در مداری که متداول است بچرخید. جزر و مد دریا

جزر و مد را افزایش و کاهش دوره ای سطح آب در اقیانوس ها و دریاها می گویند.

دو بار در طول روز، با فاصله ای حدود 12 ساعت و 25 دقیقه، آب نزدیک ساحل اقیانوس یا دریای آزاد بالا می رود و در صورت عدم وجود مانع، گاهی اوقات فضاهای بزرگ را سیل می کند - این جزر و مد است. سپس آب می ریزد و عقب می نشیند و قسمت پایین را آشکار می کند - این جزر و مد است. چرا این اتفاق می افتد؟ حتی مردم باستان نیز در مورد این فکر می کردند و متوجه شدند که این پدیده ها با ماه مرتبط است. I. نیوتن اولین کسی بود که به دلیل اصلی جزر و مد جزر و مد اشاره کرد - این جاذبه زمین توسط ماه است، یا بهتر است بگوییم، تفاوت بین جاذبه ماه به کل زمین به عنوان یک کل. و پوسته آب آن

توضیح جزر و مد جزر و مد توسط نظریه نیوتن

جاذبه زمین توسط ماه شامل جاذبه تک تک ذرات زمین توسط ماه است. ذراتی که در حال حاضر به ماه نزدیک‌تر هستند، با شدت بیشتری توسط ماه جذب می‌شوند، در حالی که ذراتی که دورتر هستند کمتر جذب می‌شوند. اگر زمین کاملاً جامد بود، این تفاوت در نیروی گرانش هیچ نقشی نداشت. اما زمین یک جسم کاملاً جامد نیست، بنابراین تفاوت در نیروهای جاذبه ذرات واقع در نزدیکی سطح زمین و نزدیک مرکز آن (این تفاوت را نیروی جزر و مد نامیده می شود) ذرات را نسبت به یکدیگر جابجا می کند و زمین ، در درجه اول پوسته آب آن، تغییر شکل داده است.

در نتیجه، در سمت رو به ماه و در طرف مقابل، آب بالا آمده و برآمدگی های جزر و مدی را تشکیل می دهد و آب اضافی در آنجا جمع می شود. به همین دلیل، سطح آب در سایر نقاط مخالف زمین در این زمان کاهش می یابد - جزر و مد در اینجا رخ می دهد.

اگر زمین نمی چرخید و ماه بی حرکت می ماند، زمین همراه با پوسته آبکی خود همیشه همان شکل کشیده را حفظ می کرد. اما زمین می چرخد ​​و ماه در حدود 24 ساعت و 50 دقیقه به دور زمین می چرخد. با همین دوره، قله های جزر و مدی ماه را دنبال می کنند و در امتداد سطح اقیانوس ها و دریاها از شرق به غرب حرکت می کنند. از آنجایی که دو پیش بینی وجود دارد، یک موج جزر و مدی از هر نقطه در اقیانوس دو بار در روز با فاصله حدود 12 ساعت و 25 دقیقه عبور می کند.

چرا ارتفاع موج جزر و مد متفاوت است؟

در اقیانوس باز، هنگامی که یک موج جزر و مدی عبور می کند، آب کمی افزایش می یابد: حدود 1 متر یا کمتر، که عملاً برای ملوانان قابل توجه باقی می ماند. اما در سواحل، حتی چنین افزایش سطح آب قابل توجه است. در خلیج ها و خلیج های باریک، سطح آب در هنگام جزر و مد بسیار بالاتر می رود، زیرا ساحل از حرکت موج جزر و مدی جلوگیری می کند و در تمام مدت زمان بین جزر و مد در اینجا آب جمع می شود.

بالاترین جزر و مد (حدود 18 متر) در یکی از خلیج های ساحلی در کانادا مشاهده می شود. در روسیه، بالاترین جزر و مد (13 متر) در خلیج های گیژیگینسکا و پنژینسکایا در دریای اوخوتسک رخ می دهد. در دریاهای داخلی (به عنوان مثال، در بالتیک یا سیاه)، جزر و مد جزر و مد تقریبا نامحسوس است، زیرا توده های آب که همراه با موج جزر و مدی اقیانوس حرکت می کنند، زمان نفوذ به چنین دریاهایی را ندارند. اما با این حال، در هر دریا یا حتی دریاچه، امواج جزر و مدی مستقل با جرم کوچکی از آب به وجود می آید. به عنوان مثال، ارتفاع جزر و مد در دریای سیاه تنها به 10 سانتی متر می رسد.

در همان منطقه، ارتفاع جزر و مد می تواند متفاوت باشد، زیرا فاصله ماه تا زمین و حداکثر ارتفاع ماه در بالای افق در طول زمان تغییر می کند و این منجر به تغییر در بزرگی نیروهای جزر و مدی می شود.

جزر و مد و خورشید

خورشید بر جزر و مد نیز تأثیر می گذارد. اما نیروهای جزر و مدی خورشید 2.2 برابر کمتر از نیروی جزر و مدی ماه است.

در طول ماه جدید و ماه کامل، نیروهای جزر و مدی خورشید و ماه در یک جهت عمل می کنند - سپس بالاترین جزر و مد به دست می آید. اما در ربع اول و سوم ماه، نیروهای جزر و مدی خورشید و ماه مقابله می کنند، بنابراین جزر و مد کوچکتر می شود.

جزر و مد در پوسته هوای زمین و در جسم جامد آن

پدیده های جزر و مدی نه تنها در آب، بلکه در پوسته هوای زمین نیز رخ می دهد. به آنها جزر و مد اتمسفر می گویند. جزر و مد نیز در جسم جامد زمین رخ می دهد، زیرا زمین کاملاً جامد نیست. نوسانات عمودی سطح زمین در اثر جزر و مد به چند ده سانتی متر می رسد.

استفاده عملی از جزر و مد

نیروگاه جزر و مدی نوع خاصی از نیروگاه های برق آبی است که از انرژی جزر و مد و در واقع انرژی جنبشی چرخش زمین استفاده می کند. نیروگاه های جزر و مدی در سواحل دریاها ساخته می شوند، جایی که نیروهای گرانشی ماه و خورشید سطح آب را دو بار در روز تغییر می دهند. نوسانات سطح آب در نزدیکی ساحل می تواند به 18 متر برسد.

در سال 1967، یک نیروگاه جزر و مدی در فرانسه در دهانه رودخانه رنس ساخته شد.

در روسیه، از سال 1968، یک TPP آزمایشی در خلیج کیسلایا در ساحل دریای بارنتز فعالیت می کند.

PES در خارج از کشور وجود دارد - در فرانسه، بریتانیا، کانادا، چین، هند، ایالات متحده آمریکا و سایر کشورها.

محتوای مقاله

جزر و مد،نوسانات دوره ای در سطح آب (بالا و پایین) در نواحی آبی روی زمین که ناشی از جاذبه گرانشی ماه و خورشید بر روی زمین در حال چرخش است. همه مناطق بزرگ آبی، از جمله اقیانوس ها، دریاها و دریاچه ها، تا یک درجه در معرض جزر و مد هستند، اگرچه در دریاچه ها کوچک هستند.

