Wie viel der Gezeitenenergie kann der Sonne zugeschrieben werden?

Ich recherchiere diese Frage, konnte aber keine abschließende Antwort finden. So wie ich es verstehe, gibt es zwei Formen von Gezeitenenergie: potentielle Gezeitenenergie und Gezeitenströmungsenergie. Die potenzielle Energie der Gezeiten betrifft den Höhenunterschied zwischen Ebbe und Flut, und die Gezeitenenergie nutzt die tatsächliche kinetische Energie der Strömungen zur Stromerzeugung.

In beiden Fällen beruht die Fähigkeit, Energie aus den Gezeiten zu erzeugen, auf dem Einfluss des Mondes und der Schwerkraft der Sonne auf die Gezeiten. Soweit ich weiß, ist die Gravitationskraft auf die Gezeiten der Erde ungefähr 2,2-mal stärker als die Sonne, da der Mond viel näher an der Erde liegt, aber die Sonne trägt dazu bei. Die Sonne trägt auch bei „Springfluten“ additiv zum Einfluss des Mondes bei, ist aber bei „Nippfluten“ in Opposition.

Gegensätzliche Wellen „löschen“ die Energie jedoch nicht, sie bewegen sie nur. Wie aus diesem Link ersichtlich: https://skullsinthestars.com/2010/04/07/wave-interference-where-does-the-energy-go/

Ich bin also gespannt, wie viel Prozent der Gezeitenkraft zur Sonne beigetragen werden kann. Ich brauche keinen genauen Prozentsatz, ich bin nur neugierig, ob er hoch genug ist, um nicht vernachlässigbar zu sein.

Antworten (1)

Klicken Sie hier für eine Referenz. Was die potenzielle Energie der Gezeiten in Bezug auf Verschiebungen betrifft ...

Δ R S u N Δ R M Ö Ö N M S u N M M Ö Ö N R M Ö Ö N 3 R S u N 3 1,99 × 10 30 7.35 × 10 22 ( 3.84 × 10 8 ) 3 ( 1.5 × 10 11 ) 3 4.29 × 10 30 22 + 24 33 4.29 × 10 1 43 %

UPDATE: (basierend auf Kommentaren) Geben Sie hier die Bildbeschreibung einBetrachten Sie zwei Massen M 1 Und M 2 deren Koordinaten relativ zum Zentrum einer dritten Masse M über Entfernungen gemessen werden R 1 Und R 2 . Punkt E liegt auf der Oberfläche der Masse M (als kugelförmig angenommen) und wird vorerst der Einfachheit halber auch als in der Ebene aller drei Massen liegend angenommen. Lassen E Ö R 1 = θ Und R 2 Ö R 1 = ϕ . Wir verwenden die gleichen Näherungen wie zuvor

v T = v M 1 + v M 2 = G M 1 R 2 2 R 1 3 ( 3 cos ( θ ) 1 ) G M 2 R 2 2 R 2 3 ( 3 cos ( θ ϕ ) 1 ) , 0 ϕ , θ π 2
Gezeitenverschiebung durch beide Monde, M 1 und Sonne, M 2 in erster Näherung kann gegeben werden durch
Δ R = R 4 2 M { M 1 R 1 3 ( 3 cos ( θ ) 1 ) + M 2 R 2 3 ( 3 cos ( θ ϕ ) 1 ) }
Von denen haben wir dann
Δ R S P R ich N G = R 4 2 M { M 1 R 1 3 + M 2 R 2 3 } ( 3 cos ( θ ) 1 )
Und
Δ R N e A P = R 4 2 M { M 1 R 1 3 ( 3 cos ( θ ) 1 ) + M 2 R 2 3 ( 3 Sünde ( θ ) 1 ) }
F: Gibt es Orte auf der Erde, an denen die Tidenverschiebung für Spring- und Nippflut gleich ist? Durch Gleichsetzen der beiden Verschiebungen finden wir cos ( θ ) = Sünde ( θ ) θ = π 4 unabhängig von der Masse. Allgemeiner könnten wir fragen, wenn sich das System nicht in einer Nippflut befindet, wo werden dann die Verschiebungen gleich denen, wenn es sich in einer Nippflut befindet. Dann überlegen wir
Sünde ( θ ) = cos ( θ ϕ ) = Sünde ( 1 2 π θ + ϕ ) θ = 1 4 π + 1 2 ϕ
Was eine Funktion definiert θ ( ϕ ) beschreibt einen Punkt auf der Erde, der eine Verschiebung hat, die der bei Nipptide entspricht. Notiz: θ ( 0 ) = arctan ( 1 ) = π 4 das war unser vorheriges Ergebnis. Der Punkt bewegt sich also linear in Bezug auf die Winkeltrennung, beginnend bei π / 4 bei einer Springflut und konvergiert bei einer Nippflut (was wir logischerweise erwarten). Beachten Sie, dass diese Analyse einen einzelnen Punkt liefert, von dem ich eher denke, dass es sich um einen Ort von Punkten handelt, die am Schnittpunkt zweier Sphäroide erstellt wurden. Wir haben die ausgedehnte sphäroidale Wölbung aufgrund des Mondes, den wir festhalten, und fügen dann ein geneigtes Sphäroid von der Sonne hinzu, das, wenn es sich auf seine Position für eine Nipptide zubewegt, zu einem abgeflachten Sphäroid wird. Wenn es sich neigt, erzeugt es einen Ort von Schnittpunkten auf der Oberfläche, wo Gezeitenverschiebungen denen bei Nipptide entsprechen. Auch gibt es hier andere Lösungen, die ich nicht in Betracht gezogen habe (aufgrund der Periodizität der Funktionen), bei denen eine sorgfältigere Analyse zum Vorschein kommt. Ich würde jedoch vorschlagen, direkt zu einem allgemeineren Koordinatensatz zu wechseln und zu versuchen, den vollständigen Ort zu erfassen.

