НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА ПРИРОДУ ПРИЛИВООБРАЗУЮЩИХ СИЛ
А.А.Гришаев
Государственный эталон времени-частоты, ФГУП “ВНИИФТРИ”
141570 Московская обл., Менделеево
Введение.
Считается, что лунно-солнечные океанские приливы являются следствием закона всемирного тяготения, и что, таким образом, причины этих приливов вполне понятны.
Между тем, традиционные теории приливов находятся в поразительном несогласии не только с реальной картиной приливных явлений, но и с результатами гравиметрических измерений. Для предвычисления же приливов используется не иначе как пост-экстраполяция эмпирических данных.
Всё это даёт нам право усомниться в справедливости традиционных объяснений океанских приливов. Причём, для нас тема приливов имеет особую важность: в развиваемой нами модели тяготения, на океанскую воду действует тяготение только Земли, но не Луны и Солнца – и, значит, отсутствуют глобальные возмущения силы тяжести, которые играют роль приливообразующих сил в традиционных теориях.
Поэтому мы предлагаем новое объяснение океанских приливов, которое согласуется как с реалиями приливных явлений, так и с нашей моделью тяготения.
Добавления в список недостатков традиционных теорий приливов.
Не будем перечислять упрощающие предположения и те недостатки ньютоновой, статической теории приливов, которые приведены во многих книгах [1-4]. Укажем недостатки не столь известные.
Излагая основы статической теории, многие авторы [1-6] утверждают, что приливообразующие силы порождаются неодинаковостью, для различных мест океана, вектора равнодействующей двух сил: притяжения к возмущающему светилу и центробежной силы – из-за обращения Земли вокруг общего со светилом центра вращения. Чтобы такой подход работал, требуется парадоксальное допущение о том, что “центробежные силы системы для каждой точки Земли одинаковы (вследствие того, что обращение происходит без вращения, т.е. каждая точка совершает одинаковый путь)” [4]. Уточним: обращение Земли в системе Земля-светило представляют как снос Земли, при котором векторы мгновенных скоростей у всех её точек одинаковы – если не принимать во внимание суточного вращения.
Как можно видеть, при таком “замороженном” сносе разные точки Земли выписывают тождественные кривые, но мгновенные центры этих кривых рассредоточены так, что здесь не имеет смысла понятие “мгновенная ось вращения”. А центробежные силы, по определению, действуют в тех случаях, для которых мгновенная ось вращения достаточно чётко определена. Более того, центробежные силы проявляются на опыте тогда, когда в объёме тела имеет место радиальный градиент линейных скоростей вращения – как и следует из модели [7].
Таким образом, традиционное объяснение приливов, с привлечением центробежных сил, оказывается несостоятельным: при используемых там допущениях, центробежных сил быть не может. Но традиционное объяснение имеет проблемы не только качественные, но и количественные.
Так, согласно статической теории, максимальная амплитуда сизигийного прилива, при котором возмущающие воздействия Луны и Солнца складываются, должна составлять величину около 90 см [2]. Действительно, “в центральных областях океанов наблюдаются значения, близкие к этой: на о. Св. Елены 80 см, на о. Гуам 80 см, о-вах Антиподов 1.5 м” [3]. Однако, все эти пункты выбраны предвзято. Дело в том, что не существует глобальных приливных эллипсоидов, выпуклости которых прокатывались бы по всему Мировому океану. Вместо этого, каждый океан разделён на несколько смежных областей, в которых приливные явления происходят, фактически, обособленно. В каждой такой области, называемой амфидромической, вращается приливная волна, амплитуда которой увеличивается в радиальном направлении: от нуля в узловой точке до нескольких метров на периферии – вблизи, например, окаймляющей береговой линии или границы с соседней амфидромической областью. Вышеперечисленные острова находятся на промежуточных радиусах своих амфидромических областей, так что амплитуды приливных волн имеют там промежуточные значения – что, конечно, не может служить подтверждением статической теории. Следует подчеркнуть, что амплитуды периферийных приливных волн – в несколько метров – демонстрируют силу приливообразующего воздействия без дополнительного усиления, обусловленного, например, накатом воды в узкие бухты. Таким образом, истинное приливообразующее воздействие в несколько раз сильнее того, которое даёт статическая теория.
