O seleucus da Seleucia teorizou em torno de 150 aC que as marés foram causadas pela lua. A influência da lua nos corpos da água também foi mencionada nos tetrabiblos de Ptolomeu.

Em De Temporum ratione (o acerto de contas do tempo) de 725 marés semidurnas ligadas a bede e o fenômeno de alturas de maré variadas para a lua e suas fases. Bede começa observando que as marés subem e caem 4/5 de uma hora depois todos os dias, assim como a lua nasce e define 4/5 de uma hora depois. Ele continua enfatizando que em dois meses lunares (59 dias) a lua circula a terra 57 vezes e há 114 marés. Bede então observa que a altura das marés varia ao longo do mês. As marés crescentes são chamadas de Malinae e diminuindo as marés LEDONES e que o mês é dividido em quatro partes de sete ou oito dias com Malinae e Ledones alternados. Na mesma passagem, ele também observa o efeito dos ventos para reter as marés. Bede também registra que o tempo das marés varia de um lugar para outro. Ao norte da localização de Bede (Monkweareshouth), as marés estão anteriormente, ao sul mais tarde. Ele explica que a maré "deserta essas margens para poder ainda mais poder inundar outras [margens] quando chegar lá", observando que "a lua que sinaliza a ascensão da maré aqui, sinaliza seu retiro em outras regiões Longe deste trimestre dos céus ".

A compreensão medieval das marés foi baseada principalmente em obras de astrônomos muçulmanos, que se tornaram disponíveis na tradução latina a partir do século XII. Abu Ma'Shar al-Balkhi (d. Cerca de 886), em seu introdutório em Astronomiam, ensinou que o refluxo e as marés de inundação foram causadas pela lua. Abu Ma'Shar discutiu os efeitos das fases do vento e da lua em relação ao sol nas marés. No século XII, al-Bitruji (m. Cerca de 1204) contribuiu com a noção de que as marés foram causadas pela circulação geral dos céus.

Simon Stevin, em seu 1608 de Spiegheling der Ebbenvloet (a teoria do refluxo e inundação), descartou um grande número de conceitos errôneos que ainda existiam sobre refúgios e inundações. Stevin alegou pela idéia de que a atração da lua era responsável pelas marés e falou em termos claros sobre refúgios, inundações, maré de primavera e maré de NEAP, enfatizando que mais pesquisas precisavam ser feitas.

Em 1609, Johannes Kepler também sugeriu corretamente que a gravitação da lua causou as marés, que ele baseou em observações e correlações antigas.

Galileu Galilei em seu diálogo em 1632 sobre os dois principais sistemas mundiais, cujo título de trabalho era diálogo sobre as marés, deu uma explicação das marés. A teoria resultante, no entanto, estava incorreta, pois ele atribuiu as marés ao topo da água causada pelo movimento da Terra ao redor do Sol. Ele esperava fornecer prova mecânica do movimento da Terra. O valor de sua teoria das marés é contestado. Galileu rejeitou a explicação de Kepler sobre as marés.

Isaac Newton (1642-1727) foi a primeira pessoa a explicar as marés como o produto da atração gravitacional de massas astronômicas. Sua explicação das marés (e muitos outros fenômenos) foi publicada em The Principia (1687) e usou sua teoria da gravitação universal para explicar as atrações lunares e solares como a origem das forças geradoras da maré. Newton e outros antes de Pierre-Simon LaPlace trabalhou no problema da perspectiva de um sistema estático (teoria do equilíbrio), que forneceu uma aproximação que descreveu as marés que ocorreriam em um oceano não inetial, cobrindo uniformemente a terra inteira. A força geradora de maré (ou seu potencial correspondente) ainda é relevante para a teoria das marés, mas como uma quantidade intermediária (função forçando) e não como resultado final; A teoria também deve considerar a resposta dinâmica acumulada da Terra às forças aplicadas, cuja resposta é influenciada pela profundidade do oceano, pela rotação da Terra e outros fatores.

Em 1740, a Académie Royale des Sciences em Paris ofereceu um prêmio pelo melhor ensaio teórico sobre marés. Daniel Bernoulli, Leonhard Euler, Colin Maclaurin e Antoine Cavalleri compartilharam o prêmio.

Maclaurin usou a teoria de Newton para mostrar que uma esfera lisa coberta por um oceano suficientemente profundo sob a força das marés de um único corpo deformador é um esferóide prolato (essencialmente um oval tridimensional) com o eixo principal direcionado para o corpo deformador. Maclaurin foi o primeiro a escrever sobre os efeitos rotacionais da Terra no movimento. Euler percebeu que o componente horizontal da força das marés (mais do que a vertical) aciona a maré. Em 1744, Jean Le Rond d'Alembert estudou equações de maré para a atmosfera que não incluía rotação.

Em 1770, o HMS Barque de James Cook se esforçou na Grande Barreira de Corais. Foram feitas tentativas para refletá -la na maré seguinte que falhou, mas a maré depois disso a levantou com facilidade. Enquanto ela estava sendo reparada na foz do cozinheiro do rio Endeavor, observou as marés por um período de sete semanas. No Neap Tides, as duas marés em um dia eram semelhantes, mas em Springs as marés subiram 2,1 m (2,7 metros da manhã, mas 2,7 m (2,7 m) à noite.