Interessante Tatsache, die ich gerade gelernt habe: Da Sonne und Mond die gleiche scheinbare Größe haben, ist das Verhältnis ihrer Gezeitenkräfte nur das Verhältnis ihrer Dichten.
Danke für die Antwort. Wie dieses Kapitel zeigt, reicht die Spannweite der allein von der Sonne bereitgestellten Gezeitenkraft je nach Sonnenstand von 36 % bis 57 %. Link Ist die Behauptung berechtigt, dass Gezeitenenergie, die während „Springfluten“ bereitgestellt wird (die die Sonne bei höheren Fluten mit dem Mond addiert), durch „Nippfluten“ aufgehoben wird, denen die Kräfte der Sonne entgegenwirken? des Mondes?
@ user699279 Ahh ... ich glaube, ich sehe, woher die 36-57% kommen, da die Umlaufbahnen elliptisch sind und sich die R's leicht ändern. Ich verstehe jedoch nicht, was Sie damit meinen, dass Energie "annulliert" wird.
@mathstackuser12 Entschuldigung, ich sollte das klarstellen. Ich meine damit, dass es bei der Energieerzeugung aus den Gezeiten entweder um den Höhenunterschied zwischen Ebbe und Flut oder um die kinetische Kraft der Strömungen selbst geht, also für den Zeitraum, in dem die Sonne dagegen ist die Wirkung des Mondes auf die Gezeiten, impliziert dies, dass die Sonne die Fähigkeit zur Erzeugung der Gezeitenenergie einschränkt. Oder mit anderen Worten, ist es richtig zu sagen, dass die Sonne bei „Springfluten“ bei der Energieerzeugung hilft und bei „Nippfluten“ dagegen ist? Und wenn ja, ist dieser Nettoeffekt positiv?
@ user699279 Für mich gibt es keine Energiebeschränkung an sich, sondern wenn sich die Sonne in einer solchen Position relativ zum Mond befindet, ist ihr Beitrag zur Gezeitenenergie so, dass die Gezeitenausbuchtung aufgrund der Sonne die Ausbuchtung aufgrund der verbietet Mond. Die Verschiebungen liegen im 90-Grad-Winkel zueinander, sodass für jede endliche Flüssigkeitsmenge die resultierende Gezeitenverschiebung in Linie mit dem Mond sicherlich geringer sein muss. Meinen Sie mit Aufheben, dass die Verschiebung durch die Sonne die durch den Mond aufhebt? Wenn ja, glaube ich nicht, dass es das kann, da es in der Größenordnung immer kleiner ist.
@mathstackuser12 "Meinen Sie mit Abbrechen, dass die Verschiebung aufgrund der Sonne die aufgrund des Mondes aufhebt?" In der Tat. Offensichtlich ist die Größe der Verschiebung des Mondes in allen Fällen immer größer als die der Sonne, was bedeutet, dass die Sonne die vom Mond verursachte Verschiebung niemals vollständig "aufheben" kann. Aber sind die Positionen, an denen die von der Sonne verursachte Gezeitenausbuchtung zum Mond addiert wird, gleich der Gezeitenausbuchtung an den Positionen, an denen sie entgegengesetzt sind? Und weil die Gezeitenenergie diese Verschiebungen betrifft, ist der "Nettoeffekt" der Sonne auf die Gezeitenenergie dann impliziert Null?
@user699279 Hmm interessant. Wenn ich jetzt klarer darüber nachdenke, dass ich glaube, ich verstehe, wohin du gehst, bin ich mir nicht ganz sicher, ob mein erster Eindruck richtig ist. Darüber muss man etwas nachdenken.
@user699279 aktualisiert. Ich bin mir immer noch nicht ganz sicher, ob dies das beantwortet, was Sie wollen, aber es beantwortet sicherlich die Frage, wo die Flutwelle von Sonne + Mond der bei einer Nippflut entspricht.
Übrigens ist das "Tidal Bulge" -Modell eine drastische Vereinfachung. Siehe physical.stackexchange.com/questions/121830/…
@PM2Ring ja natürlich. jedoch im Geiste der Frage und für einige schnelle und schmutzige Schätzungen ... es ist ein guter Anfang. Ich finde.
Sicher. Das System ist so komplex, dass es nicht viel Sinn macht, mehr als eine schnelle und schmutzige Schätzung zu machen, es sei denn, Sie haben ein riesiges Modell, das angemessen erfasst, was unsere Ozeane tun.
-1. Die Antwort ist, gelinde gesagt, unvollständig, wenn nicht gar falsch. Was fehlt, ist die Addition des effektiven Zentripetalpotentials aufgrund der Erdumkreisung um den Masseschwerpunkt des Sonne-Erde-Mond-Systems.