Более того, высота прилива, согласно этой теории, обратно пропорциональна кубу расстояния до возмущающего светила [2,4]. Известно, что апогейное и перигейное удаления Луны от Земли различаются на 13% - поэтому, согласно статической теории, прилив в перигей должен, при прочих равных условиях, иметь амплитуду на 40% большую, чем в апогей. Между тем, на типичных графиках приливных изменений уровня моря, приведённых во многих учебниках [1-3], апогей-перигейная вариация существенно меньше, чем 40%. При отсутствии каких-либо объяснений по этому поводу, едва ли можно утверждать, что причины приливов вполне понятны.
Добавим, что вышеизложенные несоответствия не помогают устранить и динамические теории приливов, которые основаны на том же самом законе всемирного тяготения, что и статическая теория. Динамические теории дают более адекватное описание приливных явлений и используются для предвычисления приливов. Но это более адекватное описание обусловлено тем, что здесь динамика уровня океана моделируется суммой колебаний с характерными для того или иного пункта сдвигами фаз и с амплитудами, которые определяются чисто эмпирически. Интересно, что при этом подходе “отдельные простые колебания рассматриваются иногда как самостоятельные приливы, обусловленные действием воображаемых фиктивных светил… С этой точки зрения суммарный лунно-солнечный прилив состоит из множества колебаний, вызываемых многими фиктивными светилами” [1]. В итоге оказывается, что фиктивные светила, если не ошибиться с их массами, колеблют океаны в большем согласии с реальностью, чем Луна и Солнце. На этом подходе и основаны “современные методы предвычисления приливов”.
К счастью, имеется независимое практическое средство верификации теории приливов. Это средство – гравиметрия.
Традиционные теории приливов и гравиметрия.
Считается, что идеализированные приливные эллипсоиды – лунный и солнечный – должны формироваться глобальными возмущениями силы тяжести. Тогда, из-за суточного вращения Земли, для каждого пункта должны иметь место приливные вариации силы тяжести. Эти вариации должны представлять собой композицию двух волн с периодами, соответственно, в половину лунных и половину солнечных суток и с амплитудами, промодулированными т.н. суточными неравенствами – величины которых зависят, главным образом, от склонений Луны и Солнца и от широты места.
Теоретически, размах приливных вариаций вертикальной компоненты силы тяжести составляет, для умеренных широт, ~ 150 мкГал (1 Гал = 1 см/с2), и точность гравиметрических измерений уже многие десятилетия достаточна для того, чтобы эти вариации выявить. Если принять во внимание фундаментальность вопроса, то, казалось бы, экспериментальные данные о короткопериодических вариациях силы тяжести должны приводиться если уж не в каждом учебнике, то хотя бы в специализированной литературе. Увы, результаты проведённой нами поисковой работы позволяют констатировать: при обилии информации о том, каковы приливные вариации должны быть, налицо чрезвычайная скудость доступной информации о том, каковы они есть на самом деле.
Например, опубликованы результаты тестирования абсолютного лазерного баллистического гравиметра [8], которые демонстрируют весьма неплохое наложение данных измерений на теоретическую кривую короткопериодических вариаций вертикальной компоненты силы тяжести в Новосибирске. Однако, итальянские авторы, работавшие с прибором аналогичного типа, сообщают, что в Турине “вариации примерно на 60 мкГал могли наблюдаться на очень коротких интервалах времени (сутки или около того). Все попытки выяснить причину этого оказались безуспешными” [9] (перевод наш).
Можно возразить, что лазерные баллистические гравиметры немногочисленны и находятся ещё на стадии ввода в строй. Но, спрашивается, где же результаты титанической работы с гравиметрами, например, пружинными, у которых точность измерений уже в первой половине ХХ в. составляла 50 мкГал [10], а сегодня составляет уже 30 и даже 20 мкГал [11]? Не в том ли разгадка, что результаты измерений недостаточно хорошо согласуются с теорией?
