Приливный резонанс - Tidal resonance

Эта статья о феномене океанографии. Для использования в астрономии см. Приливная блокировка.
Приливы на Portishead Док в Бристольском проливе. Пример приливного резонанса.

В океанография, а приливный резонанс происходит, когда прилив возбуждает один из резонансный режимы океана.[1] Эффект наиболее поразителен, когда континентальный шельф имеет ширину около четверти длины волны. Тогда падающая приливная волна может быть усилена отражениями между берегом и краем шельфа, в результате чего будет получено гораздо большее приливный диапазон на побережье.

Известные примеры этого эффекта можно найти в Залив Фанди, где, как сообщается, наблюдаются самые высокие в мире приливы, и в Бристольский канал. Менее известен Leaf Bay, часть Бухта Унгава возле входа в Гудзонов пролив (Канада ), который имеет приливы, аналогичные Залив Фанди.[2] Другие резонансные области с большими приливами включают Патагонский шельф и на континентальном шельфе северо-запад Австралии.[3]

Большинство резонансных областей также ответственны за большую часть общего количества приливной энергии, рассеиваемой в океанах. Данные спутникового высотомера показывают, что M2 прилив рассеивает примерно 2,5 ТВт, из которых 261 ГВт теряется в Гудзонов залив комплекса, 208 ГВт на европейских шельфах (включая Бристольский канал), 158 ГВт на северо-западном австралийском шельфе, 149 ГВт на Желтое море и 112 ГВт на Патагонский шельф.[4]

Шкала резонансов

Скорость долгого волны в океане определяется, с хорошим приближением, , куда грамм это ускорение свободного падения и час это глубина океана.[5][6][7]Для типичного континентального шельфа с глубиной 100 м скорость составляет примерно 30 м / с. Таким образом, если период приливов составляет 12 часов, шельф на четверть длины волны будет иметь ширину около 300 км.

С более узкой полкой резонанс все еще присутствует, но он не соответствует частоте приливов и поэтому меньше влияет на амплитуды приливов. Однако этого эффекта все же достаточно, чтобы частично объяснить, почему приливы вдоль побережья, лежащего за континентальным шельфом, часто выше, чем на прибрежных островах в глубоком океане (одно из дополнительных частично объяснений - Закон Грина ). Резонансы также порождают сильные приливные течения, и именно турбулентность, вызванная течениями, ответственна за большое количество приливной энергии, рассеиваемой в таких регионах.

В глубоком океане, где обычно глубина составляет 4000 м, скорость длинных волн увеличивается примерно до 200 м / с. Разница в скорости по сравнению с шельфом является причиной отражений на краю континентального шельфа. Вдали от резонанса это может уменьшить приливную энергию, поступающую на шельф. Однако вблизи резонансной частоты фазовое соотношение между волнами на шельфе и в глубинах океана может иметь эффект притягивания энергии на шельф.

Повышенная скорость длинных волн в глубоком океане означает, что длина приливной волны там порядка 10 000 км. Поскольку бассейны океана имеют одинаковый размер, они также могут быть резонансными.[8][9] На практике глубокие океанские резонансы трудно наблюдать, вероятно, потому, что глубокий океан слишком быстро теряет приливную энергию в сторону резонансных шельфов.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Платцман, Г. (1991), "Приливные доказательства нормальных режимов океана", в Parker, B.P. (ред.), Приливная гидродинамика, Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья, п. 883
  2. ^ O'Reilly, C.T .; Solvason, R .; Соломон, К. (2005). Дж. Райан (ред.). "Где самые большие приливы в мире". Годовой отчет BIO: обзор за 2004 год. Biotechnol. Ind. Org., Вашингтон, округ Колумбия: 44–46.
  3. ^ Уэбб, Д.Дж. (1976). «Модель резонансов континентального шельфа». Глубоководные исследования. 23 (1): 1–15. Bibcode:1976DSROA..23 .... 1Вт. Дои:10.1016/0011-7471(76)90804-4.
  4. ^ Egbert, G.D .; Рэй, Р. (2001). "Оценки M2 приливная диссипация по данным высотомера TOPEX / Poseidon ". Журнал геофизических исследований. 106 (C10): 22475–22502. Bibcode:2001JGR ... 10622475E. Дои:10.1029 / 2000JC000699.
  5. ^ Сегар, Д.А. (2007). Введение в науку об океане. Нью-Йорк: W.W. Нортон. С. 581+.
  6. ^ Кнаусс, Дж. (1997). Введение в физическую океанографию. Лонг-Гроув, США: Waveland Press. п. 309.
  7. ^ Дефант, А. (1961). Введение в физическую океанографию. II. Оксфорд: Pergamon Press. п. 598.
  8. ^ Platzman, G.W .; Curtis, G.A .; Hansen, K.S .; Слейтер, Р. Д. (1981). «Нормальные режимы Мирового океана. Часть II: Описание режимов в диапазоне от 8 до 80 часов». Журнал физической океанографии. 11 (5): 579–603. Bibcode:1981JPO .... 11..579P. Дои:10.1175 / 1520-0485 (1981) 011 <0579: NMOTWO> 2.0.CO; 2.
  9. ^ Уэбб, Д.Дж. (1973). «Приливный резонанс в Коралловом море». Природа. 243 (5409): 511. Bibcode:1973Натура.243..511Вт. Дои:10.1038 / 243511a0.