PROFILPELAJAR.COM

Земной прилив (англ. earth tide ) — колебание тела Земли (смещение уровенной поверхности) под действием приливных сил^[1], обусловленных гравитацией Луны и Солнца. Амплитуда смещения около 0,5 метра^[1]. Самые значительные периодические составляющие земных приливов — полусуточные, но присутствуют также суточные, полугодовые и двухнедельные колебания.

Сила, вызывающая прилив

Сила, вызывающая земной прилив: Луна над 30° с. ш.

Большая из периодических гравитационных сил исходит от Луны. На рисунках изображена приливная сила, создаваемая Луной, для случая, когда Луна находится точно над 30° с. ш. (на рисунке справа), или 30° ю. ш. (на рисунке слева. Красным цветом показана сила, направленная вверх (от центра Земли), синим цветом — направленная вниз (к центру Земли). На каждой картинке одна красная область находится под Луной, другая от в противоположной точке. Если, например, в данный момент времени Луна находится прямо над 30° с. ш. (правый рисунок), 90° з. д., то центр одной красной области находится на 30° с. ш., 90° з. д. (под Луной), центр второй красной области на 30° ю. ш., 90° в. д. (в противоположной от Луны точке), а синеватой полоса является большим кругом, равноудалённым от этих точек. В результате вращения Земли на 30° широты пик силы возникает один раз в сутки, что дает суточный период колебаний силы. На экваторе же возникновение двух равных пиков (и двух впадин) силы соответствует полусуточному периоду колебаний.

Земной прилив

Земной прилив охватывает все тело Земли, и ему не мешают тонкая кора и массивы суши на поверхности в масштабах, которые делают несущественной жесткость горных пород. Хотя гравитационная сила, вызывающая земные и океанские приливы одинакова, её действие на твёрдую землю и на океанскую воду различна. Океанические приливы являются следствием резонанса одних и тех же движущих сил с периодическими движениями воды в Мировом океане, накопленными за много дней, так что их амплитуда изменяются на коротких расстояниях всего в несколько сотен километров. В то же время периоды собственных колебаний Земли несоразмерны астрономическим временам, поэтому высота земного прилива обусловлена только действующими в данный момента силами.

Компоненты прилива с периодом около двенадцати часов имеют лунную амплитуду (разность высот выпуклости/впадины земной поверхности), которая чуть более чем в два раза превышает высоту солнечных амплитуд, как показано в таблице ниже. Полусуточный прилив (один максимум каждые 12 или около того часов) преимущественно лунный и вызывает секторальные деформации. Суточный прилив лунно-солнечный и вызывает тессеральные деформации^[2].

Приливные составляющие

Основные составляющие прилива. Амплитуды могут отличаться от перечисленных в пределах нескольких процентов^[3]^[4].

Полусуточный
Приливная составляющая	Период	Вертикальная амплитуда (мм)	Горизонтальная амплитуда (мм)
М ₂	12,421 ч	384,83	53,84
S ₂ (солнечная полусуточная)	12.000 ч	179,05	25.05
N ₂	12,658 ч	73,69	10.31
К ₂	11,967 ч	48,72	6,82
Дневной
Приливная составляющая	Период	Вертикальная амплитуда (мм)	Горизонтальная амплитуда (мм)
К ₁	23,934 ч	191,78	32.01
О ₁	25,819 ч	158,11	22.05
Р ₁	24,066 ч	70,88	10.36
ф ₁	23,804 ч	3,44	0,43
ψ ₁	23,869 ч	2,72	0,21
S ₁ (солнечно-суточный)	24.000 ч	1,65	0,25
Долгосрочный
Приливная составляющая	Период	Вертикальная амплитуда (мм)	Горизонтальная амплитуда (мм)
М _ф	13 661 дней	40,36	5,59
М _м (лунный месяц)	27 555 дней	21.33	2,96
S _sa (солнечное полугодие)	0,50000 лет	18,79	2,60
Лунный узел	18 613 лет	16,92	2,34
S _a (солнечный годовой)	1.0000 лет	2,97	0,41

Следствия земных приливов

Высокоточные данные о земных приливах были получены с помощью криогенных гравиметров, а также радиоинтерферометров со сверхдлинной базой^[1]. Вулканологи используют регулярные, предсказуемые движения земных приливов для калибровки и тестирования чувствительных инструментов мониторинга деформации вулканов. Приливы также могут вызывать вулканические явления^[5].

Амплитуду земных приливов важно учитывать в глобальной системе позиционирования, и в измерениях спутниковой лазерной локации. Земные приливы также необходимо учитывать в случае некоторых экспериментов по физике элементарных частиц, например, в ЦЕРН^[6] или Национальной ускорительной лаборатории SLAC очень большие ускорители частиц были спроектированы с учетом земных приливов для правильной работы^[7].

Приливы в планетах и лунах, а также у двойных звезд и двойных астероидов играют ключевую роль в их динамике. Например, из-за приливного колебания Луна попадает в спин-орбитальный резонанс 1:1, в силу чего она всегда повёрнута к Земле одной стороной. Из-за прилива так же и Меркурий находится в ловушке спин-орбитального резонанса 3:2 с Солнцем^[8]. По той же причине считается, что многие экзопланеты захвачены в более высоких спин-орбитальные резонансы со своими родительскими звездами^[9].