PływypływyPływy to okresowe i regularne ruchy wód oceanicznych, które polegają na wznoszeniu i opadaniu poziomu morza. Cykliczny wzrost poziomu od najniższego położenia do najwyższego nazywamy przypływemprzypływprzypływem, a zjawisko odwrotne - odpływemodpływodpływem. Długość trwania tych zjawisk nazywamy odpowiednio czasem trwania przypływu i czasem trwania odpływu.

R2Vv5SwIC5k1R
Bay of Fundy
Źródło: By Tttrung - Created by the uploader, from two separated GFDL photographs (en:Image:Bay_of_Fundy_Low_Tide.jpg and en:Image:Bay_of_Fundy_High_Tide.jpg) taken in 1972 by Samuel Wantman, CC BY-SA 3.0, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=451805.

Bezpośrednią przyczyną powstawania pływów jest oddziaływanie grawitacyjne Księżyca i Słońca na Ziemię, a także ich wzajemne położenie. Pod względem fizycznym wpływ ciał niebieskich na siebie można zrozumieć za pomocą prawa powszechnego ciążenia: F oznacza siłę oddziaływania, m to masa ciała, r to odległość między nimi, a G to stała grawitacji.

F = G   m 1 × m 2 r 2
RaANZOgj6rkQj
Sposób formowania pływów przez siły grawitacyjne Księżyca i siłę odśrodkową
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na powyższej grafice przedstawiono sposób formowania pływów przez siły grawitacyjne Księżyca i siłę odśrodkową wywołaną obrotem Ziemi wokół środka ciężkości układu Ziemia–ciało niebieskie, która działa na naszą planetę. Księżyc przyciąga Ziemię najsilniej w zenicie, słabiej w centrum planety, zaś najsłabiej - po przeciwnej stronie – w nadirze. Siła odśrodkowa Ziemi wynika z ruchu układu Ziemia‑Księżyc. Efektem podanych sił jest mocniejsze przyciąganie powierzchni oceanów po stronie bliżej Księżyca, tam pływy będą największe. Po drugiej stronie Ziemi Księżyc mocniej przyciąga skorupę niż oceany, gdyż te są od niego dalej, więc słabiej przyciągana woda oceaniczna oddala się od skorupy. Dodatkowo zjawisko to potęguje siła odśrodkowa. Efektem końcowym jest powstanie dwóch nabrzmień wody – dwóch wybrzuszeń przypływowych.

RRp6twzy7vhdj
Oddziaływanie Księżyca i Słońca na pływy
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., CC BY-SA 3.0, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/.

Na pływy na Ziemi oddziałuje także, choć w mniejszym stopniu, siła przyciągania Słońca. Gdy środki Ziemi, Księżyca i Słońca znajdują się w prostej linii, wtedy ich   oddziaływanie grawitacyjne sumuje się. W takim przypadku pływy osiągają maksymalne wartości – powstaje przypływ syzygijnypływ syzygijnyprzypływ syzygijny. Z kolei, gdy Księżyc jest w położeniu prostopadłym do Słońca, będąc w pierwszej lub ostatniej kwadrze, zachodzi przypływ kwadraturowyprzypływ kwadraturowyprzypływ kwadraturowy. Podczas jego trwania wielkość pływu równa jest różnicy wysokości fali przypływu wywołanego przez Księżyc i Słońce. Jeżeli za wysokość fali przypływu wywołanego tylko przez Księżyc przyjmiemy wartość równą 1, to przy przypływie syzygijnym wartość ta wzrośnie do 1,46, zaś przy kwadraturowym spadnie do 0,54.

Wielkość pływów księżycowych (zależnych od położenia Księżyca względem Ziemi) jest modyfikowana przez działanie pływotwórcze Słońca, co pozwala nam wyróżnić dwa rodzaje pływów: syzygijne (największe) i kwadraturowe (kwadrowe, najmniejsze).

