Wenn Sie in Küstennähe leben oder jemals den Strand besucht haben, sind Sie sich wahrscheinlich der Gezeiten bewusst. Aber wussten Sie, dass Gezeiten wirklich große Wellen sind, die sich als Reaktion auf die Kräfte von Mond und Sonne durch den Ozean bewegen? Gezeiten erscheinen als regelmäßiger Aufstieg und Fall der Meeresoberfläche. Wie stark sich der Wasserstand im Laufe des Tages ändert, hängt davon ab, wo Sie sich befinden und an welchem Tag er ist.,
Der Nationale Ozeandienst der NOAA misst und prognostiziert Gezeiten seit den 1800er Jahren mit technischen Systemen, die Änderungen des Wasserspiegels automatisch erkennen und aufzeichnen. Diese frühen Datensätze wurden mechanisch auf Papierfässern gesammelt, die von Wissenschaftlern regelmäßig besucht und angepasst werden mussten. Heute werden die Daten elektronisch erfasst, über Satellit übertragen und online zur Verfügung gestellt. Das Rückgrat dieses Systems bildet ein Netzwerk von langfristigen, kontinuierlich arbeitenden Wasserstandsstationen, das als National Water Level Observation Network bekannt ist., Es gibt Echtzeit-Gezeitenbeobachtungen und Vorhersagestationen in den Vereinigten Staaten. Wenn sich der Wasserstand ständig ändert, woher wissen wir dann, wie stark der Wasserstand von normal gestiegen oder gesunken ist? Um Normal zu definieren, verwenden Wissenschaftler eine Referenz oder ein Datum als Ausgangspunkt, von dem aus alle Messungen durchgeführt werden. Die Zahlen, die auf einer Seekarte erscheinen, stellen Wassertiefen dar, die relativ zu einem solchen Datum gemessen werden.,
Physik der Gezeiten
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Gezeiten treten als Reaktion auf die Anziehungskraft von Sonne und Mond und die Rotation der Erde auf. Es gibt drei grundlegende Gezeitenmuster-tagaktiv, halbaktiv und gemischt. Tagaktive Gezeiten zeichnen sich durch eine Hoch-und Ebbe pro Tag aus. Auf der anderen Seite zeichnen sich halbnachtliche Gezeiten durch zwei hohe und zwei niedrige Gezeiten pro Tag in ungefähr regelmäßigen Zeitintervallen aus und sind in der Höhe ähnlich., Gemischte Gezeiten ähneln halbnachtlichen Gezeiten insofern, als sie zwei hohe und niedrige Gezeiten haben, sich jedoch dadurch unterscheiden, dass die Höhe aufeinanderfolgender hoher (und niedriger) Gezeiten erheblich abweichen kann. Semidiurnal Gezeiten sind häufig an der Ostküste der Vereinigten Staaten gefunden, und gemischte Gezeiten an der Westküste der USA Tageszeiten sind vor allem im Golf von Mexiko gefunden., Das Center for Operational Oceanographic Products and Services (CO-OPS) der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) und andere Organisationen haben ein System zur Echtzeitüberwachung von Gezeiten eingerichtet, das jetzt zentimetergenau gemessen werden kann.
Die Gezeiten auf dem Ozean können zwischen den Küsten um dutzende Meter (vertikal) variieren. Die Gravitationsattraktion auf dem Teil des Ozeans, der direkt mit der Sonne und/oder dem Mond ausgerichtet ist, zieht tatsächlich eine Wasserwölbung von der Erde weg., Wenn sich die direkte Ausrichtung von Sonne und Mond auf die Erde aufgrund der Rotation und Umdrehung dieser drei Himmelskörper ändert, bewegt sich die Ausbuchtung des Wassers. Der Zug von Wasser weg von der Erde in Richtung Sonne und / oder Mond zieht Wasser weg von anderen Teilen des Ozeans. Die Zentrifugalbeschleunigung verursacht tatsächlich eine weitere Ausbuchtung von Wasser auf der gegenüberliegenden Seite der Erde. Diese Bewegung des Wassers auf und ab relativ zum durchschnittlichen Meeresspiegel ist per Definition Hoch-und Ebbe. Das Timing der Hoch-und Tiefzeiten lässt sich leicht vorhersagen, wenn man die Positionen von Sonne und Mond kennt.,
Küstengezeiten
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Gezeiten sind ein regelmäßiges Ereignis an jeder Küste und ihr Timing ist vorhersehbar. Ihr Vorkommen ist von großer Bedeutung für alle Meeresaktivitäten, einschließlich der natürlichen täglichen Überschwemmungen und Trocknung von Küstenfeuchtgebieten, in denen sich Tiere und Pflanzen entwickelt haben, um in diesen einzigartigen Umgebungen zu gedeihen. Viele Feuchtgebiete an der Küste sind auch der Ausgang zu terrestrischen Bächen und Flüssen, die in den Ozean fließen., An diesen Orten müssen Organismen in der Lage sein, eine Reihe von Umweltbedingungen zu tolerieren, einschließlich großer Schwankungen des Salzgehalts, die in Bezug auf den Süßwassereintrag auftreten. Natürliche und menschliche Veränderungen dieser regelmäßigen Zyklen können verheerende Auswirkungen auf diese Organismen haben. Einige dieser Veränderungen sind schnell und einige treten langsamer auf, wenn die Küsten über Millionen von Jahren reformiert werden.
