Приливы и отливы: лунный маятник, управляющий морями и людьми

Что такое прилив и отлив

Приливы — периодическое повышение уровня моря, отливы — его понижение. Средний цикл «прилив → отлив → прилив» длится ~12 ч 25 мин, но в деталях зависит от географии, орбиты Луны и динамики океанов. Из-за этого одни берега испытывают перепад всего 20 см, а другие — более 15 м.

Физика: как Луна и Солнце тянут океан

Три «двигателя» приливной волны

Гравитация Луны — создаёт основной «горб» воды, обращённый к спутнику.
Центробежная сила системы Земля-Луна формирует второй горб на противоположной стороне планеты.
Гравитация Солнца (≈ 46 % лунного влияния) усиливает или ослабляет лунный эффект в зависимости от фаз.

Пружина «мировой воды» и вращение Земли

Земля делает оборот за 24 ч, а приливная волна стремится «стоять» по линии Луна–Земля. Поэтому для наблюдателя получается двойной ежедневный цикл. Но океан — не бассейн: континенты, глубина и вращение (эффект Кориолиса) искажают идеальную картину, порождая динамические приливы.

Ключевые термины

Сизигийные (syzygy) приливы — «живые» или сигизии, когда Луна и Солнце выстроены (Новолуние, Полнолуние); диапазон на 20–30 % выше нормы.
Квадратурные (neap) приливы — фаза I/III четверти, разброс уровней минимальный.
Perigean spring tide — «королевский прилив», когда новолуние/ полнолуние совпадает с перигеем Луны; рекорды ежегодно попадают в новости.

Типы суточного цикла

Тип	Количество приливов в сутки	Где встречается
Полусуточный (semi-diurnal)	2 высоких + 2 низких	Атлантика, Северное море
Суточный (diurnal)	1 высокий + 1 низкий	Мексиканский залив, Южно-Китайское море
Смешанный	2, но разной амплитуды	Тихоокеанское побережье США, Япония

Мировая карта амплитуд

Бухта Фанди (Канада) — мировые рекорды, до 16 м.
Мезенский залив (Белое море, РФ) — 10–11 м.
Мон-Сен-Мишель (Франция) — «прилив скорости скакуна», до 14 км откатывает береговую линию.
Средиземное море — микротидная зона, 10–40 см.

Удивительные явления приливов

Приливные волны-боры

В длинных мелководных эстуариях прилив превращается в единую фронтальную волну высотой до 3 м, движущуюся против течения реки. Знаменитые боры — Киантан (Китай), Севен (Великобритания), Амазонский «Поророка», где на гребне катаются серферы-экстремалы.

Амфидромические точки

Зоны почти нулевой амплитуды, вокруг которых приливная волна вращается по часовой или против часовой стрелки. Они формируют «розу» фазовых задержек на океанических картах.

Внутренние приливы

Под поверхностью на границе водных слоёв разной плотности формируются километровые волны-солитоны, влияющие на подводную навигацию и распределение питательных веществ.

Приливы и человек

Навигация и порты

Глубоководные суда заходят в устья Темзы, Эльбы, Амура строго по расписанию максимумов. В Средние века неприятельские флоты «застревали» на мель из-за ошибки в лунном календаре.

Энергетика приливов

ПЭС «Ла-Ранс» (Франция, 1966) — 240 МВт, окупилась за 20 лет.
Шотландские турбины MeyGen — потоковые генераторы в проливе Пентленд-Ферт, КПД >40 %.
Минус: высокая стоимость капекса и воздействие на эстуарные экосистемы.

Биологические ритмы

У устриц crassostrea створки открываются по 12-часовому циркатидному ритму даже в лаборатории. Пляжные рыбы Grunion метают икру исключительно во время ночных приливов нового и полнолуния. У людей достоверных «приливных» колебаний настроения или родов не выявлено (мета-анализ BMJ 2021).

Как составляют прогнозы

Мареографы (приливомеры) ведут непрерывную запись уровня моря с точностью < 1 см.
Гармонический анализ разлагает сигнал на основные конституенты (M₂, S₂, K₁, O₁, …).
Алманахи и приложения (XTide, NOAA TidePred) публикуют таблицы на годы вперёд; погрешность обычно < 10 мин / 10 см.
Спутники altimetry (TOPEX/Poseidon, Jason-3) уточняют глобальную циркуляцию и внутренние приливы океана.

Долгосрочные изменения

18,6-летний лунный узловой цикл меняет наклон орбиты — амплитуды приливов колеблются ±3–4 см.
Увеличение среднего уровня моря (≈ 3,4 мм/год) усиливает воздействие «королевских приливов» на прибрежные города.
Медленное удаление Луны (3,8 см/год) со временем снизит приливные силы, но заметно это будет лишь через сотни миллионов лет.

Опасности, связанные с приливами

Приливные наводнения («sunny day floods») — регулярные подтопления Маями и Джакарты без шторма.
Комбо прилив + шторм («штурм-сёрдж») увеличивает нагон воды: ураган «Сэнди» (2012) превысил прогноз ещё на 30 см из-за совпадения с сизигийным максимумом.
Скоростные отливы в местах с большим диапазоном оставляют людей на удалённых песчаных косах — ежегодные спасоперации на побережье Бретани.

Распространённые мифы

«Приливы вызваны ветром» — ветер формирует сгонно-нагонные колебания, но периодичность 12/24 ч возможна лишь из-за лунно-солнечной гравитации.
«Луна управляет настроением и преступностью» — статистические обзоры FBI и NIH не выявили корреляций после учёта сезонных факторов.
«Цунами — это сверхприлив» — у цунами другая природа (сейсмическое смещение дна) и период 10–60 мин, а не 12 ч.

Будущее исследований

Батареи на солёных потоках (Blue Energy) используют осмос устьевых приливов для генерации без плотин.
Спутниковое созвездие SWOT (2023-) картирует прибрежные приливы с разрешением 1 км.
AI-модели объединяют данные метеорадаров и мареографов, сокращая ошибку краткосрочного прогноза до 5 см.

Вывод

Прилив — это не просто подъём воды, а глобальный «дыхательный процесс» планеты, синхронизированный с лунным маятником. Он формирует береговые ландшафты, кормит экосистемы, снабжает энергией и одновременно несёт риск наводнений. Чем точнее мы понимаем его законы, тем лучше сможем использовать силу океана, защищая при этом людей и города.

Рекомендуем прочитать следующую статью: Муссоны: дожди-спасители и разрушители Южной Азии

Нажав здесь, вы вернётесь к каталогу статей