آبشار برگشت پذیر

(جهت معکوس) یکی دیگر از پدیده های مرتبط با جزر و مد در رودخانه ها است. یک مثال معمولی آبشار روی رودخانه سنت جان (نیوبرانزویک، کانادا) است. در اینجا، از طریق یک تنگه باریک، آب در هنگام جزر و مد به داخل حوضه ای که بالاتر از سطح پایین آب قرار دارد، اما کمی زیر سطح آب بالا در همان تنگه نفوذ می کند. بنابراین، مانعی ایجاد می شود که از طریق آن آب یک آبشار را تشکیل می دهد. در هنگام جزر و مد، آب از طریق یک گذرگاه باریک به پایین دست جریان می یابد و با غلبه بر یک طاقچه زیر آب، یک آبشار معمولی را تشکیل می دهد. در هنگام جزر و مد، یک موج شیب دار که در تنگه نفوذ می کند مانند یک آبشار به داخل حوضه پوشاننده می افتد. جریان رو به عقب تا زمانی ادامه می یابد که سطح آب در دو طرف آستانه برابر شود و جزر و مد شروع به فروکش کند. سپس آبشار رو به پایین دست دوباره بازسازی می شود. میانگین اختلاف سطح آب در تنگه تقریباً 2.7 متر، با این حال، در بالاترین جزر و مد، ارتفاع آبشار مستقیم می تواند بیش از 4.8 متر، و معکوس - 3.7 متر باشد.

بزرگترین دامنه های جزر و مدی

بالاترین جزر و مد جهان توسط جریان های قوی در خلیج میناس در خلیج فاندی ایجاد می شود. نوسانات جزر و مدی در اینجا با یک دوره طبیعی با یک دوره نیمه روزانه مشخص می شود. سطح آب در جزر و مد اغلب بیش از 12 متر در 6 ساعت افزایش می یابد و سپس در شش ساعت آینده به همان میزان کاهش می یابد. هنگامی که اثر جزر و مد بهاری، موقعیت ماه در حضیض و حداکثر انحراف ماه در همان روز رخ می دهد، سطح جزر و مد می تواند به 15 متر برسد. این دامنه استثنایی زیاد نوسانات جزر و مدی تا حدودی به دلیل قیف شکل بودن آن است. شکل خلیج فاندی، جایی که اعماق کاهش می یابد و سواحل به سمت بالای خلیج به هم نزدیک می شوند.

باد و آب و هوا.

باد تأثیر بسزایی در پدیده های جزر و مدی دارد. وزش باد از دریا آب را به سمت ساحل می راند، ارتفاع جزر و مد بیشتر از حد نرمال می شود و در جزر و مد سطح آب نیز از حد متوسط ​​فراتر می رود. برعکس، وقتی باد از خشکی می وزد، آب از ساحل دور می شود و سطح دریا پایین می آید.

به دلیل افزایش فشار اتمسفر در سطح وسیعی از آب، با اضافه شدن وزن روی هم به جو، سطح آب کاهش می یابد. هنگامی که فشار اتمسفر 25 میلی متر جیوه افزایش می یابد. سطح آب تقریباً 33 سانتی متر کاهش می یابد. کاهش فشار اتمسفر باعث افزایش متناظر در سطح آب می شود. در نتیجه، کاهش شدید فشار اتمسفر همراه با بادهای طوفانی می تواند باعث افزایش قابل توجه سطح آب شود. چنین امواجی اگرچه جزر و مد نامیده می شوند، اما در واقع با تأثیر نیروهای جزر و مدی همراه نیستند و ویژگی تناوب پدیده های جزر و مدی را ندارند. شکل‌گیری این امواج می‌تواند با بادهای طوفانی یا با زلزله‌های زیر آب همراه باشد (در مورد دوم به آنها امواج دریای لرزه‌ای یا سونامی می‌گویند).

استفاده از انرژی جزر و مدی

چهار روش برای مهار انرژی جزر و مدی توسعه داده شده است، اما کاربردی ترین آنها ایجاد یک سیستم استخر جزر و مدی است. در همان زمان، نوسانات در سطح آب مرتبط با پدیده جزر و مد در سیستم قفل استفاده می شود به طوری که یک اختلاف سطح به طور مداوم حفظ می شود، که اجازه می دهد انرژی تولید شود. قدرت نیروگاه های جزر و مدی به طور مستقیم به مساحت استخرهای تله و اختلاف سطح پتانسیل بستگی دارد. عامل دوم به نوبه خود تابعی از دامنه نوسانات جزر و مدی است. تفاوت سطح قابل دستیابی تا حد زیادی مهم ترین برای تولید برق است، اگرچه هزینه سازه ها به مساحت حوضه ها بستگی دارد. در حال حاضر نیروگاه های بزرگ جزر و مدی در روسیه در شبه جزیره کولا و در پریموریه، در فرانسه در مصب رودخانه رنس، در چین در نزدیکی شانگهای و همچنین در سایر مناطق جهان فعالیت می کنند.

جدول: اطلاعات جزر و مد در برخی از بنادر جهان

اطلاعات در مورد جزر و مد در برخی از بنادر جهان
بندر	فاصله بین جزر و مد		میانگین ارتفاع جزر و مد، متر	ارتفاع جزر و مد بهار، متر
	ساعت	دقیقه
m. Morris-Jessep، گرینلند، دانمارک	10	49	0,12	0,18
ریکیاویک، ایسلند	4	50	2,77	3,66
آر. کوکسوک، تنگه هادسون، کانادا	8	56	7,65	10,19
سنت جان، نیوفاندلند، کانادا	7	12	0,76	1,04
بارنتکو، خلیج فاندی، کانادا	0	09	12,02	13,51
پورتلند، ایالات متحده آمریکا مین، ایالات متحده آمریکا	11	10	2,71	3,11
بوستون، ایالات متحده آمریکا ماساچوست، ایالات متحده آمریکا	11	16	2,90	3,35
نیویورک، نیویورک نیویورک، ایالات متحده آمریکا	8	15	1,34	1,62
بالتیمور، کامپیوتر مریلند، ایالات متحده آمریکا	6	29	0,33	0,40
ساحل میامی فلوریدا، ایالات متحده آمریکا	7	37	0,76	0,91
گالوستون، کامپیوتر تگزاس، ایالات متحده آمریکا	5	07	0,30	0,43*
O. ماراکا، برزیل	6	00	6,98	9,15
ریودوژانیرو، برزیل	2	23	0,76	1,07
کالائو، پرو	5	36	0,55	0,73
بالبوآ، پاناما	3	05	3,84	5,00
سانفرانسیسکو کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا	11	40	1,19	1,74*
سیاتل، واشنگتن، ایالات متحده آمریکا	4	29	2,32	3,45*
Nanaimo، بریتیش کلمبیا، کانادا	5	00	...	3,42*
سیتکا، آلاسکا، ایالات متحده آمریکا	0	07	2,35	3,02*
Sunrise، کوک اینلت، ایالات متحده آمریکا آلاسکا، ایالات متحده آمریکا	6	15	9,24	10,16
هونولولو، کامپیوتر هاوایی، ایالات متحده آمریکا	3	41	0,37	0,58*
پاپیته، در مورد تاهیتی، پلی‌نزی فرانسه	...	...	0,24	0,33
داروین، استرالیا	5	00	4,39	6,19
ملبورن، استرالیا	2	10	0,52	0,58
رانگون، میانمار	4	26	3,90	4,97
زنگبار، تانزانیا	3	28	2,47	3,63
کیپ تاون، آفریقای جنوبی	2	55	0,98	1,31
جبل الطارق، ولاد. بریتانیای کبیر	1	27	0,70	0,94
گرانویل، فرانسه	5	45	8,69	12,26
لیث، انگلستان	2	08	3,72	4,91
لندن، بریتانیای کبیر	1	18	5,67	6,56
دوور، انگلستان	11	06	4,42	5,67
آوونموث، انگلستان	6	39	9,48	12,32
رمزی، فر. مین، انگلستان	10	55	5,25	7,17
اسلو، نروژ	5	26	0,30	0,33
هامبورگ، آلمان	4	40	2,23	2,38
* دامنه جزر و مد روزانه.

