Gezeiten: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 10. Oktober 2019, 02:32 Uhr

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Niedrigwasser unter einer Brücke

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Hochwasser unter derselben Brücke

Unter dem Begriff Gezeiten oder auch Tide versteht man die durch Drehung der Erde (Planet) sowie die Anziehungskraft von Mond und Sonne hervorgerufenen regelmäßigen Wellenbewegungen auf dem Meeresspiegel. Die Wirkung ist besonders an den Küsten der Ozeane zu beobachten. In Meeresengen und Flussmündungen verstärkt sich der Effekt, weil die Wassermassen hier auf Widerstand treffen. Das auflaufende Wasser heißt Flut. Sobald das Wasser wieder abläuft, herrscht Ebbe. Der höchste Wasserstand bei Flut wird in der Fachsprache als Hochwasser bezeichnet, der niedrigste Wasserstand bei Ebbe als Niedrigwasser. Hoch- und Niedrigwasser folgen einem festen Rhythmus, der durch das Wetter (z.B. Windrichtung) beeinflusst werden kann.

Ursache der Gezeiten

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Modellvorstellung zur Entstehung der Flut

Da sich zwei Flutberge auf entgegengesetzten Punkten des Erdkörpers bilden und diese Orte auf der Verbindungsgeraden von Erde und Mond liegen, wird in der Hauptsache die Anziehungskraft des Mond als Ursache angesehen. An den meisten Küsten gibt es während des Mondumlaufs von knapp 25 Stunden je zweimal Hochwasser und zweimal Niedrigwasser. Die Zeiten verschieben sich mit dem Mond entsprechend jeden Tag um etwa eine Stunde.

Es wirken außer der Zentrifugalkraft der Erde auch die Anziehungskräfte der Sonne. Deren Wirkung auf die Wassermassen der Erde sind fast halb so groß wie die des Mondes.^[1] So kommt es zum Beispiel zu besonders hohen Fluten, wenn Sonne, Mond und Erde ungefähr auf einer Linie liegen (bei Neumond und Vollmond). In diesen Fällen handelt es sich um eine Springtide. Stehen Sonne und Mond im rechten Winkel zur Erde (dann ist Halbmond), so läuft die Flut auch etwas höher, aber weniger stark, weshalb dies als Nipptide bezeichnet wird. Entsprechend verändern sich auch Niedrigwasser und Hochwasser.

Aufgrund weltweiter Beobachtungen wurde festgestellt, dass der Tidenhub auf großen Gewässern unter dem Einfluss des Mondes etwa 50 cm beträgt. In den Flüssen und an manchen Küsten kann der Tidenhub mehrere Meter betragen. In den Weltmeeren kommt es durch Stürme auch zu höheren Wellen, an den Küsten zu Sturmfluten.

Literatur

Werner Kumm: Gezeitenkunde. 2. Auflage. Bielefeld: Delius Klasing Verlag, 1996. ISBN 3-87412-141-0
Günther Sager: Mensch und Gezeiten: Wechselwirkungen in zwei Jahrtausenden. Köln: Deubner, 1988. ISBN 3-7614-1071-9

Quellen

Einzelnachweis

↑ Günther Sager: Gezeiten und Schiffahrt. Leipzig 1958, S. 59

Weblinks

Entstehung Gezeiten Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie.

Vergleich zu Wikipedia

Gezeiten bei Wikipedia (Wikipedia-Version)

[1] Günther Sager: Gezeiten und Schiffahrt. Leipzig 1958, S. 59

[1]