Pierre-simon Laplace formulou um sistema de equações diferenciais parciais que relacionam o fluxo horizontal do oceano à sua altura da superfície, a primeira grande teoria dinâmica para marés de água. As equações LaPlace Tidal ainda estão em uso hoje. William Thomson, 1º Barão Kelvin, reescreveu as equações de Laplace em termos de vorticidade, o que permitia soluções que descrevessem ondas presas de maré, conhecidas como ondas de Kelvin.

Outros, incluindo Kelvin e Henri Poincaré, desenvolveram ainda mais a teoria de Laplace. Com base nesses desenvolvimentos e na teoria lunar de E W Brown, descrevendo os movimentos da Lua, Arthur Thomas Doodson desenvolveu e publicou em 1921 o primeiro desenvolvimento moderno do potencial de geração de maré na forma harmônica: Doodson distinguiu 388 frequências marés. Alguns de seus métodos permanecem em uso.

História de observação das marés

Almanach de Brouscon de 1546: rolamentos de bússola de águas altas na Baía da Biscaia (esquerda) e na costa de Brittany a Dover (à direita).
Almanach de Brouscon de 1546: diagramas de marés "de acordo com a era da lua".

Desde os tempos antigos, a observação e a discussão das marés aumentaram em sofisticação, primeiro marcando a recorrência diária, depois o relacionamento de Tides com o sol e a lua. Pytheas viajou para as Ilhas Britânicas por volta de 325 aC e parece ser o primeiro a ter marés de primavera relacionadas à fase da lua.

No século II aC, o astrônomo helenístico seleucus de Seleucia descreveu corretamente o fenômeno das marés, a fim de apoiar sua teoria heliocêntrica. Ele teorizou corretamente que as marés foram causadas pela lua, embora ele acreditasse que a interação era mediada pelo pneuma. Ele observou que as marés variavam em tempo e força em diferentes partes do mundo. De acordo com Strabo (1.1.9), o seleucus foi o primeiro a vincular marés à atração lunar e que a altura das marés depende da posição da lua em relação ao sol.

A história natural de Plínio, o ancião, coloca muitas observações de marés, por exemplo, as marés da primavera são alguns dias depois (ou antes) novas e cheias de lua e são mais altas em torno dos equinócios, embora Plínio tenha notado muitos relacionamentos agora considerados fantasiosos. Em sua geografia, Strabo descreveu marés no Golfo Pérsico tendo seu maior alcance quando a lua estava mais distante do plano do equador. Tudo isso, apesar da amplitude relativamente pequena das marés da bacia do Mediterrâneo. (As fortes correntes através do Estreito Euripo e o Estreito de Messina intrigavam Aristóteles.) Philostratus discutiu as marés no livro cinco da vida de Apollônio de Tyana. Philostratus menciona a lua, mas atribui marés aos "espíritos". Na Europa, por volta de 730 dC, o venerável Bede descreveu como a maré em ascensão em uma costa das Ilhas Britânicas coincidiu com a queda na outra e descreveu a progressão do tempo da água alta ao longo da costa norte.

A tabela da primeira maré na China foi registrada em 1056 anúncios principalmente para os visitantes que desejam ver o famoso furo de maré no rio Qiantang. Pensa -se que a primeira tabela de maré britânica conhecida seja a de John Wallingford, que morreu no abade de St. Albans em 1213, com base em água alta que ocorre 48 minutos depois todos os dias e três horas antes na boca do Tamisa, do que o rio acima de Londres.

Em 1614, Claude d'Abbeville publicou a obra “Histoire de la Mission de Pères Capucins En L'sle de Maragnan et Terra Circonvoisines”, onde ele expôs que o povo de Tupinambá já tinha um entendimento da relação entre a lua e as marés antes da Europa antes .

William Thomson (Lord Kelvin) liderou a primeira análise harmônica sistemática dos registros de maré a partir de 1867. O principal resultado foi a construção de uma máquina de previsão da maré usando um sistema de polias para adicionar seis funções de tempo harmônico. Foi "programado" redefinindo engrenagens e correntes para ajustar as fases e amplitudes. Máquinas semelhantes foram usadas até a década de 1960.

O primeiro recorde conhecido no nível do mar de um ciclo inteiro de primavera-NEAP foi feito em 1831 na doca da Marinha no estuário do Tamisa. Muitas portas grandes tinham estações automáticas de medidores de maré em 1850.

John Lubbock foi um dos primeiros a mapear linhas co-tidal, para a Grã-Bretanha, Irlanda e costas adjacentes, em 1840. William Whewell expandiu este trabalho que terminou com um gráfico quase global em 1836. Para tornar esses mapas consistentes, ele hipótese A existência de uma região sem ascensão ou queda de maré, onde as linhas co-tidal se encontram no meio do oceano. A existência de um ponto anfidrômico, como são agora conhecidos, foi confirmado em 1840 pelo capitão William Hewett, RN, de sondagens cuidadosas no Mar do Norte.

Física

Artigo principal: teoria das marés

Forças

Artigo principal: Força de maré

A força das marés produzida por um objeto maciço (lua, a seguir) em uma pequena partícula localizada no ou em um corpo extenso (terra, a seguir) é a diferença vetorial entre a força gravitacional exercida pela lua na partícula e a força gravitacional que seria exercido na partícula se estivesse localizado no centro de massa da Terra.