جزر و مد
نوسانات دوره ای در سطح آب (بالا و پایین) در نواحی آبی روی زمین که ناشی از جاذبه گرانشی ماه و خورشید بر روی زمین در حال چرخش است. همه مناطق بزرگ آبی، از جمله اقیانوس ها، دریاها و دریاچه ها، تا یک درجه در معرض جزر و مد هستند، اگرچه در دریاچه ها کوچک هستند. بالاترین سطح آبی که در یک روز یا نیم روز در هنگام جزر مشاهده می شود، آب زیاد، پایین ترین سطح در هنگام جزر، کم آب نامیده می شود و لحظه رسیدن به این نشانه های حداکثر سطح، ایستادن (یا مرحله) بالا نامیده می شود. جزر و مد یا جزر، به ترتیب. میانگین سطح دریا یک مقدار شرطی است که در هنگام جزر و مد در بالای آن و در هنگام جزر و مد در زیر آن قرار می گیرد. این نتیجه میانگین یک سری بزرگ مشاهدات فوری است. جزر و مد متوسط ​​(یا جزر) یک مقدار متوسط ​​است که از یک سری داده های بزرگ در سطوح بالا یا پایین آب محاسبه می شود. هر دوی این سطوح میانی به میله پای محلی گره خورده اند. نوسانات عمودی سطح آب در هنگام جزر و مد بالا و پایین با حرکت افقی توده های آب در رابطه با ساحل همراه است. این فرآیندها توسط موج باد، روان آب رودخانه و عوامل دیگر پیچیده می شوند. حرکات افقی توده های آب در ناحیه ساحلی را جریان جزر و مدی (یا جزر و مدی) می نامند، در حالی که نوسانات عمودی در سطح آب را جزر و مد می نامند. تمام پدیده های مرتبط با جزر و مد با تناوب مشخص می شوند. جریان های جزر و مدی به طور دوره ای جهت را معکوس می کنند، در حالی که جریان های اقیانوسی که به طور پیوسته و یک جهته حرکت می کنند، توسط گردش عمومی جو هدایت می شوند و مناطق وسیعی از اقیانوس های باز را پوشش می دهند (همچنین به OCEAN مراجعه کنید). در طول فواصل انتقال از جزر و مد به جزر و بالعکس، تعیین روند جریان جزر و مد دشوار است. در این زمان (نه همیشه مصادف با جزر و مد بالا یا پایین) گفته می شود که آب "راکد" می کند. جزر و مد بالا و پایین به صورت چرخه ای متناوب مطابق با تغییر شرایط نجومی، هیدرولوژیکی و هواشناسی است. توالی فازهای جزر و مدی با دو حداکثر و دو حداقل در چرخه روزانه تعیین می شود.
توضیح منشاء نیروهای جزر و مدی. اگرچه خورشید نقش مهمی در فرآیندهای جزر و مدی ایفا می کند، اما عامل تعیین کننده در توسعه آنها کشش گرانشی ماه است. درجه تأثیر نیروهای جزر و مدی بر هر ذره آب، صرف نظر از موقعیت آن در سطح زمین، توسط قانون گرانش جهانی نیوتن تعیین می شود. این قانون بیان می کند که دو ذره مادی با نیرویی که مستقیماً متناسب با حاصلضرب جرم هر دو ذره و با مجذور فاصله بین آنها نسبت معکوس دارد یکدیگر را جذب می کنند. قابل درک است که هر چه جرم اجسام بیشتر باشد، نیروی جاذبه متقابلی که بین آنها ایجاد می شود بیشتر است (با چگالی یکسان، جسم کوچکتر جاذبه کمتری نسبت به جسم بزرگتر ایجاد می کند). قانون همچنین به این معنی است که هر چه فاصله بین دو جسم بیشتر باشد، جاذبه بین آنها کمتر است. از آنجایی که این نیرو با مجذور فاصله بین دو جسم نسبت معکوس دارد، فاکتور فاصله نقش بسیار بیشتری در تعیین مقدار نیروی جزر و مدی نسبت به جرم اجسام دارد. جاذبه گرانشی زمین که بر روی ماه اثر می گذارد و آن را در مدار نزدیک زمین نگه می دارد، برخلاف نیروی جاذبه زمین توسط ماه است که تمایل دارد زمین را به سمت ماه حرکت دهد و تمام اجرام واقع شده را "بلند" کند. روی زمین در جهت ماه. نقطه روی سطح زمین که مستقیماً زیر ماه قرار دارد تنها 6400 کیلومتر از مرکز زمین و به طور متوسط ​​386063 کیلومتر از مرکز ماه فاصله دارد. علاوه بر این، جرم زمین تقریباً 89 برابر جرم ماه است. بنابراین، در این نقطه از سطح زمین، گرانش زمین که بر هر جسمی عمل می کند تقریباً 300 هزار بار بیشتر از گرانش ماه است. این یک ایده رایج است که آب روی زمین مستقیماً زیر ماه در جهت ماه بالا می‌آید و باعث می‌شود آب از مکان‌های دیگر روی سطح زمین دور شود، اما از آنجایی که گرانش ماه در مقایسه با زمین بسیار کم است، نمی‌تواند برای بلند کردن آب زیادی کافی باشد. با این حال، اقیانوس‌ها، دریاها و دریاچه‌های بزرگ روی زمین که اجسام مایع بزرگی هستند، تحت تأثیر نیروهای جابجایی جانبی آزادانه حرکت می‌کنند و هرگونه تمایل جزئی به حرکت افقی آنها را به حرکت در می‌آورد. تمام آبهایی که مستقیماً زیر ماه نیستند، تحت تأثیر مؤلفه نیروی گرانشی ماه که به صورت مماس (مماسی) به سطح زمین هدایت می شود و همچنین مؤلفه آن به سمت بیرون هدایت می شود و در معرض جابجایی افقی نسبت به جامد هستند. پوسته زمین. در نتیجه، آب از مناطق مجاور سطح زمین به سمت مکانی واقع در زیر ماه جاری می شود. انباشته شدن آب در نقطه ای زیر ماه، جزر و مد را در آنجا تشکیل می دهد. خود موج جزر و مدی در اقیانوس باز تنها 30-60 سانتی متر ارتفاع دارد، اما هنگام نزدیک شدن به سواحل قاره ها یا جزایر به طور قابل توجهی افزایش می یابد. به دلیل حرکت آب از نواحی مجاور به سمت نقطه ای زیر ماه، در دو نقطه دیگر که از آن جدا شده اند، در فاصله ای برابر با یک چهارم محیط زمین، ریزش های متناظر آب رخ می دهد. جالب است بدانید که کاهش سطح دریا در این دو نقطه با افزایش سطح دریا نه تنها در سمت زمین رو به ماه، بلکه در سمت مقابل نیز همراه است. این واقعیت با قانون نیوتن نیز توضیح داده