У нас есть основания полагать, что дело обстоит именно так, и вот почему.Считается, что “именно горизонтальная составляющая приливообразующих сил, действуя перпендикулярно силе тяжести и вызывая перемещения значительных масс воды, приводит к изменению уровня моря” [3]. Причём, результаты исследований горизонтальных составляющих приливообразующих сил, по сравнению со случаем вертикальных составляющих, допускают более однозначную интерпретацию: здесь не требуется вносить поправок на изменяющееся от места к
месту влияние поверхностных масс Земли, и, получая из-за этих поправок почти сплошные аномалии, прибегать к спасительной гипотезе об изостазии [12]. Большую работу по исследованию горизонтальных вариаций силы тяжести проделал А.Я.Орлов [13], экспериментируя с горизонтальными маятниками Цельнера. Такой маятник представляет собой стерженёк с грузиком на одном конце, зафиксированный горизонтально с помощью двух вертикальных струнных растяжек, из которых нижняя прикреплена к свободному концу стерженька, а верхняя – к точке, немного отстоящей от свободного конца. Это бесхитростное устройство практически не реагирует на вертикальные возмущения, но обладает исключительно высокой чувствительностью к горизонтальным возмущениям. Труды А.Я.Орлова особенно ценны тем, что в них опубликованы ряды “сырых” данных, а также описаны применявшиеся методики их обработки.Приведём один из результатов серии измерений в Юрьеве (Тарту), в 1909 г. (!), с тем маятником, который был ориентирован вдоль меридиана – т.е. имел возможность отклоняться к западу или к востоку от положения равновесия. Результаты всей весенне-осенней серии измерений обрабатывались так, чтобы разделить солнечные и лунные эффекты. Диаграмма демонстрирует реакцию маятника на солнечные воздействия, усреднённые по всей серии измерений для каждого часа солнечных суток ([13], стр.175, таблица 10).
Усреднённая реакция маятника Цельнера на солнечные воздействия.
Как можно видеть, полученная кривая представляет собой сумму двух главных компонент – суточной и полусуточной. Обратим внимание: суточная компонента не только доминирует, но и её максимумы, с противоположными знаками, приходятся примерно на 6 и 18 часов – когда, согласно традиционным, представлениям, горизонтальные компоненты приливообразующих сил должны быть близки к нулю.
Таким образом, налицо явное несогласие между традиционными теориями приливообразующих сил и результатами измерений горизонтальных вариаций силы тяжести.
Приливы и модель “унитарного” действия тяготения.
На первый взгляд, феномен океанских приливов является камнем преткновения для развиваемой нами модели тяготения.
В отличие от традиционного подхода, в котором на каждый элемент объёма океанской воды действует тяготение не только Земли, но и других космических тел, в нашей модели на пробные тела в окрестностях Земли действует тяготение только Земли [14]. Земное тяготение порождается земной частотной воронкой [15], крутизна частотных склонов которой определяет локальное ускорение свободного падения [12]. В объёме пространства, соответствующем частотной воронке Земли, пробное тело не подвержено тяготению других больших космических тел – в частности, Солнца и Луны. Их влияние проявляется в том, что Земля, вместе со своей частотной воронкой, имеет соответствующие ускорения – но при этом геометрия земной частотной воронки практически не деформируется [16], т.е. не изменяется и сила тяготения, действующая на различные элементы объёма океанской воды.
При таком “унитарном” действии тяготения [14], в Мировом океане отсутствуют глобальные возмущения силы тяжести, которые играют роль приливообразующих сил в традиционных теориях. Но мы не усматриваем здесь приговора нашей модели тяготения. Явление приливов при “унитарном” действии тяготения может означать, что природа приливообразующих сил отличается от той, которая принята в традиционных теориях.
Ниже изложено альтернативное объяснение океанских приливов.
Возможная причина солнечных эффектов.
Согласно ранее изложенным представлениям [16], Земля имеет центростремительное ускорение к центру вращения пары Солнце-Земля не оттого, что вещество Земли притягивается веществом Солнца. На наш взгляд, встречные ускорения сообщаются частотным воронкам Солнца и Земли. Двигаясь с ускорением, частотная воронка Земли сообщает ускорение и самой Земле.
