Tidvatten – hur månens gravitation skapar ebb, flod och tidvattenströmmar
Förstå tidvatten: hur månens gravitation skapar ebb, flod och kraftfulla tidvattenströmmar, och hur de påverkar kusten, navigation och kustekologi.
Ett tidvatten är den periodiska höjningen och sänkningen av jordens havsyta som huvudsakligen orsakas av månens gravitationskraft som verkar på haven. Det bildas två vattenbulor på motsatta sidor av jorden: en på den sida som vetter mot månen där gravitationen drar vattnet mot sig, och en på den bortre sidan där centrifugal- eller tröghetskrafterna i jorden–månen-systemet gör att vattnet också "buktar" utåt. När jorden roterar rör sig dessa bulor i förhållande till en viss kust, vilket ger upphov till flod (högt vattenstånd) och ebb (lågt vattenstånd).
Hur tidvattnet varierar
Tidvattnets höjd och tidpunkt varierar beroende på flera faktorer. Förutom månens gravitation påverkar även solens gravitationskraft vattnet, jordens rotation, kustlinjens form och bottenprofil (bathymetri). Därför kan tidvattensskillnaden vara mycket liten på vissa platser och mycket stor på andra (till exempel Fundybukten där skillnader över 15 meter kan förekomma).
De flesta platser upplever två högvatten och två lågvatten per omlopp av jordens rotation i förhållande till månen — det vill säga ungefär var 12:e timme och 25:e minut mellan två på varandra följande högvatten vid en given plats (den s.k. semidiurnala tidvattsrytmen). Eftersom ett "lunar day" är cirka 24 timmar och 50 minuter sker tidvattnet nästan en timme senare varje dygn.
Spring- och nipflod
Tidvattnets höjd varierar också med månens faser. Vid nymåne och fullmåne ligger solen, månen och jorden i ungefär samma linje, vilket gör att solens tidvattenkraft förstärker månens. Resultatet blir större tidvattensskillnader som kallas vårflod (springtide på engelska). Vid första och sista kvarter (kvartmåne) står solen och månen i rät vinkel i förhållande till jorden, vilket ger mindre tidvattensskillnader som kallas nipflod (neap tide).
Tidvattenströmmar och konsekvenser
Tidvattnet ger också upphov till svängande strömmar som kallas tidvattenströmmar. I trånga sund och vid flodmynningar kan dessa strömmar bli mycket starka och påverka navigering, hamnmanövrar och konstruktioner. Därför är det viktigt att kunna förutsäga tidvattnet för kustnavigering och annan verksamhet längs kusten.
Ekologi och mänsklig användning
Den strandremsa som ligger under vatten vid högvatten och som blottas vid lågvatten, den så kallade intertidala zonen, är en viktig ekologisk produkt av havets tidvatten. I denna zon finns speciella växter och djur som tål växlande förhållanden — från full nedsänkning till torrperioder — och området är ofta viktigt för fåglar, musslor, alger och andra organismer.
Tidvatten används också av människan för olika ändamål: prognoser är avgörande för fiske, fiskeuppodlingar, hamnplanering och kustskydd. På senare år har man även utvecklat teknik för att utnyttja tidvattenenergi för elproduktion med tidvattenkraftverk och turbiner i strömmande sund.
Sammanfattning
- Tidvatten orsakas främst av månens gravitation och påverkas av solens gravitation, jordens rotation samt kustens och havsbottenns form.
- Det leder till regelbundna höjningar och sänkningar av havsytan (flod och ebb) och till tidvattenströmmar som kan bli mycket starka.
- Vid nymåne och fullmåne förstärks krafterna och ger vårflod, medan kvartmånar ger lägre tidvatten (nipflod).
- Tidvattnet är viktigt både ekologiskt (intertidal zon) och praktiskt (navigering, energi, kustskydd).
Fundybukten vid högvatten
Fundybukten vid lågvatten
Schematisk bild av tidvatten som visar (överdrivna) högvatten.
Två tidvatten per dag
På de flesta platser finns det två tidvatten per dag. De har vardera en högpunkt (högvatten) och en lågpunkt (lågvatten). Vi talar om ett "högvatten" som kommer in vid högvatten och ett "ebb" som går ut vid lågvatten.
Tidvattenperioden är ungefär 12 timmar och 25,2 minuter, exakt en halv måndag.
Månen kretsar runt jorden i samma riktning som jorden roterar runt sin axel, så det tar lite mer än ett dygn - ungefär 24 timmar och 50 minuter - för månen att återvända till samma plats på himlen. Under denna tid har den passerat över oss en gång och under oss en gång, så på många platser är perioden med starkast tidvattenpåverkan den ovan nämnda, cirka 12 timmar och 25 minuter. Detta är analogt med att minutvisaren på en klocka korsar timvisaren vid 12:00 och sedan igen vid cirka 1:05½ (inte vid 1:00).
Eftersom ett gravitationsfält försvagas med avståndet utövar månens gravitation en något starkare dragkraft på den sida av jorden som vetter mot månen och en något svagare kraft på den motsatta sidan. Månen tenderar alltså att "sträcka" jorden något längs den linje som förbinder de två kropparna. Den fasta jorden deformeras en aning, men havsvattnet, som är flytande, kan röra sig mycket mer som svar på tidvattenkraften, särskilt horisontellt. När jorden roterar förändras storleken och riktningen på tidvattenkraften vid en viss punkt på jordytan ständigt. Även om havet aldrig når jämvikt - det finns aldrig tid för vätskan att "komma ikapp" till det tillstånd som den så småningom skulle ha nått om tidvattenkraften var konstant - orsakar den föränderliga tidvattenkraften ändå rytmiska förändringar i havsytans höjd.
Andra saker, som atmosfärstryck och solens gravitation, påverkar också tidvattnet, men på de flesta platser är dessa saker mycket mindre än månens gravitation.
Relaterade sidor
- Vattenbruk
- Tidvattenenergi
Frågor och svar
F: Vad är ett tidvatten?
S: Ett tidvatten är den periodiska höjningen och sänkningen av jordens havsyta som huvudsakligen orsakas av månens dragningskraft på haven.
F: Vilka förändringar orsakar tidvattnet i djupet på havs- och flodmynningsvatten?
S: Tidvatten orsakar förändringar i djupet i marina och estuariska vatten (flodmynningar).
F: Vad är tidvattenströmmar?
S: Tidvattenströmmar är oscillerande strömmar som kallas för riptidvatten.
F: Varför är det viktigt att förutse tidvattnet för kustnavigering?
S: Att förutse tidvattnet är viktigt för kustnavigering eftersom det kan påverka vattendjupet och tidvattenströmmarna.
F: Vad är tidvattenzonen?
S: Tidvattenzonen är den strandremsa som är under vatten vid högvatten och exponerad vid lågvatten.
F: Varför är tidvattenzonen en viktig ekologisk produkt av tidvattnet?
S: Tidvattenzonen är en viktig ekologisk produkt av tidvattnet eftersom den utgör livsmiljö för många olika arter av växter och djur.
F: Hur varierar tidvattnets höjd med månens faser?
S: Tidvattnets höjd varierar något med månens faser. Vid nymåne och fullmåne är tidvattnet högre eftersom solens tidvattenkraft adderas till månens. Detta kallas för "springtidvatten".
Sök