شده است. دو یا چند جسم که در فواصل مختلف از یک منبع گرانش قرار دارند و بنابراین در معرض شتاب گرانش با قدرهای مختلف قرار دارند، نسبت به یکدیگر حرکت می کنند، زیرا نزدیکترین جسم به مرکز ثقل به شدت به آن جذب می شود. آب در نقطه زیر ماه، کشش قوی‌تری به سمت ماه نسبت به زمین زیر آن دارد، اما زمین به نوبه خود کشش قوی‌تری به سمت ماه نسبت به آب در سمت مخالف سیاره دارد. بنابراین ، یک موج جزر و مدی بوجود می آید که در سمت زمین رو به ماه مستقیم و در طرف مقابل - معکوس نامیده می شود. اولین مورد از آنها فقط 5٪ بالاتر از دومی است. به دلیل چرخش ماه در مدار خود به دور زمین، بین دو جزر و مد متوالی یا دو جزر و مد در یک مکان معین تقریباً 12 ساعت و 25 دقیقه می گذرد. فاصله بین اوج جزر و مدهای متوالی بالا و پایین تقریباً است. 6 ساعت 12 دقیقه دوره 24 ساعت و 50 دقیقه بین دو جزر و مد متوالی را روز جزر و مدی (یا قمری) می گویند.
نابرابری های جزر و مدفرآیندهای جزر و مدی بسیار پیچیده هستند و برای درک آنها باید عوامل زیادی را در نظر گرفت. در هر صورت، ویژگی های اصلی توسط: 1) مرحله توسعه جزر و مد نسبت به عبور از ماه تعیین می شود. 2) دامنه جزر و مد و 3) نوع نوسانات جزر و مدی، یا شکل منحنی سطح آب. تغییرات متعدد در جهت و بزرگی نیروهای جزر و مدی باعث تفاوت در بزرگی جزر و مد صبح و عصر در یک بندر معین و همچنین بین جزر و مد یکسان در بندرهای مختلف می شود. به این تفاوت ها نابرابری جزر و مد می گویند.
اثر نیمه شبانه روزی.معمولاً در عرض یک روز، به دلیل نیروی جزر و مد اصلی - چرخش زمین به دور محور خود - دو چرخه جزر و مدی کامل تشکیل می شود. هنگامی که از قطب شمال دایره البروج مشاهده می شود، واضح است که ماه به دور زمین در همان جهتی که زمین به دور محور خود می چرخد ​​- در خلاف جهت عقربه های ساعت. با هر چرخش بعدی، یک نقطه معین از سطح زمین دوباره کمی دیرتر از دوران انقلاب قبلی، مستقیماً در زیر ماه قرار می گیرد. به همین دلیل، هر دو جزر و مد و جزر و مد هر روز تقریبا 50 دقیقه به تاخیر می افتد. این مقدار تاخیر قمری نامیده می شود.
نابرابری نیم ماههاین نوع اصلی تغییرات با تناوب تقریباً 4/143 روز مشخص می شود که با چرخش ماه به دور زمین و عبور آن از مراحل متوالی، به ویژه سیزیژی ها (ماه نو و ماه کامل) همراه است. لحظاتی که خورشید، زمین و ماه در یک خط مستقیم قرار دارند. تا کنون ما فقط به تأثیر جزر و مد ماه دست زده ایم. میدان گرانشی خورشید بر جزر و مد نیز تأثیر می گذارد، با این حال، اگرچه جرم خورشید بسیار بیشتر از جرم ماه است، اما فاصله زمین تا خورشید به قدری بیشتر از فاصله تا ماه است که نیروی جزر و مد خورشید کمتر از نصف ماه است. با این حال، هنگامی که خورشید و ماه در یک خط مستقیم قرار دارند، چه در یک سمت زمین یا در طرف مقابل (در طول ماه جدید یا ماه کامل)، نیروهای گرانشی آنها جمع می‌شوند و در امتداد یک محور عمل می‌کنند، و جزر و مد خورشیدی با جزر و مد ماه همپوشانی دارد. به همین ترتیب، جاذبه خورشید باعث افزایش جزر و مد ناشی از تأثیر ماه می شود. در نتیجه جزر و مد بیشتر و جزر و مدها کمتر از زمانی می شوند که فقط توسط گرانش ماه ایجاد شده باشند. به چنین جزر و مدی جزر و مد بهاری می گویند. هنگامی که بردارهای نیروی گرانشی خورشید و ماه بر هم عمود باشند (در طول ربع، یعنی زمانی که ماه در ربع اول یا آخر است)، نیروهای جزر و مدی آنها مخالف هستند، زیرا جزر و مد ناشی از جاذبه خورشید بر روی زمین قرار می گیرد. جزر و مد ناشی از ماه در چنین شرایطی، جزر و مد آنقدر بالا نیست و جزر و مد آنقدر پایین نیست که گویی فقط ناشی از نیروی گرانش ماه است. این گونه جزر و مدهای میانی را ربع می نامند. دامنه علائم آب زیاد و کم در این مورد تقریباً سه برابر نسبت به جزر و مد بهار کاهش می یابد. در اقیانوس اطلس، جزر و مدهای بهاری و جزر و مدی معمولاً یک روز در مقایسه با فاز مربوط به ماه به تأخیر می افتد. در اقیانوس آرام، چنین تاخیری تنها 5 ساعت است.در بنادر نیویورک و سانفرانسیسکو و در خلیج مکزیک، جزر و مد بهاری 40 درصد بیشتر از جزر و مد بهار است.
نابرابری پارالاکسی قمریدوره نوسانات ارتفاعات جزر و مدی که به دلیل اختلاف منظر قمری رخ می دهد، 271/2 روز است. دلیل این نابرابری تغییر فاصله ماه از زمین در طول چرخش ماه است. با توجه به شکل بیضوی مدار ماه، نیروی جزر و مدی ماه در حضیض 40 درصد بیشتر از اوج است. این محاسبه برای بندر نیویورک معتبر است، جایی که تأثیر ماه در اوج یا حضیض معمولاً حدود 11/2 روز نسبت به فاز مربوطه ماه به تأخیر می افتد. برای بندر سانفرانسیسکو، تفاوت ارتفاعات جزر و مدی به دلیل قرار گرفتن ماه در حضیض یا اوج تنها 32 درصد است و آنها فازهای مربوطه ماه را با تاخیر دو روزه دنبال می کنند.