Enquanto a força gravitacional submetida por um corpo celestial na Terra varia inversamente à medida que o quadrado de sua distância para a terra, a força de maré máxima varia inversamente como, aproximadamente, o cubo dessa distância. Se a força das marés causada por cada corpo fosse igual à sua força gravitacional completa (o que não é o caso devido à queda livre de toda a terra, não apenas os oceanos, em direção a esses corpos), seria observado um padrão diferente de forças das marés , por exemplo. Com uma influência muito mais forte do sol do que da lua: a força gravitacional solar na Terra é, em média, 179 vezes mais forte que o lunar, mas porque o sol está em média 389 vezes mais longe da terra, seu gradiente de campo é mais fraco. A força das marés é proporcional a

tidal force ∝ M d 3 ∝ ρ ( r d ) 3 {\displaystyle {\text{tidal force}}\propto {\frac {M}{d^{3}}}\propto \rho \left({\frac {r}{d}}\right)^{3}}

Onde m é a massa do corpo celestial, d é sua distância, ρ é sua densidade média e r é seu raio. A proporção R/D está relacionada ao ângulo subtendido pelo objeto no céu. Como o sol e a lua têm praticamente o mesmo diâmetro no céu, a força das marés do sol é menor que a da lua, porque sua densidade média é muito menor e é apenas 46% tão grande quanto o lunar. Mais precisamente, a aceleração lunar das marés (ao longo do eixo da Lua -Terra, na superfície da Terra) é de cerca de 1,1 × 10-7 g, enquanto a aceleração solar das marés (ao longo do eixo solar -terra, na superfície da Terra) é cerca de 0,52 × 10−7 g, onde G é a aceleração gravitacional na superfície da Terra. Os efeitos dos outros planetas variam como suas distâncias da Terra variam. Quando Vênus está mais próximo da Terra, seu efeito é de 0,000113 vezes o efeito solar. Em outros momentos, Júpiter ou Marte podem ter mais efeito.

O campo diferencial da gravidade lunar na superfície da Terra é conhecido como força geradora de maré. Este é o principal mecanismo que impulsiona a ação das marés e explica duas protuberâncias equipotenciais das marés, representando duas águas altas diárias.

A superfície do oceano é aproximada por uma superfície chamada de geóide, que leva em consideração a força gravitacional exercida pela Terra, bem como pela força centrífuga devido à rotação. Agora considere o efeito de corpos externos maciços, como a lua e o sol. Esses corpos têm fortes campos gravitacionais que diminuem com a distância e fazem com que a superfície do oceano se desvie da geóide. Eles estabelecem uma nova superfície de equilíbrio do oceano que se abaia em direção à lua de um lado e para longe da lua do outro lado. A rotação da Terra em relação a essa forma causa o ciclo diário das marés. A superfície do oceano tende a essa forma de equilíbrio, que está constantemente mudando, e nunca a atinge. Quando a superfície do oceano não está alinhada com ela, é como se a superfície estivesse inclinada e a água acelera na direção de baixo.

Equilíbrio

A maré de equilíbrio é a maré idealizada, assumindo uma terra sem terra. Produziria uma protuberância maré no oceano, alongada em direção ao corpo atraente (lua ou sol). Não é causado pela tração vertical mais próxima ou mais distante do corpo, que é muito fraca; Em vez disso, é causado pela força de maré tangente ou "traficante", que é mais forte a cerca de 45 graus do corpo, resultando em uma corrente de maré horizontal.

Equações de maré de Laplace

As profundidades do oceano são muito menores que sua extensão horizontal. Assim, a resposta à força das marés pode ser modelada usando as equações de LaPlace Tidal que incorporam os seguintes recursos:

The vertical (or radial) velocity is negligible, and there is no vertical shear—this is a sheet flow.The forcing is only horizontal (tangential).The Coriolis effect appears as an inertial force (fictitious) acting laterally to the direction of flow and proportional to velocity.The surface height's rate of change is proportional to the negative divergence of velocity multiplied by the depth. As the horizontal velocity stretches or compresses the ocean as a sheet, the volume thins or thickens, respectively.

As condições de contorno ditam nenhum fluxo através da costa e deslize livre na parte inferior.

O efeito coriolis (força inercial) dirige os fluxos que se movem em direção ao equador para o oeste e flui se afastando do equador em direção ao leste, permitindo ondas presas no litoral. Finalmente, pode ser adicionado um termo de dissipação, que é um análogo à viscosidade.

Amplitude e tempo de ciclo

A amplitude teórica das marés oceânicas causadas pela lua é de cerca de 54 centímetros (21 polegadas) no ponto mais alto, o que corresponde à amplitude que seria alcançada se o oceano possuísse uma profundidade uniforme, não houvesse massa terrestre e a terra estivesse girando Em passo com a órbita da lua. O Sol causa da mesma forma as marés, das quais a amplitude teórica é de cerca de 25 centímetros (9,8 pol) (46% da da lua) com um tempo de ciclo de 12 horas. Na maré da primavera, os dois efeitos se acrescentam a um nível teórico de 79 centímetros (31 pol), enquanto na Tide o nível teórico é reduzido para 29 centímetros (11 pol). Como as órbitas da terra sobre o sol e a lua sobre a terra são elípticas, as amplitudes das marés mudam um pouco como resultado das diferentes distâncias da terra e da terra. Isso causa uma variação na força das marés e na amplitude teórica de cerca de ± 18% para a lua e ± 5% para o sol. Se o sol e a lua estivessem em suas posições mais próximos e alinhados na lua nova, a amplitude teórica chegaria a 93 centímetros (37 pol.).

