جزر و مد

جزر و مد از اقیانوس‌ها سرچشمه می‌گیرد و به سمت خطوط ساحلی پیش می‌رود و باعث تغییر منظم سطح دریا می‌شود.

نام دیگر جزر و مد، پدیده کشند است و در زبان انگلیسی با عبارت Tide شناخته می‌شود.



از آنجا که ماه یک جسم نسبتاً بزرگ در فضا است که بسیار به زمین نزدیک است گرانش آن در واقع آب زمین را به سمت خود می‌کشد و باعث به وجود آمدن برآمدگی در اقیانوس می شود. تا زمانی که ماه در فراز ناحیه‌ای قرار دارد این برآمدگی وجود خواهد داشت. آن طرف کره زمین که از ماه دورتر است نیز دارای برآمدگی است. این پدیده به این دلیل است که زمین نسبت به آب در قسمت دورتر، به ماه نزدیکتر است. جاذبه ماه بیشتر از آب طرف مقابل روی کره زمین، این سیاره را می‌کشد.

برای آشنایی با نیروی گرانش اینجا کلیک کنید تا وارد شبیه ساز گرانش شوید.

بیایید برای درک بهتر به مثال زیر توجه کنیم(رابرت ل.ولک):

زمین و ماه را مانند دو گوی مجسم کنیم و برای لحظه ای حرکت زمین و ماه را متوقف می کنیم در حالی که ماه در سمت راست زمین واقع است و زمین در چپ

نیروی گرانشی ماه می خواهد مرکز زمین را به سوی مرکز خودش - به سمت راست - بکشد. این ربایش را "کشش مرکز به مرکز" بنامیم. اما بر اقیانوس های طرف راست زمین، این کشش اندکی قوی تر از کشش مرکز به مرکز است، زیرا اقیانوس ها واقع در سمت راست به ماه نزدیک ترند تا مرکز زمین، و نیروی گرانشی در فواصل نزدیک تر قوی تر است. این کشش اندکی قوی تر آب اقیانوس ها را نسبت به بقیه ی قسمت های این سیاره بالاتر می برد، و برآمدگی به سمت بالا را در آنها پدید می آورد و یک مد بلند در سمت راست زمین، روبه روی ماه، به وجود می آید.

در این میان، در طرفی از زمین که پشت به ماه دارد (سمت چپ)، اقیانوس ها اندکی به ماه دورترند تا مرکز زمین به ماه؛ بنابراین کشش رو به سمت چپ زمین اندکی کوچک تر بر آنها وارد می آید تا کشش مرکز به مرکز

کشش قوی تر مرکز به مرکز، زمین را اندکی از اقیانوس های سمت چپ دور می کند، و این اقیانوس ها نسبت به بقیه ی سطح زمین برآمده به بیرون باقی می مانند. و به این ترتیب یک مد (فراكشند) دوم در طرف مقابل کره ی زمین که پشت به ماه است، به وجود می آید. به این ترتیب، همواره دو برآمدگی آب اقیانوس در دو طرف مقابل زمین -در طرفی که ماه در آن لحظه در آنجا ظهور می کند، و در طرف مستقيما مقابل (و نه روبه روی) ماه، یعنی پشت به ماه بر روی زمین- پدید می آید.

اکنون در نظر بگیریم که زمین حول محور خودش می چرخد. در حالی که دو نیروی برآمدگی ساز بر کره ی زمین وارد می آیند و این کره حول محور خودش می چرخد، هر مکانی بر روی سطح زمین از یک مد در هر چرخش بیست و چهار ساعتی دو بار می گذرد، که در هر موضع و مکان در هر شبانه روز دو جزر نیز پدید می آورد.

توجه: فاصله ی زمانی در فراکشند دقيقا دوازده ساعت نیست. در هر مکان مشخصی بر روی کره ی زمین، این فراکشندها دوازده ساعت و پنجاه دقیقه با هم فاصله ی زمانی دارند.

چرا؟ زیرا برآمدگی ها ناشی از ربایش گرانشی ماه هستند، و در حرکت ماه به دور زمین، همراه با آن حرکت می کنند. در حالی که زمین چرخش به سوی شرق خود را در یک دوره ی زمانی بیست و چهار ساعته اجرا می کند، ماه نیز به سوی شرق حرکت می کند، و از این رو از هر مکانی بر روی زمین اندکی جلوتر می افتد. در این صورت زمین باید پنجاه دقیقه بیشتر بچرخد تا به ماه - یعنی، به برآمدگی فراکشند بعدی - برسد.

نکته: کشند ها فقط از ماه (نیروی گرانشی ماه) ناشی نمی شوند. یک موجود بزرگ دیگر در بیرون از منظومه ی زمین-ماه و با نیروی گرانشی عظیم در کار است. جرم خورشید ۲۷ میلیون برابر جرم ماه، اما فاصله اش ۳۹۷ برابر است. شيوه‌ی کارکرد گرانش از این قرار است که نیروی گرانش به نسبت مستقیم با جرم افزایش می یابد، اما به تناسب مجذور فاصله کاهش می یابد.

نکته: اثر گرانش خورشید بر کشندها (فراکشند و فروکشند) حدود ۴۶ درصد قدرت تأثیر گرانش ماه است.

وقتی خورشید و ماه هر دو در یک راستا قرار می‌گیرند اثر هر یک به هم اضافه می‌شود و جزر و مدی بلندتر از جزر و مدهای معمولی رخ می‌دهد که به آن «جزر و مد کامل» (Spring tides) یا جزر و مد بهاری می‌گویند. البته این جزر و مد فقط در بهار اتفاق نمی‌افت بلکه تقریبا هر 14 روز یکبار رخ می‌دهند.

«خفیف‌ترین جزر و مد‌ها» (Neap tides) جزر و مدی هستند که کمترین دامنه را دارند و زمانی رخ می‌دهند که زمین، ماه و خورشید زاویه 90 درجه نسبت به هم تشکیل می‌دهند. این پدیده دقیقاً در نیمه راه جزر و مد بهاری یعنی هفت روز بعد از آن رخ می دهد.

سوال: آیا جزر و مد در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها رخ می‌دهد؟

پاسخ: دریاچه‌ها و رودخانه‌ها جاذبه گرانشی ماه را تجربه می‌کنند ولی از آنجا که جرم آب آن‌ها در مقایسه با اقیانوس‌های بزرگ و دریاها زیاد نیست بنابراین کشش قابل توجهی در دریاچه‌ها و رودخانه‌ها تجربه نمی‌شود و جزر و مدی در آنها رخ نمی دهد.

نحوه کار با شبیه ساز

ابتدا سرعت حرکت زمین به دور خودش و حرکت ماه به دور زمین را تغییر داده و در حالت کند یا تند قرار دهید سپس دکمه پخش را بزنید تا شبیه ساز فعال شود. در این حین می توانید از تب های سمت راست گزینه "نمودار" را انتخاب کنید تا نمودار نوسانی تغییرات ارتفاع آب کنار ساحل را متوجه شوید. همچنین با کلیک روی تب "نمودار میله" می توانید ارتفاع آب کنار ساحل را در هر ساعت از شبانه روز بررسی کنید.