نابرابری روزانهدوره این نابرابری 24 ساعت 50 دقیقه است. دلایل وقوع آن چرخش زمین به دور محور خود و تغییر در انحراف ماه است. هنگامی که ماه نزدیک استوای سماوی است، دو جزر و مد در یک روز معین (و همچنین دو جزر و مد) اندکی با هم تفاوت دارند و ارتفاعات صبح و عصر آب های بالا و پایین بسیار نزدیک است. با این حال، با افزایش انحراف شمالی یا جنوبی ماه، جزر و مدهای صبح و عصر از یک نوع متفاوت از نظر ارتفاع هستند و زمانی که ماه به بزرگترین انحراف شمالی یا جنوبی خود می‌رسد، این تفاوت بیشترین میزان را دارد. جزر و مدهای استوایی نیز شناخته شده اند، به این دلیل که ماه تقریباً بالای مناطق استوایی شمالی یا جنوبی قرار دارد. نابرابری روزانه به طور قابل توجهی بر ارتفاعات دو جزر و مد متوالی در اقیانوس اطلس تأثیر نمی گذارد و حتی تأثیر آن بر ارتفاعات جزر و مد در مقایسه با دامنه کلی نوسانات ناچیز است. با این حال، در اقیانوس آرام، تغییرات روزانه در سطوح جزر و مد سه برابر بیشتر از سطوح جزر و مد بالا است.
نابرابری شش ماههعلت آن چرخش زمین به دور خورشید و تغییر متناظر آن در انحراف خورشید است. دو بار در سال به مدت چند روز در طول اعتدال، خورشید نزدیک استوای سماوی است، یعنی. انحراف آن نزدیک به 0 درجه است. ماه نیز تقریباً 24 ساعت در هر نیم ماه در نزدیکی استوای آسمانی قرار دارد. بنابراین، در طول اعتدال، دوره هایی وجود دارد که انحراف خورشید و ماه تقریباً 0 درجه است. مجموع اثر جزر و مدی جذب این دو جسم در چنین لحظاتی به طور قابل توجهی در مناطقی که نزدیک خط استوای زمین قرار دارند آشکار می شود. اگر در همان زمان ماه در مرحله ماه جدید یا ماه کامل باشد، به اصطلاح. جزر و مد بهاری متوازن
نابرابری اختلاف منظر خورشیدیدوره تجلی این نابرابری یک سال است. علت آن تغییر فاصله زمین تا خورشید در طول حرکت مداری زمین است. یک بار برای هر چرخش به دور زمین، ماه در حضیض کمترین فاصله را از آن دارد. یک بار در سال، در حوالی 2 ژانویه، زمین که در مدار خود حرکت می کند، به نزدیک ترین نقطه به خورشید (حضیض) نیز می رسد. هنگامی که این دو لحظه نزدیک‌ترین نزدیک‌ترین نقطه منطبق می‌شوند و بیشترین نیروی جزر و مد خالص را ایجاد می‌کنند، می‌توان سطوح جزر و مدی بالاتر و سطوح جزر و مدی کمتری را انتظار داشت. به همین ترتیب، اگر عبور آفلیون با اوج همزمان شود، جزر و مد پایین تر و جزر و مد کم عمق رخ می دهد.
روش های مشاهده و پیش بینی ارتفاع جزر و مد.سطح جزر و مد با استفاده از انواع مختلف دستگاه ها اندازه گیری می شود. میله پایی یک میله معمولی است که مقیاسی بر حسب سانتی متر روی آن چاپ شده است و به صورت عمودی به یک پایه یا تکیه گاه غوطه ور در آب متصل می شود به طوری که علامت صفر زیر پایین ترین سطح جزر و مد باشد. تغییرات سطح مستقیماً از این مقیاس خوانده می شود.
میله شناور.چنین میله های پا در جایی استفاده می شود که امواج ثابت یا تورم کم عمق، تعیین سطح را در مقیاس ثابت دشوار می کند. در داخل یک چاه محفظه (یک محفظه یا لوله توخالی) که به صورت عمودی بر روی بستر دریا نصب شده است، یک شناور وجود دارد که به یک اشاره گر نصب شده در مقیاس ثابت یا به یک قلم ضبط متصل است. آب از طریق سوراخ کوچکی که در زیر حداقل سطح دریا قرار دارد وارد چاه می شود. تغییرات جزر و مدی آن از طریق شناور به وسایل اندازه گیری منتقل می شود.
دستگاه ثبت هیدرواستاتیک سطح دریا.بلوکی از کیسه های لاستیکی در عمق مشخصی قرار می گیرد. با تغییر ارتفاع جزر و مد (لایه آب)، فشار هیدرواستاتیک تغییر می کند که توسط ابزارهای اندازه گیری ثبت می شود. از دستگاه های ثبت خودکار (جر و مد سنج) نیز می توان برای به دست آوردن یک رکورد مداوم از نوسانات جزر و مدی در هر نقطه استفاده کرد.
جداول جزر و مددو روش اصلی در تهیه جداول جزر و مد وجود دارد: هارمونیک و غیر هارمونیک. روش غیر هارمونیک کاملاً مبتنی بر نتایج مشاهده است. علاوه بر این، ویژگی‌های آب‌های بندری و برخی داده‌های نجومی اولیه (زاویه ساعتی ماه، زمان عبور آن از نصف النهار آسمانی، فازها، انحراف و اختلاف منظر) دخیل هستند. پس از انجام تنظیمات برای عوامل ذکر شده، محاسبه لحظه شروع و سطح جزر و مد برای هر پورت یک روش کاملاً ریاضی است. روش هارمونیک تا حدی تحلیلی و تا حدی مبتنی بر مشاهدات ارتفاعات جزر و مدی است که در حداقل یک ماه قمری انجام شده است. برای تأیید این نوع پیش‌بینی برای هر بندر، به سری‌های طولانی مشاهدات نیاز است، زیرا اعوجاج‌ها به دلیل پدیده‌های فیزیکی مانند اینرسی و اصطکاک، و همچنین پیکربندی پیچیده سواحل منطقه آبی و ویژگی‌های توپوگرافی پایین ایجاد می‌شوند. . از آنجایی که فرآیندهای جزر و مدی با تناوب مشخص می شوند، تجزیه و تحلیل ارتعاش هارمونیک برای آنها اعمال می شود. جزر و مد مشاهده شده حاصل افزودن یک سری امواج جزر و مدی ساده در نظر گرفته می شود که هر کدام از آنها توسط یکی از نیروهای جزر و مدی یا یکی از عوامل ایجاد می شود. برای یک راه حل کامل، از 37 جزء ساده استفاده می شود، اگرچه در برخی موارد اجزای اضافی فراتر از 20 اصلی ناچیز هستند. جایگزینی همزمان 37 ثابت در معادله و حل واقعی آن در رایانه انجام می شود.
جزر و مد و جریان رودخانه.تعامل جزر و مد و جریان رودخانه در جایی که رودخانه های بزرگ به اقیانوس می ریزند به وضوح قابل مشاهده است. ارتفاعات جزر و مدی در خلیج ها، مصب ها و مصب ها می تواند در نتیجه افزایش جریان در جریان های حاشیه ای، به ویژه در هنگام سیل، به طور قابل توجهی افزایش یابد. در همان زمان، جزر و مد اقیانوس به شکل جریان های جزر و مدی به رودخانه های بسیار بالا نفوذ می کند. به عنوان مثال، در رودخانه هادسون، یک موج جزر و مدی به فاصله 210 کیلومتری دهانه می رسد. جریان های جزر و مدی معمولاً از بالا رودخانه به سمت آبشارهای صعب العبور یا رپیدها می روند. در طول جزر و مد، جریان رودخانه سریعتر از جزر و مد است. حداکثر سرعت جریان های جزر و مدی به 22 کیلومتر در ساعت می رسد.
