جزرومد

در میان سیارات منظومه شمسی، سیاره زمین تنها سیاره ای است که دارای مقادیر بسیار زیاد آب در سطحش می باشد بطوریکه تقریبا" سه چهارم سطح آن از آب پوشیده شده است.بیشتر مردم با تغییرات روزانه سطح آب دریاها بعنوان جزرومد آشناهستند.تقریبا" در تمام نقاط ساحلی دنیا جزرومد بصورت دو بار مد(بالا آمدن آب) ودوبار جزر(پایین آمدن آب) وجود دارد.مقدار اختلاف بالا وپایین آمدن آب بین چند سانتی متر تا چند متر ودر نقاط مختلف دنیا متفاوت است.برای نمونه درمنطقه ای در مرز کانادا وآمریکا این مقدار به حدود 20 متر می رسد.واما دلیل جزرومد چیست؟

جزرومد نتیجه مستقیم اثر گرانشی ماه وخورشید روی زمین است.همانطور که می دانید مقدار نیروی گرانش به فاصله دو جسم بستگی دارد.بنابراین در مورد ماه و زمین (همین طور خورشید و زمین)جاذبه ماه روی قسمتی از زمین که رو به ماه است بیشتر از قسمت دیگر که در حدود 12800 کیلومتر(قطر زمین) دورتر است می باشد.تفاوت این نیرو ناچیز ودر حدود 3 درصد است اما دارای اثری قابل توجه است.

همانطور که از شکل آشکار است نتیجه  این است که زمین مقداری تغییر شکل داده وکشیده می شود ومحور بزرگ شکل ویژه آن هم به سمت ماه خواهد بود. تغییر شکل، خود را به شکل برآمدگی آب اقیانوسها نشان می دهد (البته پوسته زمین هم در حدود صد بار ضعیفتر دارای برآمدگی خواهد شد)ودلیل اینکه در هر منطقه شاهد بالا وپایین رفتن روزانه آب دریا هستیم چرخش روزانه زمین حول محور خود است.با توجه به اینکه ماه در مدار خود در آسمان به سمت شرق جابجا می شود وهر روز در حدود50 دقیقه باید صبر کرد تا ماه از  دید یک ناظر در یک مکان مشخص به موقعیت روز پیش خود برسد جزر ومد هر روز با حدود 50 دقیقه تاخیر در هر مکان رخ می دهد.برای نمونه اگر امروز مد در ساعت 2 رخ دهد فردا در ساعت 2 و50 دقیقه رخ خواهد داد.بعضی مسائل آب وهوایی بعلاوه بعضی مسائل جغرافیایی می توانند زمان جزرومد را تحت تاثیر قرار دهند.پیش بینی زمان رخ دادن پدیده جزر ومد از لحاظ کارهای دریانوردی وحمل ونقل دریایی بسیار مهم است.

دلیل اینکه در هر منطقه روزانه شاهد دوبار جزر ودوبار مد هستیم چیست؟یا به گفته دیگر،دلیل برآمدگی سطح آب دریاهادر سمت مقابل ماه یعنی سمتی که از ماه دور تر است چیست؟

به کمک شکل بالا به توضیح این مسئله می پردازیم.در این شکل طول کمانها نشاندهنده شدت نسبی نیروی گرانش ماه روی زمین است.در قسمت بالای شکل، نیروی گرانشی ماه بر قسمتهای مختلف زمین اثر می کند.مقدار نیرو در نقاطی که به ماه نزدیکتر باشد بیشتر ودر نقاط دور کمتر خواهد بود.از کم کردن نیروهایی که بر قسمتهای مختلف زمین اثر می گذارند با نیرویی که بر مرکز زمین وارد می شود یا در واقع با در نظر گرفتن نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش زمین وماه دور مرکز ثقل مشترکشان شکل پایینی بدست می آید. باید در نظر داشت که مرکز ثقل مشترک زمین وماه نقطه ای است که در فاصله 1720 کیلومتری از سطح زمین فاصله دارد.اگر  زمین وماه  بدون حرکت بودند گرانش ماه موجب میشد که در سمتی از زمین که به ماه نزدیکتر بود آب به حالت برآمده باشد.عملا" بدلیل چرخش زمین وماه حول مرکز جرم مشترکشان ،بدلیل وجود نیروی گریز از مرکز ،آب اقیانوسها به سمت دور از ماه زمین کشیده می شود .در عمل بدلیل تعادل دو عامل نیروی گرانشی ماه ونیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش زمین وماه حول مرکز جرم مشترکشان ،شاهد دو جزرومد هستیم.

همانطور که در بالا اشاره شد خورشید نیز در شکل گیری جزرومد اثر دارد.گرچه خورشید 375 برابر دورتر از ماه است ولی بدلیل اینکه جرم آن حدود 27 میلیون برابر جرم ماه است اثرات گرانشی آن نصف اثرات ماه است.بنابراین جزرومدی که در سطح زمین شاهد هستیم نتیجه اثر همزمان نیروهای گرانشی ماه وخورشید است.در نتیجه چرخش ماه دور زمین و تغییر موقعیت آن نسبت به خورشید طی ماه  ودر ماههای مختلف شاهد حالتهای مختلف بالا وپایین رفتن آب در ساحل هستیم.

در اوایل وچهاردهم هر ماه قمری  که ماه وخورشید تقریبا" در یک خط قرار می گیرند اثرات گرانشی آنها با هم جمع می شود و جزرومدها شدید تر می شونددر این جزر ومدها آب در زمان جزر از حالت عادی پایین تر ودر زمان مد هم از حالت عادی بالاتر خواهد آمد.این جزرو مدها به جزرومد بهاری موسومند از طرف دیگر در زمان تربیع اول وتربیع دوم هم که ماه وخورشید زاویه 90 درجه می سازند شدت جزرومدها به حداقل خود می رسند.این جزر ومدها به جزر ومد نیپ(neap)مشهورند.

با بررسی دقیق جزرومد آشکار شده است که بر آمدگی آب اقیانوسها در امتداد خط واصل ماه زمین نیست بلکه مطابق شکل زیر بر آمدگی حدود 3 درجه با این خط زاویه می سازد.دلیل وجود این زاویه اثرات  اصطکاک بین پوسته زمین با آب اقیانوسها می باشد.

به  دلیل همین 3 درجه وضعیت جزرومد با موقعیت ظاهری ماه تطابق کامل ندارد.برای نمونه در حالتی که ماه در بالای سر ناظر قرار دارد  بیشترین حالت مد نیست بلکه چند دقیقه دیگر باید انتظار وقوع مد را داشت.