As amplitudes reais diferem consideravelmente, não apenas por causa de variações de profundidade e obstáculos continentais, mas também porque a propagação das ondas através do oceano tem um período natural da mesma ordem de magnitude que o período de rotação: se não houvesse massas terrestres, levaria cerca de 30 Horas para uma onda de superfície de comprimento de onda longo para se propagar ao longo do equador a meio caminho da Terra (em comparação, a litosfera da Terra tem um período natural de cerca de 57 minutos). As marés da terra, que aumentam e abaixam o fundo do oceano, e a auto -atração gravitacional da maré é significativa e complica ainda mais a resposta do oceano às forças das marés.

Dissipação

Veja também: aceleração das marés

Os oscilações das marés da Terra introduzem a dissipação a uma taxa média de cerca de 3,75 Terawatts. Cerca de 98% dessa dissipação é por movimento marítimo marinho. A dissipação surge à medida que os fluxos de maré em escala de bacia acionam fluxos de menor escala que sofrem de dissipação turbulenta. Esse arrasto das marés cria torque na lua que gradualmente transfere o momento angular para sua órbita e um aumento gradual na separação da terra -lua. O torque igual e oposto na terra diminui correspondentemente sua velocidade de rotação. Assim, ao longo do tempo geológico, a lua recua da Terra, a cerca de 3,8 centímetros (1,5 pol)/ano, prolongando o dia terrestre. A duração do dia aumentou cerca de 2 horas nos últimos 600 milhões de anos. Assumindo (como uma aproximação grosseira) que a taxa de desaceleração tenha sido constante, isso implicaria que 70 milhões de anos atrás, a duração do dia era da ordem de 1% mais curta, com cerca de 4 dias por ano.

Batimetria

O porto de Gorey, Jersey seca na maré baixa.

A forma da costa e do fundo do oceano muda a maneira como as marés se propagam; portanto, não existe uma regra geral e simples que preveja o tempo da água alta da posição da lua no céu. Características costeiras, como batimetria subaquática e forma de litoral, significa que as características de localização individuais afetam a previsão da maré; O tempo e a altura reais da água podem diferir das previsões do modelo devido aos efeitos da morfologia costeira no fluxo das marés. No entanto, para um determinado local, a relação entre altitude lunar e o tempo da maré alta ou baixa (o intervalo lunitidal) é relativamente constante e previsível, assim como o tempo da maré alta ou baixa em relação a outros pontos na mesma costa. Por exemplo, a maré alta em Norfolk, Virgínia, EUA, ocorre previsivelmente aproximadamente duas horas e meia antes de a lua passar diretamente acima.

Massas terrestres e bacias oceânicas atuam como barreiras contra a água que se move livremente ao redor do mundo, e suas formas e tamanhos variados afetam o tamanho das frequências das marés. Como resultado, os padrões das marés variam. Por exemplo, nos EUA, a costa leste tem marés predominantemente semi-diurnas, assim como as costas atlânticas da Europa, enquanto a costa oeste predominantemente tem marés mistas. As mudanças humanas na paisagem também podem alterar significativamente as marés locais.

Observação e previsão

Cronometragem

O mesmo forçamento das marés tem resultados diferentes, dependendo de muitos fatores, incluindo orientação costeira, margem da plataforma continental, dimensões do corpo da água.

As forças das marés devido à lua e ao sol geram ondas muito longas que viajam pelo oceano seguindo os caminhos mostrados em gráficos de co-tidal. O tempo em que a crista da onda atinge uma porta, em seguida, dá o tempo de água alta no porto. O tempo necessário para a onda viajar pelo oceano também significa que há um atraso entre as fases da lua e seu efeito na maré. Springs e NAEPs no Mar do Norte, por exemplo, estão dois dias atrás da lua nova/cheia e da lua do primeiro/terceiro trimestre. Isso é chamado de idade da maré.

A batimetria oceânica influencia muito o tempo e a altura exatos da maré em um ponto costeiro específico. Existem alguns casos extremos; A Baía de Fundy, na costa leste do Canadá, é frequentemente declarada para ter as marés mais altas do mundo por causa de sua forma, batimetria e sua distância da borda da prateleira continental. As medidas feitas em novembro de 1998 no Burntcoat Head, na Baía de Fundy, registraram uma faixa máxima de 16,3 metros (53 pés) e um extremo mais alto previsto de 17 metros (56 pés). Medidas semelhantes feitas em março de 2002 na Bacia Folhida, a Baía de Ungava, no norte de Quebec, deu valores semelhantes (permitindo erros de medição), uma faixa máxima de 16,2 metros (53 pés) e um extremo mais alto previsto de 16,8 metros (55 pés). A Baía de Ungava e a Baía de Fundy estão distâncias semelhantes da borda da prateleira continental, mas a Baía de Ungava está livre de gelo por cerca de quatro meses todos os anos, enquanto o Bay of Fundy raramente congela.

Southampton, no Reino Unido, tem uma água alta dupla causada pela interação entre os constituintes de maré M2 e M4 (águas rasas ultrapassaram o principal lunar). Portland tem águas baixas duplas pelo mesmo motivo. A maré M4 é encontrada ao longo de toda a costa sul do Reino Unido, mas seu efeito é mais perceptível entre a Ilha de Wight e Portland, porque a maré M2 é mais baixa nesta região.