بور.هنگامی که آب که تحت تأثیر جزر و مد بالا به حرکت در می آید، در حرکت خود توسط یک کانال باریک محدود می شود، یک موج نسبتاً شیب دار تشکیل می شود که در یک جبهه واحد به سمت بالا حرکت می کند. این پدیده را موج جزر و مد یا حفره می نامند. چنین امواجی در رودخانه هایی بسیار بالاتر از دهانه آنها مشاهده می شود، جایی که ترکیب اصطکاک و جریان رودخانه بیشتر از گسترش جزر و مد جلوگیری می کند. پدیده تشکیل بور در خلیج فاندی در کانادا شناخته شده است. در نزدیکی مونکتون (نیوبرانزویک)، رودخانه پتیکودیاک به خلیج فاندی می ریزد و یک جریان حاشیه ای را تشکیل می دهد. در کم آب عرض آن 150 متر است و از نوار خشک کن عبور می کند. هنگام جزر و مد، دیواره ای از آب به طول 750 متر و ارتفاع 60 تا 90 سانتی متر به شکل گردابی خش خش و جوشان از رودخانه سرازیر می شود. بزرگترین جنگل کاج شناخته شده با ارتفاع 4.5 متر در رودخانه فوچونجیانگ که به خلیج هانژو می ریزد تشکیل شده است. همچنین به BOR مراجعه کنید. آبشار معکوس (جهت معکوس) یکی دیگر از پدیده های مرتبط با جزر و مد در رودخانه ها است. یک مثال معمولی آبشار روی رودخانه سنت جان (نیوبرانزویک، کانادا) است. در اینجا، از طریق یک تنگه باریک، آب در هنگام جزر و مد به داخل حوضه ای که بالاتر از سطح پایین آب قرار دارد، اما کمی زیر سطح آب بالا در همان تنگه نفوذ می کند. بنابراین، مانعی ایجاد می شود که از طریق آن آب یک آبشار را تشکیل می دهد. در هنگام جزر و مد، آب از طریق یک گذرگاه باریک به پایین دست جریان می یابد و با غلبه بر یک طاقچه زیر آب، یک آبشار معمولی را تشکیل می دهد. در هنگام جزر و مد، یک موج شیب دار که در تنگه نفوذ می کند مانند یک آبشار به داخل حوضه پوشاننده می افتد. جریان رو به عقب تا زمانی ادامه می یابد که سطح آب در دو طرف آستانه برابر شود و جزر و مد شروع به فروکش کند. سپس آبشار رو به پایین دست دوباره بازسازی می شود. میانگین اختلاف سطح آب در تنگه تقریباً 2.7 متر، با این حال، در بالاترین جزر و مد، ارتفاع آبشار مستقیم می تواند بیش از 4.8 متر، و معکوس - 3.7 متر باشد.
بزرگترین دامنه های جزر و مدیبالاترین جزر و مد جهان توسط جریان های قوی در خلیج میناس در خلیج فاندی ایجاد می شود. نوسانات جزر و مدی در اینجا با یک دوره طبیعی با یک دوره نیمه روزانه مشخص می شود. سطح آب در جزر و مد اغلب بیش از 12 متر در 6 ساعت افزایش می یابد و سپس در شش ساعت آینده به همان میزان کاهش می یابد. هنگامی که اثر جزر و مد بهاری، موقعیت ماه در حضیض و حداکثر انحراف ماه در همان روز رخ می دهد، سطح جزر و مد می تواند به 15 متر برسد. این دامنه استثنایی زیاد نوسانات جزر و مدی تا حدودی به دلیل قیف شکل بودن آن است. شکل خلیج فاندی، جایی که اعماق کاهش می یابد و سواحل به سمت بالای خلیج به هم نزدیک می شوند.
باد و آب و هوا.باد تأثیر بسزایی در پدیده های جزر و مدی دارد. وزش باد از دریا آب را به سمت ساحل می راند، ارتفاع جزر و مد بیشتر از حد نرمال می شود و در جزر و مد سطح آب نیز از حد متوسط ​​فراتر می رود. برعکس، وقتی باد از خشکی می وزد، آب از ساحل دور می شود و سطح دریا پایین می آید. به دلیل افزایش فشار اتمسفر در سطح وسیعی از آب، با اضافه شدن وزن روی هم به جو، سطح آب کاهش می یابد. هنگامی که فشار اتمسفر 25 میلی متر جیوه افزایش می یابد. سطح آب تقریباً 33 سانتی متر کاهش می یابد. کاهش فشار اتمسفر باعث افزایش متناظر در سطح آب می شود. در نتیجه، کاهش شدید فشار اتمسفر همراه با بادهای طوفانی می تواند باعث افزایش قابل توجه سطح آب شود. چنین امواجی اگرچه جزر و مد نامیده می شوند، اما در واقع با تأثیر نیروهای جزر و مدی همراه نیستند و ویژگی تناوب پدیده های جزر و مدی را ندارند. شکل‌گیری این امواج می‌تواند با بادهای طوفانی یا با زلزله‌های زیر آب همراه باشد (در مورد دوم به آنها امواج دریای لرزه‌ای یا سونامی می‌گویند).
استفاده از انرژی جزر و مدیچهار روش برای مهار انرژی جزر و مدی توسعه داده شده است، اما کاربردی ترین آنها ایجاد یک سیستم استخر جزر و مدی است. در همان زمان، نوسانات در سطح آب مرتبط با پدیده جزر و مد در سیستم قفل استفاده می شود به طوری که یک اختلاف سطح به طور مداوم حفظ می شود، که اجازه می دهد انرژی تولید شود. قدرت نیروگاه های جزر و مدی به طور مستقیم به مساحت استخرهای تله و اختلاف سطح پتانسیل بستگی دارد. عامل دوم به نوبه خود تابعی از دامنه نوسانات جزر و مدی است. تفاوت سطح قابل دستیابی تا حد زیادی مهم ترین برای تولید برق است، اگرچه هزینه سازه ها به مساحت حوضه ها بستگی دارد. در حال حاضر نیروگاه های بزرگ جزر و مدی در روسیه در شبه جزیره کولا و در پریموریه، در فرانسه در مصب رودخانه رنس، در چین در نزدیکی شانگهای و همچنین در سایر مناطق جهان فعالیت می کنند.
ادبیات
Shuleikin V.V. فیزیک دریا. M.، 1968 هاروی جی. جو و اقیانوس. M., 1982 Drake Ch., Imbrie J., Knaus J., Turekian K. اقیانوس به خودی خود و برای ما. م.، 1982

