Pływy morskie (przypływy i odpływy) – regularnie powtarzające się podnoszenie i opadanie poziomu wody w oceanie. Wywołuje je zjawisko pływowe, którego przyczyną są siły grawitacyjne Księżyca i Słońca^[1][2].

Zmiana wysokości wody w danym miejscu jest spowodowana zmienną pozycją Słońca i Księżyca w stosunku do Ziemi, co jest połączone z rotacją Ziemi oraz batymetrią oceanów, mórz i estuariów. Efekt pływów może wystąpić także poza oceanami, wszędzie tam gdzie występuje pole grawitacyjne zmienne w czasie i przestrzeni. Najsilniejsze pływy (syzygijne) występują, gdy wpływy Słońca i Księżyca dodają się do siebie (tj. gdy Księżyc, Ziemia i Słońce znajdują się w linii prostej – w trakcie pełni oraz nowiu Księżyca). Natomiast gdy wpływ Słońca i Księżyca nie sumuje się (Księżyc, Ziemia i Słońce tworzą kąt prosty), pływy są najsłabsze (pływ kwadraturowy). Na podstawie długoletnich obserwacji oraz obliczeń astronomicznych wyznaczono czas i wielkość pływów dla wielu punktów na Ziemi (głównie niektórych portów). Wielkości te są podane w odpowiednich publikacjach, tzw. tablicach pływów, (ang.) Tide Tables. Z danych takich korzystają też specjalne programy komputerowe używane w żegludze.

Skutkiem pływów są oscylacyjne prądy nazywane prądami pływowymi, które są ważne przy nawigacji przybrzeżnej.

Przeciętny czas między kolejnymi przypływami wynosi 12 godzin i 27 minut i zależy od ukształtowania akwenu, a także pory roku oraz pory dnia, dlatego też nie da się wyznaczyć stałych godzin przypływu i odpływu w danym miejscu.

Zjawisko pływów zostało po raz pierwszy matematycznie opisane w 1687 roku przez Isaaca Newtona. Ponad pół wieku wcześniej – nie korzystając z wyrażeń matematycznych – pływy opisał Galileusz.

Pływy na Bałtyku

Pływy w obszarze mórz śródlądowych np. Bałtyku są prawie niewidoczne. Jest to spowodowane brakiem szerokiego połączenia z oceanem światowym i mniejszą masą wody w znacznie płytszych od oceanów basenach. W obszarze południowego Bałtyku, gdzie głębokość nie przekracza 100 metrów, poziom wody podczas przypływu podnosi się zaledwie o centymetr. Wielkość amplitudy pływów jest natomiast znacznie większa w obszarze cieśnin duńskich, gdzie może sięgać 14 cm. Nieznaczne zwiększenie amplitudy pływów, do ponad 6 cm, stwierdzono także w części Zatoki Fińskiej^[3], na szerokości której morze jest co najmniej dwukrotnie głębsze, ale i znacznie węższe. W wydawnictwach, które ukazały się dawniej można natomiast znaleźć informację, że wielkość tej amplitudy miałaby sięgać tam nawet pół metra.

Charakterystyka

Pływy morskie są powtarzającą się cyklicznie zmianą poziomu morza w następujących fazach:

• Przez kilka godzin poziom wody wzrasta i zalewa plażę;
• Woda osiąga swój najwyższy poziom;
• Poziom wody się obniża w ciągu kilku godzin podczas odpływu;
• Poziom wody przestaje się obniżać, gdy osiąga swój najniższy poziom.

W momencie, w którym poziom wody przestaje się obniżać, woda jest najspokojniejsza. Wówczas pływ zmienia kierunek i "zawraca". Zazwyczaj moment, w którym woda jest spokojna, występuje w okresie najwyższego bądź najniższego poziomu, ale istnieją także miejsca, w których zjawisko to występuje w innych momentach^[4].

Różnica pomiędzy maksymalną wysokością wody podczas przypływu, a minimalną wysokością wody podczas odpływu to skok pływu (aktualny). Można określić także skok maksymalny – czyli różnice pomiędzy maksymalną wysokością wody wysokiej (pływ syzygijny), a minimalną wysokością wody niskiej.

Pływy morskie w przeszłości Ziemi

Około 3-4 mld lat temu, tj. w czasie "młodości" Księżyca, znajdował się on dużo bliżej Ziemi, w odległości ok. 150 000 km (obecnie ok. 400 000 km). W związku z tym jego wpływ na naszą planetę był silniejszy niż obecnie. Powodowało to powstawanie znacznie wyższych niż obecnie pływów na powierzchni rodzących się na Ziemi pierwotnych oceanów. Wdzierająca się w ląd woda wydzierała luźny materiał mineralny, jak wielu uważa, tworząc środowisko umożliwiające powstanie tzw. "bulionu pierwotnego". Dlatego, wg założeń biologii ewolucyjnej, pływy przyczyniły się do powstania i rozwoju życia na Ziemi. Ponadto fala pływowa systematycznie spowalnia obrót Ziemi, wydłużając dobę. Szacuje się, że pierwotnie okres obrotu Ziemi mógł wynosić zaledwie 6 godzin. Zmiana wartości momentu pędu ruchu wirowego Ziemi idzie w parze ze stopniowym oddalaniem się Księżyca (wydłużaniem półosi jego orbity) tak, by całkowity moment pędu układu Ziemia-Księżyc pozostawał w pierwszym przybliżeniu stały. Należy pamiętać, że dokładna analiza tego procesu obejmuje także oddziaływanie pływowe na oceany Ziemi oraz układ Ziemia-Księżyc ze strony Słońca oraz innych planet.

Miejsca występowania pływów o najwyższych skokach

Geodezyjne efekty zjawisk pływowych

• pływowa zmiana wysokości elipsoidalnej (spowodowana jest ona elastycznymi odkształceniami radialnymi skorupy ziemskiej),
• pływowa zmiana przyspieszenia siły ciężkości,
• pływowa zmiana wysokości ortometrycznej,
• pływowa zmiana wysokości normalnej,
• pływowa zmiana długości (są one rzędu s × 10^-8, a więc nie ma potrzeby ich uwzględniania w codziennych pomiarach geodezyjnych),
• pływowa zmiana kątów poziomych (poprawki pływowe kątów poziomych osiągają wartości o kilka rzędów mniejsze od błędów pomiarowych),
• pływowa zmiana odchyleń pionu,
• pływowa zmiana różnic wysokości.

Zobacz też

• sejsza
• nawigacja

Przypisy

Bibliografia

• Lesław Furmaga, Józef Wójcicki: Mały słownik morski. Gdynia: Mitel International Ltd, 1993. ISBN 83-85413-73-1. 

Linki zewnętrzne

• Marek Piotrowski: Nawigacja morska – Sposoby obliczania wartości pływów (pol.). Navipedia. [dostęp 16 kwietnia 2010].