Заметим, что, при таком способе сообщения ускорения планете, из-за “инертных свойств” её вещества должен иметь место некоторый сдвиг частотной воронки, по вектору ускорения, относительно фигуры планеты – с соответствующим перераспределением поля механических деформаций. Тогда, при орбитальном движении Земли, постоянно должен иметь место динамический сдвиг, в сторону Солнца, центра тяготения Земли относительно центра геоида.
Имеются ли экспериментальные свидетельства в пользу такого утверждения? По-видимому, некоторые свидетельства имеются. По логике нашей модели тяготения, искусственные спутники Земли имеют центростремительные ускорения не к центру фигуры Земли, а к центру её частотной воронки. Если эти два центра сдвинуты друг относительно друга, то это означает, что геоид, соответственно, сдвинут относительно орбит спутников. Этот вывод непривычен, но он, по-видимому, позволил бы объяснить некоторые эффекты, обнаруженные при работе навигационной спутниковой системы GPS – причины которых до сих пор не вполне понятны.
Речь идёт, прежде всего, об уверенно обнаруживаемых суточных вариациях при сличениях наземных часов как с отдельными бортовыми часами GPS, так и с системной шкалой времени GPS [17]. Эти вариации не объясняются на основе принятых теоретических моделей для известных систематических эффектов. Если, как мы допускаем, эти вариации обусловлены систематическим сдвигом геоида относительно орбит GPS, то по величине вариаций можно судить об этом сдвиге. Фурье-амплитуда (“peak-to-peak”) суточных вариаций, по максимально согласующимся данным диаграмм в [17], составляет 6-7 наносекунд. С учётом того, что наземные пункты, принимавшие сигналы GPS, располагались на средних широтах, что работа на них проводилась по спутникам, которые наблюдались не на малых зенитных расстояниях, и что измерения выполнялись в основном в июле-августе, искомая оценка для сдвига геоида относительно орбит GPS, в противоположную от Солнца сторону, составляет ~ 1.6 м.
Будучи неучтённым, такой сдвиг геоида по отношению к орбитам GPS приводил бы и к другим систематическим эффектам, например, к рассогласованиям результатов сличений шкал времени наземных лабораторий, проводимых на одном и том же временном интервале через разные спутники. Подобный феномен действительно имеет место (см., например, [18]). Разновидностью того же феномена можно считать явление, которое происходит при переключениях на новый рабочий спутник или при изменениях состава рабочего созвездия спутников: в потоках данных появляются хорошо знакомые специалистам “ступеньки”, ясно различимые на фоне шумов. Причины этих явлений также не вполне понятны в рамках принятых моделей.
Учёт динамического сдвига частотной воронки Земли объяснял бы эти явления, но для окончательного вывода требуются статистические данные, которыми мы не располагаем. Следует иметь в виду, что если этот динамический сдвиг существует, то результирующие поправки во временные задержки на прохождение радиосигналов маскируются гораздо большим влиянием ионосферы, которое имеет такую же суточную периодичность и такую же фазу. В этом может заключаться причина того, что вывод о сдвиге геоида относительно орбит спутников не сделан по результатам использования и других радио-методик, например, спутниковой альтиметрии или допплеровских измерений с помощью спутниковой системы DORIS: даже если обнаруживался бы соответствующий эффект, его могли бы интерпретировать как недоучтённое влияние ионосферы. Впрочем, при лазерной локации спутников влияние ионосферы ничтожно, и здесь эффект мог бы проявиться почти “в чистом виде”.
Как можно видеть, динамический сдвиг частотной воронки Земли относительно геоида вызывал бы, для пунктов на поверхности Земли, соответствующие довороты векторов силы тяжести в сторону Солнца. Из-за собственного вращения Земли, ось вращения которой наклонена к плоскости эклиптики, названные довороты приводили бы, для каждого пункта, к суточным вариациям ориентации местной вертикали – являющихся композицией, вообще говоря, двух её периодических уклонений: вдоль параллели и меридиана, причём фаза уклонений вдоль параллели соответствовала бы приведённым выше данным А.Я.Орлова. А поскольку успокоившаяся поверхность воды должна быть ортогональна местной вертикали, то эллиптическое колебание местной вертикали, в некоторой амфидромической области, возбуждало бы соответствующее вращение её поверхности уровня – что и проявлялось бы как вращающаяся в ней приливная волна.