دایره المعارف کولیر. - جامعه باز. 2000 .

دو سال پیش در تعطیلات در ساحل اقیانوس هند در جزیره شگفت انگیز سیلان بودم. هتل کوچک من تنها 50 متر با اقیانوس فاصله داشت. من هر روز با چشمان خود تمام حرکت قدرتمند و زندگی پرتلاطم اقیانوس را مشاهده می کردم. یک روز صبح زود در ساحل ایستادم، به امواج نگاه می کردم و به این فکر می کردم که چه چیزی به چنین ارتعاش قدرتمند اقیانوس، جزر و مدهای روزانه آن، قدرت می بخشد.

آنچه به جزر و مد قدرت می بخشد

گرانش بر حرکت همه اجسام به یک اندازه تأثیر می گذارد. اما اگر گرانش باعث جزر و مد در اقیانوس ها می شود و آب باعث آب در آفریقا می شود، پس چرا جزر و مد در دریاچه ها وجود ندارد؟ هوم، چه می شود اگر فرض کنیم همه چیزهایی که می دانیم اشتباه است. بسیاری از افراد باهوش از دنیای علمی آن را اینگونه توضیح می دهند. گرانش زمین در نقطه A ضعیف تر از نقطه B است. اثر خالص گرانش زمین اقیانوس را کشیده است. پس از آن در طرف مقابل متورم می شود.

بله، در واقع حقایق واقعی هستند و تفاوتی در نیروی گرانشی ماه در نقاط A و B وجود دارد.

سوء تفاهم در توضیح برآمدگی ها نهفته است. شاید به دلیل تفاوت در جاذبه ظاهر نمی شوند. اما دلایل آن کمتر مشخص است و گیج می شوند. بیشتر در مورد فشار تجمعی در نقاط مختلف ستون آب است. و ماه زمین را به یک پمپ هیدرولیک در مقیاس سیاره ای تبدیل می کند و آب متورم می شود و خود را به سمت مرکز فشار می دهد. بنابراین حتی کوچکترین ضربه برای شروع حرکت موج کافی است.

کمی بیشتر در مورد جزر و مد

اما من می خواهم بدانم که چرا آنها در تجمع دیگری از آب نیستند:

• در بدن انسان (80٪ از آب تشکیل شده است)؛
• در حمام پر؛
• در دریاچه ها؛
• در فنجان های قهوه و غیره

به احتمال زیاد به دلیل فشار کمتر نسبت به اقیانوس و هیدرولیک ضعیف است. برخلاف اقیانوس، همه اینها تجمعات کوچکی از آب هستند. مساحت دریاچه، فنجان و مابقی آن به اندازه ای نیست که حداقل فشاری که به آن وارد می شود، سطح آب را تغییر دهد و موج ایجاد کند.

دریاچه های بزرگ می توانند برای جزر و مدهای کوچک فشار ایجاد کنند. اما از آنجایی که بادها و پاشش ها موج های بزرگی ایجاد می کنند، ما به سادگی متوجه آنها نمی شویم. جزر و مد در همه جا شکل می گیرد، آنها فقط بسیار میکروسکوپی هستند.

ماه با سرعت متوسط ​​1.02 کیلومتر بر ثانیه در مداری تقریباً بیضوی در همان جهتی که اکثر اجسام دیگر در منظومه شمسی در آن حرکت می کنند، حرکت می کند، یعنی در خلاف جهت عقربه های ساعت وقتی به مدار ماه نگاه می کنیم. قطب شمال. نیم محور اصلی مدار ماه، برابر با میانگین فاصله بین مراکز زمین و ماه، 384400 کیلومتر (تقریبا 60 شعاع زمین) است. به دلیل بیضی بودن مدار، فاصله تا ماه بین 356400 تا 406800 کیلومتر متغیر است. دوره چرخش ماه به دور زمین، به اصطلاح ماه بیدریایی، در معرض نوسانات جزئی از 27.32166 تا 29.53 روز است، اما همچنین کاهش سکولار بسیار کمی دارد. ماه فقط با نور منعکس شده از خورشید می درخشد، بنابراین نیمی از آن، رو به خورشید، روشن است و نیمه دیگر در تاریکی غوطه ور است. اینکه چقدر از نیمه روشن ماه در یک لحظه معین برای ما قابل مشاهده است بستگی به موقعیت ماه در مدارش به دور زمین دارد. همانطور که ماه در مدار خود حرکت می کند، شکل آن به تدریج اما پیوسته تغییر می کند. اشکال مختلف قابل رویت ماه را فازهای آن می نامند.

جزر و مد برای هر موج سواری آشناست. سطح آب اقیانوس ها دو بار در روز بالا و پایین می رود و در برخی نقاط به میزان بسیار قابل توجهی. هر روز جزر و مد 50 دقیقه دیرتر از روز قبل می رسد.

ماه در مدار خود به دور زمین نگه داشته می شود به این دلیل که بین این دو جرم آسمانی نیروهای گرانشی وجود دارد که آنها را به سمت یکدیگر جذب می کند. زمین دائماً در تلاش است تا ماه را به سمت خود جذب کند و ماه نیز زمین را به سمت خود جذب می کند. از آنجایی که اقیانوس ها توده های بزرگی از مایع هستند و می توانند جریان داشته باشند، به راحتی توسط نیروهای گرانشی ماه تغییر شکل می دهند و شکل لیمو به خود می گیرند. توپ سنگ جامد که زمین است در وسط باقی می ماند. در نتیجه، در سمتی از زمین که رو به ماه است، یک برآمدگی آب و برآمدگی مشابه دیگری در طرف مقابل ظاهر می شود.