Como os modos de oscilação do Mar Mediterrâneo e do Mar Báltico não coincidem com nenhum período significativo de força astronômica, as maiores marés estão próximas de suas conexões estreitas com o Oceano Atlântico. Marés extremamente pequenas também ocorrem pela mesma razão no Golfo do México e no Mar do Japão. Em outros lugares, como ao longo da costa sul da Austrália, as marés baixas podem ser devido à presença de um anfídomo próximo.

Análise

Um gráfico regular de nível de água

A teoria da gravitação de Isaac Newton primeiro permitiu uma explicação de por que geralmente havia duas marés por dia, não uma, e oferecia esperança para uma compreensão detalhada das forças e do comportamento das marés. Embora possa parecer que as marés possam ser previstas por meio de um conhecimento suficientemente detalhado de forçantes astronômicas instantâneas, a maré real em um determinado local é determinada por forças astronômicas acumuladas pelo corpo da água por muitos dias. Além disso, resultados precisos exigiriam conhecimento detalhado da forma de todas as bacias oceânicas - sua batimetria e forma da costa.

O procedimento atual para analisar as marés segue o método de análise harmônica introduzida na década de 1860 por William Thomson. É baseado no princípio de que as teorias astronômicas dos movimentos do sol e da lua determinam um grande número de frequências componentes e, a cada frequência, há um componente da força tendendo a produzir movimento de maré, mas que em cada local de interesse no Terra, as marés respondem em cada frequência com uma amplitude e fase peculiar a essa localidade. Em cada local de interesse, as alturas da maré são, portanto, medidas por um período de tempo suficientemente longo (geralmente mais de um ano no caso de um novo porto não estudado anteriormente) para permitir a resposta a cada frequência significativa de geração de maré a ser distinguida por análise e extrair as constantes das marés para um número suficiente dos componentes mais fortes conhecidos das forças das marés astronômicas para permitir a previsão prática da maré. Espera -se que as alturas da maré sigam a força das marés, com uma amplitude constante e atraso de fase para cada componente. Como as frequências e fases astronômicas podem ser calculadas com certeza, a altura da maré em outros momentos pode ser prevista quando a resposta aos componentes harmônicos das forças geradoras de maré astronômicas foi encontrada.

Os principais padrões nas marés são

the twice-daily variationthe difference between the first and second tide of a daythe spring–neap cyclethe annual variation

A maré astronômica mais alta é a maré da primavera perigiana quando o sol e a lua estão mais próximos da terra.

Quando confrontado por uma função periodicamente variável, a abordagem padrão é empregar a série Fourier, uma forma de análise que usa funções sinusoidais como um conjunto de bases, com frequências zero, uma, duas, três, etc. vezes a frequência de um determinado ciclo fundamental. Esses múltiplos são chamados de harmônicos da frequência fundamental, e o processo é denominado análise harmônica. Se o conjunto base de funções sinusoidais se adequar ao comportamento que está sendo modelado, relativamente poucos termos harmônicos precisarão ser adicionados. Os caminhos orbitais são quase circulares, portanto, as variações sinusoidais são adequadas para as marés.

Para a análise das alturas da maré, a abordagem da série de Fourier, na prática, deve ser mais elaborada do que o uso de uma única frequência e seus harmônicos. Os padrões das marés são decompostos em muitos sinusóides com muitas frequências fundamentais, correspondentes (como na teoria lunar) a muitas combinações diferentes dos movimentos da terra, da lua e dos ângulos que definem a forma e a localização de suas órbitas.

Para as marés, então, a análise harmônica não se limita aos harmônicos de uma única frequência. Em outras palavras, as harmonias são múltiplos de muitas frequências fundamentais, não apenas da frequência fundamental da abordagem mais simples da série Fourier. Sua representação como uma série de Fourier com apenas uma frequência fundamental e seus múltiplos (inteiros) exigiriam muitos termos e seriam severamente limitados na faixa de tempo para a qual seria válido.

O estudo da altura da maré por análise harmônica foi iniciado por Laplace, William Thomson (Lord Kelvin) e George Darwin. NO. Doodson estendeu seu trabalho, introduzindo a notação do número de Doodson para organizar as centenas de termos resultantes. Essa abordagem tem sido o padrão internacional desde então, e as complicações surgem da seguinte forma: a força de levantamento da maré é dada noonalmente por somas de vários termos. Cada termo é da forma

A o cos ( ω t + p ) {\displaystyle A_{o}\cos \,(\omega t+p)}

Onde

A_o is the amplitude.ω is the angular frequency, usually given in degrees per hour corresponding to t measured in hours.p is the phase offset with regard to the astronomical state at time t = 0 .

Há um termo para a lua e um segundo mandato para o sol. A fase P do primeiro harmônico para o termo da lua é chamada de intervalo lunitidal ou alto intervalo de água.

O próximo refinamento é acomodar os termos harmônicos devido à forma elíptica das órbitas. Para isso, o valor da amplitude é considerado uma constante, mas variando com o tempo, sobre a amplitude média a_O. Para fazer isso, substitua A_O na equação acima por A (t), onde A é outro sinusóide, semelhante aos ciclos e epiciclos da teoria ptolomaica. Isto dá:

A ( t ) = A o ( 1 + A a cos ( ω a t + p a ) ) {\displaystyle A(t)=A_{o}{\bigl (}1+A_{a}\cos \,(\omega _{a}t+p_{a}){\bigr )}}

ou seja, um valor médio A_O com uma variação sinusoidal sobre ela da magnitude AA, com frequência ωa e fase PA. Substituir isso por A_O na equação original fornece um produto de dois fatores cossenos:

A o ( 1 + A a cos ( ω a t + p a ) ) cos ( ω t + p ) {\displaystyle A_{o}{\bigl (}1+A_{a}\cos \,(\omega _{a}t+p_{a}){\bigr )}\cos \,(\omega t+p)}

Dado isso para qualquer X e Y

cos ⁡ x cos ⁡ y = 1 2 cos ( x + y ) + 1 2 cos ( x − y ) {\displaystyle \cos x\cos y={\textstyle {\frac {1}{2}}}\cos \,(x+y)+{\textstyle {\frac {1}{2}}}\cos \,(x-y)}

É claro que um termo composto envolvendo o produto de dois termos cosseno, cada um com sua própria frequência, é a mesma que três termos simples de cosseno que devem ser adicionados na frequência original e também em frequências que são a soma e a diferença das duas frequências do termo do produto. (Três, não dois termos, uma vez que toda a expressão é (1 + cos ⁡ x) cos ⁡ y {\ displaystyle (1+ \ cos x) \ cos y}.) Considere ainda que a força das marés em um local depende também de Se a Lua (ou o Sol) está acima ou abaixo do plano do equador e que esses atributos têm seus próprios períodos também incomensuráveis ​​com um dia e um mês, e é claro que muitas combinações resultam. Com uma escolha cuidadosa das frequências astronômicas básicas, o número de Doodson anota as adições e diferenças específicas para formar a frequência de cada termo cosseno simples.

Predição das marés Sumorando partes constituintes. Os coeficientes das marés são definidos na teoria da página das marés.

Lembre -se de que as marés astronômicas não incluem efeitos climáticos. Além disso, mudanças nas condições locais (movimento do banco de areia, bocas de dragagem do porto, etc.) longe dos que prevalecem no tempo de medição afetam o tempo e a magnitude reais da maré. As organizações citando uma "maré astronômica mais alta" para algum local podem exagerar a figura como um fator de segurança contra incertezas analíticas, distância do ponto de medição mais próximo, muda desde o último tempo de observação, subsidência do solo etc. para evitar a responsabilidade, caso um trabalho de engenharia seja ser superado. É necessário um cuidado especial ao avaliar o tamanho de um "aumento meteorológico", subtraindo a maré astronômica da maré observada.

A análise cuidadosa dos dados de Fourier durante um período de dezenove anos (a época nacional de dados de marés nos EUA) usa frequências chamadas constituintes harmônicos das marés. Dezenove anos são preferidos porque as posições relativas da Terra, da Lua e do Sol se repetem quase exatamente no ciclo metoônico de 19 anos, o que é longo o suficiente para incluir o constituinte nodal lunar de 18,613 anos. Essa análise pode ser feita usando apenas o conhecimento do período de força, mas sem compreensão detalhada da derivação matemática, o que significa que as tabelas de marés úteis foram construídas por séculos. As amplitudes e fases resultantes podem ser usadas para prever as marés esperadas. Eles geralmente são dominados pelos constituintes próximos de 12 horas (os constituintes semi-diurnos), mas também existem grandes constituintes próximos de 24 horas (diurnos). Os constituintes de longo prazo são 14 dias ou quinzenais, mensais e semestrais. As marés semi-diurnas dominavam a costa, mas algumas áreas como o Mar da China Meridional e o Golfo do México são principalmente diurnas. Nas áreas semi-diurnas, os períodos primários dos constituintes M2 (lunar) e S2 (solar) diferem ligeiramente, de modo que as fases relativas e, portanto, a amplitude da maré combinada, mudam quinzenalmente (período de 14 dias).

No gráfico M2 acima, cada linha cotidal difere em uma hora de seus vizinhos, e as linhas mais espessas mostram marés em fase com equilíbrio em Greenwich. As linhas giram em torno dos pontos anfidrômicos no sentido anti -horário no hemisfério norte, de modo que da península da Baja California ao Alasca e da França para a Irlanda, a maré M2 se propaga para o norte. No hemisfério sul, essa direção é no sentido horário. Por outro lado, a maré M2 se propaga no sentido anti -horário da Nova Zelândia, mas isso ocorre porque as ilhas atuam como uma barragem e permitem que as marés tenham alturas diferentes nos lados opostos das ilhas. (As marés se propagam para o norte, no lado leste e sul, na costa oeste, como previsto pela teoria.)

A exceção está no Estreito de Cook, onde as correntes das marés se ligam periodicamente à água baixa. Isso ocorre porque as linhas cotidais 180 ° em torno dos anfidromes estão em fase oposta, por exemplo, água alta em água baixa em cada extremidade do estreito de Cook. Cada constituinte da maré possui um padrão diferente de amplitudes, fases e pontos anfidrômicos, para que os padrões M2 não possam ser usados ​​para outros componentes da maré.

Exemplo de cálculo

Tides em Bridgeport, Connecticut, EUA durante um período de 50 horas.
Tides em Bridgeport, Connecticut, EUA durante um período de 30 dias.
Tides em Bridgeport, Connecticut, EUA durante um período de 400 dias.
Padrões de maré no estreito de Cook. A parte sul (Nelson) tem duas marés de primavera por mês, contra apenas uma no lado norte (Wellington e Napier).

Como a lua está se movendo em sua órbita ao redor da Terra e no mesmo sentido que a rotação da Terra, um ponto na Terra deve girar um pouco mais para recuperar o atraso, de modo que o tempo entre as marés semi-diurnas não é doze, mas 12.4206 horas-uma Um pouco mais de vinte e cinco minutos. Os dois picos não são iguais. As duas marés altas por dia alternam em alturas máximas: menor alta (pouco menos de um metro), alta alta (pouco mais de um metro) e novamente mais baixa. Da mesma forma para as marés baixas.