Оценим амплитуду такой волны. Угол максимального уклонения вертикали в данном случае равен, очевидно, отношению величины динамического сдвига земной частотной воронки к радиусу Земли – что, при сдвиге в 1.6 м, составляет ~ 2.5× 10-7 рад. Тогда, для радиуса амфидромической области в 2000 км, амплитуда периферийной приливной волны, генерируемой солнечными возмущениями, могла бы достигать, без учёта ослабляющих эффектов, ~ 0.5 м.
Добавим, что лунные приливы нам не удастся объяснить с помощью гипотезы о динамическом сдвиге земной частотной воронки. Дело в том, что центростремительное ускорение Земли в системе Земля-Луна на два порядка меньше, чем в системе Солнце-Земля, и соответствующий динамический сдвиг должен быть ничтожен.
Возможная причина лунных эффектов.
(Здесь эта причина освещена совершенно неудовлетворительно – мы ещё не знали, что тяготение Луны действует лишь в небольшой окололунной области, и что у Земли нет динамической реакции на Луну. О причине лунных приливных эффектов см. статью «Свидетельства об одномерности колебаний Земли в кинематике пары Земля-Луна», на этом же сайте.)
Как известно, общий центр вращения пары Земля-Луна находится внутри Земли, на расстоянии от её центра, равном примерно 3/4 от её радиуса. Обращение земной частотной воронки вокруг этого центра – почти совпадающего, по масштабам воронки, с её собственным центром – имеет, на наш взгляд, важную особенность. А именно: оно происходит без вращения частотных склонов воронки относительно неподвижных звёзд. Такое “поступательное” обращение земной частотной воронки никак не отражается на локально-абсолютных скоростях [19] элементов объёма Земли, которая обращается вместе со своей частотной воронкой. Это, с учётом нашей модели происхождения центробежных сил [7], означает, что не имеют места центробежные воздействия на океанскую воду, обусловленные обращением пары Земля-Луна.
Механизм же лунных возмущений работает, по-видимому, следующим образом. При одинаковости текущих векторов ускорений всех участков земной частотной воронки, эти ускорения должны передаваться веществу в различных элементах объёма Земли не с одинаковой эффективностью. Если участку частотного склона сообщается ускорение, которое ортогонально местной вертикали, задаваемой этим участком, то такое ускорение, по логике концепции частотных склонов, минимально изменяет баланс энергий вещества и поэтому должно передаваться веществу с минимальной эффективностью. При одинаковой крутизне частотных склонов, эффективность передачи ускорения веществу должна быть тем больше, чем ближе к параллельной является ориентация вектора ускорения местного участка частотного склона по отношению к местной вертикали. Применительно к рассматриваемому случаю это означает, что более эффективная передача ускорения веществу должна иметь место для тех элементов объёма Земли, текущие радиус-векторы которых, проведённые из центра Земли, направлены к Луне и от Луны. В комбинации с собственным вращением Земли, различия в передаче ускорения веществу и приводят, на наш взгляд, к волнам деформаций вещества Земли, имеющим период в лунные сутки – что наиболее наглядно проявляется через генерацию приливных волн.
По логике вышеизложенного, в любом районе Мирового океана, расположенном не на слишком высокой широте, вода испытывает “инерционное отставание”, направленное к местному западу, около 6 часов лунных суток, и направленное к местному востоку – около 18 часов лунных суток. Если Луна имеет ненулевое склонение, то, помимо лунно-суточных возмущений вдоль параллели, имеют место также лунно-суточные возмущения вдоль меридиана. Композиция этих двух ортогональных возмущений, на наш взгляд, является главным генератором вращающихся приливных волн в амфидромических областях. Именно этим региональным вращением приливных волн, а не “запаздыванием выпуклости приливного эллипсоида”, проще объяснить феномен запаздывания ближайшей полной воды относительно кульминации Луны, причём характерные запаздывания в различных пунктах могут иметь любые мыслимые значения, в отдельных случаях даже превышая 12 часов [20].