همانطور که زمین جامد حول محور خود می چرخد، سواحل اقیانوس ها جزر و مد بالا و پایین را تجربه می کنند که هر 24 ساعت و 50 دقیقه دو بار رخ می دهد و سواحل اقیانوس ها از تپه های آب عبور می کنند. طول دوره بیش از 24 ساعت است، زیرا ماه نیز در مدار خود حرکت می کند.

به دلیل جزر و مد اقیانوس، نیروی اصطکاک بین سطح زمین و آب اقیانوس ها ایجاد می شود و سرعت چرخش زمین به دور محور خود را کاهش می دهد. روزهای ما به تدریج طولانی تر و طولانی تر می شوند، هر قرن طول روز حدود دو هزارم ثانیه افزایش می یابد. شاهد این امر را می توان در برخی از انواع مرجان ها یافت که به گونه ای رشد می کنند که هر روز یک زخم واضح در بدن مرجان به جا می گذارند. رشد در طول سال تغییر می کند، بنابراین هر سال نوار مخصوص به خود را دارد، مانند یک حلقه سالانه بر روی قطع درخت. اقیانوس شناسان با مطالعه مرجان های فسیلی با قدمت 400 میلیون سال دریافتند که در آن زمان سال شامل 400 روز به مدت 22 ساعت بود. بقایای فسیل شده حتی اشکال باستانی زندگی نشان می دهد که حدود 2 میلیارد سال پیش، یک روز تنها 10 ساعت طول می کشید. در آینده ای دور، طول یک روز برابر با ماه ما خواهد بود. ماه همیشه در یک مکان خواهد ایستاد، زیرا سرعت چرخش زمین به دور محور خود دقیقاً با سرعت گردش ماه مطابقت دارد. حتی در حال حاضر، به لطف نیروهای جزر و مدی بین زمین و ماه، ماه به جز نوسانات کوچک، دائماً با همان سمت زمین روبرو می شود. علاوه بر این، سرعت حرکت ماه در مدار خود دائما در حال افزایش است. در نتیجه، ماه به تدریج با سرعتی در حدود 4 سانتی متر در سال از زمین دور می شود.

زمین سایه ای طولانی در فضا می اندازد و نور خورشید را مسدود می کند. هنگامی که ماه وارد سایه زمین می شود، ماه گرفتگی رخ می دهد. اگر در ماه گرفتگی روی ماه بودید، زمین را می دیدید که از مقابل خورشید می گذرد و جلوی آن را می گیرد. غالباً ماه به طور ضعیفی قابل مشاهده است و با نوری مایل به قرمز کم نور می درخشد. اگرچه ماه در سایه است، اما با مقدار کمی نور خورشید قرمز روشن می شود که توسط جو زمین به سمت ماه منکس می شود. ماه گرفتگی کامل می تواند تا 1 ساعت و 44 دقیقه طول بکشد. بر خلاف خورشید گرفتگی، ماه گرفتگی را می توان از هر نقطه از زمین که ماه در بالای افق باشد مشاهده کرد. اگرچه ماه یک بار در ماه از کل مدار خود به دور زمین می گذرد، به دلیل اینکه صفحه مدار ماه نسبت به صفحه مدار زمین به دور خورشید کج می شود، ماه گرفتگی نمی تواند ماهانه رخ دهد. حداکثر هفت ماه گرفتگی می تواند در یک سال رخ دهد که دو یا سه مورد آن باید ماه باشد. خورشید گرفتگی فقط در ماه جدید رخ می دهد، زمانی که ماه دقیقاً بین زمین و خورشید قرار دارد. ماه گرفتگی همیشه در طول ماه کامل رخ می دهد، زمانی که زمین بین ماه و خورشید قرار دارد.

قبل از اینکه دانشمندان صخره های ماه را ببینند، سه نظریه در مورد منشا ماه داشتند، اما نتوانستند درستی هیچ یک از آنها را ثابت کنند. برخی بر این باور بودند که زمین تازه تشکیل شده آنقدر سریع می چرخد ​​که بخشی از ماده را به بیرون پرتاب می کند که سپس به ماه تبدیل می شود. برخی دیگر معتقد بودند که ماه از اعماق فضا آمده و توسط نیروی گرانش زمین گرفته شده است. نظریه سوم این بود که زمین و ماه به طور مستقل، تقریباً همزمان و تقریباً در یک فاصله از خورشید تشکیل شده اند. تفاوت در ترکیب شیمیایی زمین و ماه نشان می دهد که بعید است این اجرام آسمانی تا به حال یکی بوده باشند.

چندی پیش، نظریه چهارم مطرح شد که اکنون به عنوان قابل قبول ترین نظریه پذیرفته شده است. این فرضیه ضربه غول پیکر است. ایده اصلی این است که وقتی سیاراتی که اکنون می بینیم در حال شکل گیری بودند، یک جرم آسمانی به اندازه مریخ با یک زاویه نگاه به زمین جوان برخورد کرد. در این صورت، مواد سبک‌تر لایه‌های بیرونی زمین باید از آن جدا شده و در فضا پراکنده شوند و حلقه‌ای از قطعات را در اطراف زمین تشکیل دهند، در حالی که هسته زمین، متشکل از آهن، دست نخورده باقی می‌ماند. در نهایت، این حلقه از زباله با هم ترکیب شد و ماه را تشکیل داد.

با مطالعه مواد رادیواکتیو موجود در سنگ های ماه، دانشمندان توانستند سن ماه را محاسبه کنند. سنگ های روی ماه حدود 4.4 میلیارد سال پیش جامد شدند. ظاهراً ماه کمی قبل از این شکل گرفته بود. محتمل ترین سن آن حدود 4.65 میلیارد سال است. این با سن شهاب سنگ ها و همچنین با تخمین های مربوط به سن خورشید مطابقت دارد.
قدیمی ترین صخره های ماه در مناطق کوهستانی یافت می شوند. سن سنگ های گرفته شده از دریاهای گدازه جامد بسیار جوان تر است. زمانی که ماه بسیار جوان بود، لایه بیرونی آن به دلیل دمای بسیار بالا مایع بود. با سرد شدن ماه، پوشش بیرونی یا پوسته آن شکل گرفت که اکنون بخش هایی از آن در مناطق کوهستانی یافت می شود. در طول نیم میلیارد سال بعد، پوسته ماه به طور مداوم توسط سیارک ها، یعنی سیارات کوچک و سنگ های غول پیکری که در طول شکل گیری منظومه شمسی به وجود آمدند، بمباران شد. پس از شدیدترین ضربه ها، فرورفتگی های بزرگی روی سطح باقی ماند

بین 4.2 تا 3.1 میلیارد سال پیش، گدازه از سوراخ‌های پوسته جاری شد و حوضچه‌های دایره‌ای که پس از برخورد نیروی عظیم روی سطح باقی مانده بود را غرق کرد. گدازه ها با سیل مناطق مسطح وسیع، دریاهای قمری را ایجاد کردند که در زمان ما اقیانوس های جامد سنگی هستند.