Quando a Terra, a Lua e o Sol estão na linha (sol -terra - lua, ou sol - lua -terra), as duas principais influências se combinam para produzir marés de primavera; Quando as duas forças se opõem como quando o ângulo da lua -terra - Sun está próximo de noventa graus, o NEAP é o resultado das marés. À medida que a lua se move em torno de sua órbita, ela muda de norte do equador para o sul do equador. A alternância nas alturas da maré alta se torna menor, até que sejam iguais (no equinócio lunar, a lua está acima do equador), depois reconstrua, mas com a outra polaridade, aumentando para uma diferença máxima e depois diminuindo novamente.

Atual

A influência das marés na corrente ou no fluxo é muito mais difícil de analisar, e os dados são muito mais difíceis de coletar. Uma altura das marés é uma quantidade escalar e varia suavemente sobre uma região ampla. Um fluxo é uma quantidade vetorial, com magnitude e direção, as quais podem variar substancialmente com profundidade e distâncias curtas devido à batimetria local. Além disso, embora o centro de um canal de água seja o local de medição mais útil, os mariners se opõem quando o equipamento de medição de corrente obstrui as hidrovias. Um fluxo que procede um canal curvo pode ter magnitude semelhante, mesmo que sua direção varie continuamente ao longo do canal. Surpreendentemente, os fluxos de inundação e refluxo geralmente não estão em direções opostas. A direção do fluxo é determinada pela forma do canal a montante, não pela forma do canal a jusante. Da mesma forma, os redemoinhos podem se formar em apenas uma direção de fluxo.

No entanto, a análise de corrente das marés é semelhante à análise das alturas das marés: no caso simples, em um determinado local, o fluxo de inundação está principalmente em uma direção e o fluxo de refluxo em outra direção. As velocidades de inundação recebem sinal positivo e o sinal negativo das velocidades de refúgio. A análise prossegue como se estas fossem alturas de maré.

Em situações mais complexas, os fluxos principais e refluidos e inundações não dominam. Em vez disso, a direção do fluxo e a magnitude traçam uma elipse sobre um ciclo de maré (em um gráfico polar) em vez de ao longo das linhas de fluxo e refluxo. Nesse caso, a análise pode prosseguir ao longo de pares de direções, com as direções primárias e secundárias em ângulos retos. Uma alternativa é tratar os fluxos das marés como números complexos, pois cada valor tem uma magnitude e uma direção.

As informações de fluxo de maré são mais comumente vistas em gráficos náuticos, apresentados como uma tabela de velocidades e rolamentos de fluxo em intervalos horários, com tabelas separadas para as marés de mola e NEAP. O tempo é relativo a água alta em algum porto, onde o comportamento das marés é semelhante em padrão, embora possa estar longe.

Como nas previsões da altura da maré, as previsões do fluxo de maré baseadas apenas em fatores astronômicos não incorporam condições climáticas, o que pode alterar completamente o resultado.

O fluxo das marés através do estreito de Cook entre as duas principais ilhas da Nova Zelândia é particularmente interessante, pois as marés de cada lado do estreito estão quase exatamente fora de fase, de modo que a água alta de um lado é simultânea com a água baixa do outro. Correntes fortes resultam, com quase zero alteração de altura das marés no centro do estreito. No entanto, embora a onda das marés normalmente flua em uma direção por seis horas e na direção inversa por seis horas, um aumento específico pode durar oito ou dez horas com o surto reverso embebido. Em condições climáticas especialmente barulhentas, o aumento reverso pode ser totalmente superado, para que o fluxo continue na mesma direção durante três ou mais períodos de surto.

Uma complicação adicional para o padrão de fluxo de Cook Strait é que a maré no lado sul (por exemplo, em Nelson) segue o ciclo de maré de Spring-Nap-NEAP comum (como encontrado ao longo do lado oeste do país), mas o padrão de maré do lado norte Tem apenas um ciclo por mês, como no lado leste: Wellington e Napier.

O gráfico das marés de Cook Strait mostra separadamente a alta água e a baixa altura da água e o tempo, até novembro de 2007; Estes não são valores medidos, mas são calculados a partir de parâmetros de maré derivados de medições de anos de idade. O gráfico náutico do Cook Strait oferece informações atuais de maré. Por exemplo, a edição de janeiro de 1979 para 41 ° 13 · 9 de 174 ° 29 · 6'E (noroeste de Cape Terawhiti) refere -se aos tempos de Westport, enquanto a edição de janeiro de 2004 se refere a Wellington. Perto de Cape Terawhiti, no meio do Estreito de Cook, a variação da altura das marés é quase nula, enquanto a corrente de maré atinge seu máximo, especialmente perto do notório Karori Rip. Além dos efeitos climáticos, as correntes reais através do Estreito de Cook são influenciadas pelas diferenças de altura das marés entre as duas extremidades do estreito e, como pode ser visto, apenas uma das duas marés de primavera no noroeste do estreito perto de Nelson tem um Maré de primavera de contrapartida no extremo sudeste (Wellington), então o comportamento resultante segue nenhum porto de referência. [Citação necessária]

Geração de energia

Artigo principal: Power Tidal

A energia das marés pode ser extraída por dois meios: inserir uma turbina de água em uma corrente de maré ou construir lagoas que liberam/admitem água através de uma turbina. No primeiro caso, a quantidade de energia é totalmente determinada pela magnitude do tempo e da corrente de maré. No entanto, as melhores correntes podem estar indisponíveis porque as turbinas obstruiriam navios. No segundo, as barragens de represamento são caras para construir, os ciclos naturais de água são completamente interrompidos, a navegação de navios é interrompida. No entanto, com várias lagoas, a energia pode ser gerada em horários escolhidos. Até agora, existem poucos sistemas instalados para a geração de energia das marés (mais famosa, La Rance em Saint Malo, França) que enfrentam muitas dificuldades. Além das questões ambientais, simplesmente suporta a corrosão e os desafios de engenharia de incrustações biológicos.