Оценим силу лунных возмущений, которые можно рассматривать как лунно-суточные вариации направления местной эффективной вертикали. Пиковые отклонения этой вертикали составляют величину ~ h (a/g), где a=3.3× 10-5 м/с2 – общее ускорение Земли в системе Земля-Луна, g - местное ускорение свободного падения, h <1 – коэффициент, описывающий вышеупомянутую неодинаковость эффективности передачи ускорения веществу в различных элементах объёма Земли. Если допустить, что h =0.5, то пиковое отклонение эффективной вертикали составит ~ 1.7× 10-6 рад. При соответствующих наклонениях поверхности воды, для радиуса амфидромической области в 2000 км верхняя оценка амплитуды периферийной приливной волны составит 3.4 м.
Подчеркнём, что в вышеизложенной модели амплитуда лунных возмущений определяется не дифференциалом ускорения Земли к Луне, а самим этим ускорением, т.е. она обратно пропорциональна не кубу расстояния до Луны, а его квадрату, поэтому апогей-перигейная вариация должна составлять не 40%, а 26%. Вторая из этих цифр, судя по упоминавшимся выше графикам [1-3], находится в большем согласии с реальностью, чем первая.
До сих пор мы говорили о суточных возмущениях – солнечных и лунных. Чтобы объяснить полусуточные приливные волны, нам требуется принять во внимание нелинейные эффекты.
Резонансы и возбуждение вторых гармоник.
Поскольку, на интервалах времени порядка суток, объём Мирового океана практически постоянен, глобальный приливный эллипсоид был бы возможен при обеспечении перемещений колоссальных масс океанской воды. Так, большой прилив в Индийском океане был бы возможен за счёт больших отливов в Атлантическом океане и в западной части Тихого океана.
Между тем, считается установленным, что подобные перемещения масс воды из океана в океан не имеют места. Более того: даже в отдельных областях одного и того же океана, как известно, приливные явления происходят обособленно, обходясь при этом собственными водными ресурсами. Обособленность этих областей проявляется ещё и тем, что они различаются по типам приливов, которые в них преобладают. Действительно, для центральных районов океана преобладающими являются суточные приливы, на окраинах океанов – смешанные суточно-полусуточные, в проливах и больших бухтах – полусуточные, а в некоторых мелководных заливах и морях – даже четвертьсуточные [4,5]. Как правило, чем меньше масштаб обособленной области, тем более смещён в короткопериодическую сторону спектр его приливных колебаний. В пользу этого правила говорят периоды T резонансов длинных поверхностных волн, которые находятся по формуле T=2L/(gD)1/2, где L - характерный размер акватории, D – характерная глубина. В таблице приведены значения параметров для трёх характерных случаев, в которых периоды резонансов близки к вышеназванным.
|
D, м |
L, км |
T, час |
|
|
Открытый океан |
4000 |
7000 |
19.6 |
|
Окраинное море |
1000 |
2000 |
11.2 |
|
Мелководное море |
100 |
300 |
5.3 |
Напрашивается очевидный вывод: в приливных колебаниях не последнюю роль играют резонансные явления. Эта идея не нова; она высказывалась, например, в [1,5], но не получила развития. А ведь наличие резонансов кардинально изменяет физику приливных явлений, поскольку здесь уже не работает принцип линейной суперпозиции возмущающих воздействий. Действительно, если обособленная область подвержена нескольким возмущающим воздействиям, которые имеют одинаковые амплитуды, но различные периоды, то отклики на эти воздействия должны иметь различные “коэффициенты передачи”: сильнее должен быть отклик на то воздействие, период которого ближе к резонансному.
Следствием такого подхода, проверенным нами с помощью несложных машинных экспериментов, является то, что почти все основные и промежуточные типы приливов оказывается возможным промоделировать, считая их результатами совместного действия всего двух первичных возмущений: солнечно-суточного и лунно-суточного (лунные сутки длятся примерно 24 часа 50 минут). Мы говорим “первичных”, поскольку наличие резонансов в приливных явлениях допускает возможность такого феномена, как возбуждение вторых гармоник первичных возмущающих воздействий.
