Wie kann der Mond eine so starke Wirkung auf den Ozean haben?

Die Erdbeschleunigung auf der Erde beträgt ca 10 m / s 2 . Im Vergleich dazu ergibt die Gezeitenwirkung der Schwerkraft des Mondes eine lokale Variation der Beschleunigung von ungefähr 9 ⋅ 10 − 7 m / s 2 , also sieben Größenordnungen weniger. Der Wasserspiegel kann ansteigen 1 m bei Flut, die nur dreieinhalb Größenordnungen kleiner ist als die Tiefe des Ozeans.

Wie kann diese kleine Variation der Schwerkraft so viel Wasser bewegen und eine so starke Wirkung auf die Meere haben?

Eine besonders schöne Erklärung der Gezeiten gibt Feynman in seinen Vorlesungen zum Charakter des physikalischen Gesetzes in Cornell, Teil 1, The Law of Gravitation, etwa 25 Minuten in .

Antworten (1)

Die relevanten "100%", aus denen Sie den Prozentsatz berechnen sollten, ist nicht die Tiefe des Ozeans, sondern der Radius der Erde

R ∼ 6 , 378 , 000 m
Multiplizieren Sie dies R durch 10 − 7 und du wirst bekommen 0,6 Meter, eine vernünftige Schätzung für durchschnittliche Gezeiten.

Sie müssen verstehen, dass die Oberfläche des Ozeans immer versucht, eine „Äquipotentialfläche“ zu schaffen – verbinden Sie alle Punkte, die das gleiche Gravitationspotential haben. Die Schwerkraft der Erde (plus das Zentrifugalpotential) trägt den Hauptbeitrag zum Potential bei, und wie Sie sagten, modifiziert der Mond diese Funktion durch Korrekturen, die um 7 Größenordnungen kleiner und anisotrop (in verschiedenen Richtungen unterschiedlich) sind. Aus diesem Grund unterscheidet sich die Ellipse, die wir aufgrund des Mondes erhalten, von der vorherigen durch Ordnungskorrekturen 10 − 7 , zu.

Stellt man sich zum Beispiel die mondlose Erde als Kugel vor, so ist ihr Ozean kugelförmig, also ein Ellipsoid mit Halbachsen a = b = c . Eine Korrektur des ursprünglichen Potentials, das um 7 Größenordnungen kleiner ist, wird erzeugt | a − b | / a der Ordnung 10 − 7 . All diese Berechnungen können viel genauer durchgeführt werden, obwohl die genaue Form von Kontinenten usw. benötigt wird, um die genaue Form von Gezeiten an verschiedenen Punkten des realen Globus zu lernen.

Ob sich unter einem Punkt der Meeresoberfläche 100 Meter Wasser, 11 km Wasser oder (unrealistisch) 3.000 km Wasser befinden, spielt dabei keine Rolle, dass der Ozean um einige Meter angehoben oder abgesenkt wird.

Oh! Dies erklärt auch, warum der Unterschied zwischen dem Pol- und dem Äquatorialradius der Erde etwa das 3•10^(-3)-fache des Radius beträgt, da die Rotation der Erde etwa das 3•10^(-3)-fache der Erdbeschleunigung am Äquator beiträgt auftauchen.
Obwohl ich denke, dass dies angedeutet wird, wird nicht wirklich erklärt, warum Seen dann so kleine Gezeiten haben. Oder nehmen Sie einen Extremfall - mein Kaffee zeigt keine Gezeitenabweichungen von ~ 0,6 m. Gott sei Dank! :-)
Seen können keine starken Gezeiten haben, weil sie nicht genug von der Erde umfassen, um die großräumigen Schwankungen des Gravitationspotentials zu "sehen". Was einen See betrifft, fügt der Mond lediglich eine kleine lineare Störung hinzu, sodass sich die Oberfläche des Sees als Reaktion neigt und Wasser von einer Seite zur anderen verschiebt. Dies wird von der vollen Wirkung etwa um einen Faktor von (Seeradius)/(Erdradius) gedämpft.
Beachten Sie auch, dass der Gezeiteneffekt der Sonne in der gleichen Größenordnung liegt wie der des Mondes. Jetzt können wir Plus oder Minus von fast einem Meter Gezeitenbewegung leicht erklären. Fügen Sie dann etwas Dynamik hinzu und sehen Sie, was passiert.
@b_jonas - ja, absolut. In Bezug auf die fette Erde möchten Sie vielleicht auch eine andere SE-Frage sehen : physical.stackexchange.com/questions/8074/… motls.blogspot.cz/2011/07/why-is-earth-so-fat.html?m=1
Wie kann der Mond eine so starke Wirkung auf den Ozean haben?
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