R1H81Yd0cz8RV
Amplituda pływów w trakcie miesiąca
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Nie wszędzie pływy występują z tą samą częstotliwością. W rejonie równika spotyka się pływy dobowe. Występują na Oceanie Spokojnym u wybrzeży Azji i Nowej Gwinei oraz na Oceanie Atlantyckim w Zatoce Meksykańskiej. Fala przypływu występuje tam raz w czasie trwania doby księżycowej. W średnich szerokościach geograficznych (zwłaszcza w rejonie Atlantyku) występują pływy półdobowe, których specyfiką jest pojawianie się dwóch fal przypływu w czasie jednego obiegu Księżyca wokół Ziemi (np. Zatoka Fundy). Na obszarach Japonii, Filipin, Morza Południowochińskiego, w Zatoce Arabskiej i Perskiej, w Morzu Czerwonym pojawiają się pływy mieszane. W ciągu doby księżycowej mają one różny czas odpływu.

RDu0EGyORvoi31
Rodzaje pływów
Źródło: Englishsquare.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na wielkość pływów, oprócz czynników astronomicznych, wpływ mają:

  • głębokość morza - im głębsze morze, tym pływy większe, im płytsze, tym mniej jest wody, która może podlegać pływom;

  • typ wybrzeża - wybrzeża fiordowe czy estuariowe z długimi zatokami sprzyjają pływom, zaś wybrzeża płaskie nie;

  • kształt i wielkość morza - im zbiorniki większe i równoleżnikowo wydłużone, tym łatwiej kumuluje się woda;

  • zjawiska rezonansowe powstają w wyniku nakładania się powyższych.

Na pełnym oceanie wielkość fal pływowych oscyluje w granicach 60‑70 cm. W morzach zamkniętych i półzamkniętych dochodzą one do kilku centymetrów, dla Bałtyku średnia to 5 cm. Największe wartości obserwuje się w długich zatokach i głębokich estuariach: Zatoka Fundy - 19,6 m; Port of Rio Gallegos - 18,0 m; Zatoka Frobishera - 17,4 m; Rzeka Severn - 16,8 m; Zatoka Penżyńska - 14,7 m.

Ciekawostka

W ujściach rzek pływy mogą zaznaczać się nawet kilkaset kilometrów od morza. Są to duże i wysokie fale pływowe typu bora, na Amazonce nazywane pororoka. Fale te przemieszczają się niezmiernie szybko i posiadają znaczną wysokość czoła, dzięki czemu mogą wdzierać się daleko wgłąb lądu, wykorzystując do tego celu doliny rzek. Szczególny przypadek stanowi Amazonka, w której falę obserwuje się 1400 kilometrów od Atlantyku. Zjawisko to występuje na blisko 80 rzekach na świecie. Często fale tego typu wykorzystują surferzy, którzy podkreślają, że ze względu na mniejszą gęstość słodkiej wody są one bardzo wymagające.

R1H41tTBO9e3v
Fala nazywana Srebrnym Smok na rzece Qiantang w Chinach (do 9 m wysokości, do 40 km/h)
Źródło: Par gwydionwilliams — originally posted to Flickr as 2009_07_21_DSC04892, CC BY 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0, dostępny w internecie: https://fr.wikipedia.org/wiki/Qiantang#/media/Fichier:Tidal_bore_at_the_Qiantang_river,_Hangzhou.jpg.

Słownik

odpływ
odpływ

cykliczny spadek poziomu morza z położenia najwyższego do najniższego

pływy
pływy

okresowe i regularne ruchy wód oceanicznych, które polegają na wznoszeniu i opadaniu poziomu morza

pływ syzygijny
pływ syzygijny

zjawisko zachodzące gdy Księżyc, Ziemia i Słońce ustawione są w jednej linii

przypływ
przypływ

cykliczny wzrost poziomu wody od najniższego położenia do najwyższego

przypływ kwadraturowy
przypływ kwadraturowy

zjawisko, które zachodzi, gdy Księżyc, Ziemia i Słońce tworzą ze sobą kąt prosty