Дополнение лунно- и солнечно-суточных приливных колебаний их вторыми гармониками делает возможным моделирование приливов суточного, смешанного и полусуточного типов – при подходящих соотношениях амплитуд и фаз у четырёх результирующих компонент. Интересно, что такое моделирование высвечивает причины некоторых особенностей приливных явлений.
Так, лунно-суточный тип приливов в открытых океанах объясняют “большими суточными неравенствами” - как будто склонение Луны проявляется в открытом океане как-то иначе, чем вблизи побережий на тех же широтах. Не проще ли допустить, что эти приливы обусловлены вышеописанными лунно-суточными возмущениями? Тогда естественно объяснялся бы тот факт, что при изменениях склонения Луны от нулевого до максимального и при соответствующих изменениях амплитуд приливов в открытых океанах, эти приливы сохраняют свой чисто суточный тип, а также тот факт, что при переходе склонения Луны через ноль происходит инверсия фазы суточного прилива (обычно сопровождаемая стоянием воды).
Ещё обратим внимание на то, что лунно- и солнечно-полусуточные возмущения имеют близкие периоды. Поэтому, если доминирующим приливом является полусуточный, то он непременно должен быть комбинацией обеих полусуточных компонент. Отсюда вытекает объяснение сизигийно-квадратурной вариации амплитуды полусуточных приливов. Для этого объяснения следует иметь в виду, что при любой разности фаз у двух близких по частоте колебаний, разность фаз у их вторых гармоник в два раза больше. Вышеизложенные модели солнечных и лунных воздействий дают, что, для той или иной амфидромической области, в полнолуние разности фаз у лунно- и солнечно-суточных возмущений близки к нулю, а в новолуние – к 180о. В обоих случаях удвоенная разность фаз близка к нулю, поэтому в обеих сизигиях два полусуточных возмущения почти синфазны и, таким образом, усиливают друг друга. Напротив, в квадратурах разности фаз у лунно- и солнечно-суточных возмущений близки к ±
90о, так что при этом полусуточные возмущения почти противофазны и, таким образом, ослабляют друг друга. На практике максимальный или минимальный полусуточный прилив обычно запаздывает, иногда на несколько суток, относительно момента сизигии или квадратуры. Это явление, малопонятное в рамках традиционного объяснения приливов, может быть объяснено дополнительной разностью фаз у двух полусуточных возмущений.
Заключение.
Следует пояснить, почему при ускорении земной частотной воронки к Солнцу, на два порядка большем, чем к Луне, солнечное приливообразующее воздействие проявляется иначе, чем лунное – и производит приливы не на два порядка большие лунных, а сравнимые с ними по величине.
Дело, по-видимому, в том, что в системах Земля-Луна и Солнце-Земля земная частотная воронка обращается по-разному: во втором случае, в отличие от первого, происходит-таки вращение её частотных склонов относительно неподвижных звёзд – с периодом, равным периоду её обращения, т.е. с годичным. Образно говоря, земная частотная воронка обращена к Солнцу всегда “одной и той же стороной”. Названная разница приводит к различиям в проявлениях “инертных свойств” вещества Земли при сообщении ему ускорения частотной воронкой. В случае с Солнцем “инерционное отставание” вещества Земли имеет глобальный характер и проявляется в сдвиге всей планеты по отношению к частотной воронке. В случае же с Луной “инерционное отставание” вещества Земли имеет дифференцированный характер и проявляется через местные деформации.
Разумеется, неодинаковость природы солнечных и лунных приливообразующих сил вызывает некоторый дискомфорт, поскольку здесь налицо отказ от универсальности. Но, с учётом вышеизложенного, наше объяснение приливов согласуется с реальной картиной приливных явлений лучше, чем традиционное универсальное объяснение.
И, главное, наше объяснение приливов отнюдь не отвергает модель “унитарного” действия тяготения – а, скорее, ещё больше укрепляет эту модель.
Автор благодарит В.И.Беленко и А.В.Новосёлова за полезное обсуждение. Автор подчёркивает особую роль, которую при написании данной статьи сыграли раритетные издания (в частности, [13]) из научной библиотеки покойного Б.И.Власова.
Ссылки.
Источник:
http://newfiz.narod.ruПоступило на сайт: 27 сентября 2005.
Замечание (стр.6) добавлено 12 ноября 2007.