Os proponentes de energia das marés apontam que, diferentemente dos sistemas de energia eólica, os níveis de geração podem ser previstos com segurança, exceto pelos efeitos climáticos. Enquanto alguma geração é possível para a maior parte do ciclo das marés, as turbinas práticas perdem eficiência a taxas operacionais mais baixas. Como a energia disponível de um fluxo é proporcional ao cubo da velocidade de fluxo, os horários durante os quais a alta geração de energia é possível são breves.

Navegação

Usos civis e marítimos dos EUA de dados de marés

Os fluxos das marés são importantes para a navegação e erros significativos em posição ocorrem se não forem acomodados. As alturas das marés também são importantes; Por exemplo, muitos rios e portos têm uma "barra" superficial na entrada, que impede que barcos com projeto significativo entrem na maré baixa.

Até o advento da navegação automatizada, a competência no cálculo dos efeitos das marés era importante para os oficiais da Marinha. O certificado de exame para tenentes na Marinha Real declarou que o oficial em potencial conseguiu "mudar suas marés".

Os horários e velocidades do fluxo das marés aparecem em gráficos de maré ou em um atlas de fluxo de maré. Os gráficos de maré vêm em conjuntos. Cada gráfico cobre uma única hora entre uma água alta e outra (eles ignoram as sobras de 24 minutos) e mostram o fluxo médio de maré para essa hora. Uma seta no gráfico das marés indica a direção e a velocidade média de fluxo (geralmente em nós) para as marés da mola e da NEAP. Se um gráfico de maré não estiver disponível, a maioria dos gráficos náuticos possui "diamantes de maré", que relacionam pontos específicos no gráfico a uma tabela que fornece orientação e velocidade de fluxo de maré.

O procedimento padrão para neutralizar os efeitos das marés na navegação é (1) calcular uma posição de "cálculo morto" (ou dr) a partir da distância e direção da viagem, (2) marque o gráfico (com uma cruz vertical como um sinal de mais) e (3 ) Desenhe uma linha do DR na direção da maré. A distância que a maré move o barco ao longo desta linha é calculada pela velocidade das marés, e isso fornece uma "posição estimada" ou EP (tradicionalmente marcada com um ponto em um triângulo).

Indicador de maré, Rio Delaware, Delaware c. 1897. No momento mostrado na figura, a maré está 1+1⁄4 pés acima da água baixa e ainda está caindo, conforme indicado pela apontar da seta. O indicador é alimentado pelo sistema de polias, cabos e um flutuador. (Relatório do Superintendente da Pesquisa Costa e Geodética mostrando o progresso do trabalho durante o ano fiscal que termina em junho de 1897 (p. 483))

Os gráficos náuticos exibem a "profundidade parada" da água em locais específicos com "sondagens" e o uso de linhas de contorno batimétrico para representar a forma da superfície submersa. Essas profundidades são relativas a um "dado do gráfico", que normalmente é o nível da água na maré astronômica mais baixa possível (embora outros dados sejam comumente usados, especialmente historicamente, e as marés podem ser mais baixas ou mais altas por razões meteorológicas) e, portanto, são o mínimo Possível profundidade da água durante o ciclo das marés. As "alturas de secagem" também podem ser mostradas no gráfico, que são as alturas do fundo do mar exposto na maré astronômica mais baixa.

As mesas de maré listam a cada dia alturas e horários de água alta e baixa. Para calcular a profundidade real da água, adicione a profundidade mapeada à altura da maré publicada. A profundidade para outros momentos pode ser derivada de curvas de maré publicadas para os principais portos. A regra dos décimos dos quilômetros pode ser suficiente se uma curva precisa não estiver disponível. Essa aproximação presume que o aumento da profundidade nas seis horas entre a água baixa e alta é: Primeira hora - 1/12, segundo - 2/12, terceiro - 3/12, quarto - 3/12, quinto - 2/12, Sexto - 1/12.

Aspectos biológicos

Ecologia intertidal

Uma rocha, vista em água baixa, exibindo zonação intertidal típica.
Artigo principal: ecologia intertidal
Informações adicionais: zona entre marés

A ecologia intertidal é o estudo de ecossistemas entre as linhas de baixa e alta água ao longo de uma costa. Em água baixa, a zona entre marés é exposta (ou emerada), enquanto em água alta, está debaixo d'água (ou imersa). Os ecologistas intertidais, portanto, estudam as interações entre organismos intertidais e seu ambiente, bem como entre as diferentes espécies. As interações mais importantes podem variar de acordo com o tipo de comunidade intertidal. As classificações mais amplas são baseadas em substratos - costa rochosa ou fundo macio.

Os organismos intertidais exp