Gezeitenbereiche können durch viele Faktoren beeinflusst werden, darunter Breitengrad, Bathymetrie und die Form der Küste., An Küsten mit langen flachen Steigungen können die Hoch-und Ebbe-Markierungen in horizontaler Entfernung Dutzende Meter voneinander entfernt sein.
In anderen Gebieten kann Wasser durch Flussmündungen und Böschungen durch einzigartige Küstenstrukturen geleitet werden, was die Gezeiten stark erhöht. Der Tidenhub in der Bay of Fundy, New Brunswick, Kanada kann fast 20 Meter. Die Aussicht bei Ebbe in der Bay of Fundy kann ein dramatischer Anblick sein, da Buchten, die früher am Tag mit Wasser gefüllt waren, einige Stunden lang bis zur Flut geleert werden können.,
Dieser Link http://www.srh.weather.gov/jetstream/ocean/fundy_max.htm zeigt ein Diagramm des Gezeitenbereichs in der Bay of Fundy an.
Gezeitenströme
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Ozeanische Strömungen werden von vielen Faktoren wie Wind, Salzgehalt und Temperaturunterschieden angetrieben. Der Aufstieg und Fall der Gezeiten, die durch die Anziehungskraft von Sonne und Mond auf den Ozean der Erde angetrieben werden, sind eine weitere Ursache für Strömungen. Gezeitenströmungen sind im Ozean, in Ufernähe, in Buchten und Flussmündungen und entlang der Küste vorhanden., Die Geschwindigkeit und Richtung der Gezeitenströme sind vorhersehbar.
Gezeitenströme sind die einzige Art von Strom, die durch die Wechselwirkungen von Erde, Sonne und Mond beeinflusst wird. Die Kraft des Mondes ist viel größer als die der Sonne, weil der Mond ungefähr 390 mal näher an der Erde ist als die Sonne. Gezeitenströme werden wie Gezeiten von den verschiedenen Mondphasen beeinflusst. Während eines Neu-oder Vollmonds sind Gezeitenstromgeschwindigkeiten am stärksten und werden Federströme genannt., Wenn sich der Mond in der ersten oder dritten Viertelphase befindet, sind die Gezeitenstromgeschwindigkeiten am schwächsten und werden Neap-Ströme genannt.
Gezeiten: Messungen und Daten
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die Messung, Sammlung und Analyse von Daten über die Gezeiten hat sich sehr anspruchsvoll mit modernen Fortschritten in der Technologie. Heute gibt es eine große Anzahl von Überwachungsstationen, die Daten in Echtzeit übertragen.
Dieses Netz von Küstenüberwachungsstationen befindet sich in großen schiffbaren Häfen und entlang der meisten Küsten der Vereinigten Staaten., Der Anstieg und Fall der Gezeiten wirken sich stark auf alle Schiffsreisen aus. Brücken und andere Strukturen, die sich über schiffbare Flüsse erstrecken, begrenzen die Größe von Schiffen, die unter ihnen hindurchfahren können. Der Abstand zwischen dem Wasser und dem Boden der Struktur wird als Luftspalt bezeichnet. Wenn ein 50 Meter hohes Schiff versucht, unter eine Brücke mit einem Luftspalt von nur 45 Metern zu gelangen, werden das Schiff und die Brücke beschädigt. Manchmal wird der Durchgang unter einer Brücke so genau berechnet, dass ein Schiff nur bei Ebbe unter einer Brücke hindurchfahren kann – was den Luftspalt vergrößert., Oder wenn der Luftspalt zu klein ist, damit das Schiff passieren kann, muss die Brücke beweglich sein, z. B. eine Zugbrücke.