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-{{Quellen fehlen}}
+[[Datei:Tidezustand Ebbe.jpg|thumb|200px|Niedrigwasser unter einer Brücke]]
-Unter dem Begriff '''Gezeiten''' oder auch '''Tide''' versteht man das durch den [[Erde|Erdtrabanten]], dem [[Mond]], hervorgerufene regelmäßige Fallen und Steigen des Meeresspiegels.
+[[Datei:Tidezustand Flut.jpg|thumb|200px|Hochwasser unter derselben Brücke]]
+Unter dem Begriff '''Gezeiten''' oder auch '''Tide''' versteht man die durch Drehung der [[Erde (Planet)]] sowie die Anziehungskraft von [[Mond]] und [[Sonne]] hervorgerufenen regelmäßigen Wellenbewegungen auf dem Meeresspiegel. Die Wirkung ist besonders an den Küsten der Ozeane zu beobachten. In Meeresengen und Flussmündungen verstärkt sich der Effekt, weil die Wassermassen hier auf Widerstand treffen. Das auflaufende Wasser heißt ''Flut''. Sobald das Wasser wieder abläuft, herrscht Ebbe. Der höchste Wasserstand bei Flut wird in der Fachsprache als [[Hochwasser]] bezeichnet, der niedrigste Wasserstand bei Ebbe als [[Niedrigwasser]]. Hoch- und Niedrigwasser folgen einem festen Rhythmus, der durch das Wetter (z.B. Windrichtung) beeinflusst werden kann.
 ==Ursache der Gezeiten==
-===Mondanziehung, Zentrifugalkraft E_M_System===
+[[Datei:Flut.jpg|thumb|300px|Modellvorstellung zur Entstehung der Flut]]
-Fragt man nach Ursachen von [[Ebbe]] und [[Flut]], so wird man schnell merken, daß sich dieses Thema noch mitten in einer Diskussion befindet. Da sich zwei Flutberge auf entgegengesetzten Punkten des Erdkörpers bilden und diese Orte auf der Verbindungsgeraden von Erde und Mond liegen, wird in der Hauptsache der Mond als Ursache angesehen. Der Einwand, daß auch die [[Sonne]] mit ihrer Massenanziehung eine Auswirkung haben könnte, wird dadurch entkräftet, daß das Verbleiben der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne voraussetzt, daß sich hier Anziehungskraft und Zentrifugalkraft die Waage halten und sich somit an jedem Ort gegenseitig aufheben. Der Drehpunkt des Erde-Mond-Systems liegt 11000km von der mondabgewandten Seite der Erde entfernt und befindet sich somit noch innerhalb des Erdkörpers. Es wirken sich letzten Endes nur Kräfte auf die Meeresflächen aus, die im Zusammenhang mit den beiden umlaufenden Flutbergen stehen müssen: Die Anziehungskraft des Mondes und die Zentrifugalkraft des Erde-Mond-Systems.  Zuerst sollen die wirksamen Kräfte auf der mondzu- und mondabgewandten Seite untersucht werden. Nach dem Gravitationsgesetz errechnet sich der Betrag der Massenanziehung nach der Formel:
-'''F_g=Y*m_1*m_2/r_²'''
+Da sich zwei Flutberge auf entgegengesetzten Punkten des Erdkörpers bilden und diese Orte auf der Verbindungsgeraden von Erde und Mond liegen, wird in der Hauptsache die Anziehungskraft des Mond als Ursache angesehen. An den meisten Küsten gibt es während des Mondumlaufs von knapp 25 Stunden je zweimal Hochwasser und zweimal Niedrigwasser. Die Zeiten verschieben sich mit dem Mond entsprechend jeden Tag um etwa eine Stunde.
-Die Mondanziehung würde sich dann nach folgender Formel berechnen:
+Es wirken außer der Zentrifugalkraft der Erde auch die Anziehungskräfte der Sonne. Deren Wirkung auf die Wassermassen der Erde sind fast halb so groß wie die des Mondes.<ref>Günther Sager: Gezeiten und Schiffahrt. Leipzig 1958, S. 59</ref> So kommt es zum Beispiel zu besonders hohen Fluten, wenn Sonne, Mond und Erde ungefähr auf einer Linie liegen (bei [[Neumond]] und [[Vollmond]]). In diesen Fällen handelt es sich um eine Springtide. Stehen Sonne und Mond im rechten Winkel zur Erde (dann ist [[Halbmond]]), so läuft die Flut auch etwas höher, aber weniger stark, weshalb dies als Nipptide bezeichnet wird. Entsprechend verändern sich auch Niedrigwasser und Hochwasser.
-'''F_gm=Y*m*m_m/r_m²'''
+Aufgrund weltweiter Beobachtungen wurde festgestellt, dass der Tidenhub auf großen Gewässern unter dem Einfluss des Mondes etwa 50 cm beträgt. In den Flüssen und an manchen Küsten kann der Tidenhub mehrere Meter betragen. In den Weltmeeren kommt es durch Stürme auch zu höheren Wellen, an den Küsten zu [[Sturmflut]]en.
-{|
-|Hierbei sind:
-|-
-|Gravitationskonstante Y=6,67*10^(-11)m³/s²kg
-|-
-|Mondmasse m_m=7,36*10^22kg
-|-
-|Mittlerer Bahnradius (Abstand des Mondes) r_m=3,84*10^8m
-|-
-|Angezogene '''Masse m=1kg'''
-|}
-'''F_m=6,67*10^(-11)*1*7,36*10^22/(3,84*10^8)²=33,29µN'''
-Das Erde-Mond-System rotiert in 27,3215 Tagen um seinen Drehpunkt, der sich innerhalb des Erdkörpers 4700km von der Erdachse befindet. Die Zentrifugalkraft errechnet sich nach der Formel:
+== Literatur ==
+* Werner Kumm: ''Gezeitenkunde''. 2. Auflage. Bielefeld: Delius Klasing Verlag, 1996. ISBN 3-87412-141-0
+* Günther Sager: ''Mensch und Gezeiten: Wechselwirkungen in zwei Jahrtausenden.'' Köln: Deubner, 1988. ISBN 3-7614-1071-9
-'''F_z=m*v²/r''',  wobei v=omega*r und omega=2*pi/T und v=2*pi*r/T ist. Somit gilt die Formel:
+== Quellen ==
+*http://www.nordwestreisemagazin.de/ebbeflut-druck.htm
+*http://www.naturphaenomene.info/gezeiten.html
+*http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/index.jsp
-'''F_z=4*pi²*m*r/T²'''
+== Einzelnachweis ==
+<references/>
-Für den Punkt auf der mondabgewandten Seite gilt dann mit r_ab=4700km + 6370km=11070km
+== Weblinks ==
-'''F_zab=4*pi²*1*1,107*10^7/(27,3215*24*3600)²=78,4279µN'''
-Für den Punkt auf der mondzugewandten Seite gilt dann mit r_zu=6370km-4700km=1670km
-'''F_zzu=4*pi²*1*1,67*10^6/(27,3215*24*3600)²=11,83µN '''
-Somit errechnet sich eine wirksame Kraft für die Flut auf der mondabgewandten Seite von:
-F_ab=F_zab-F_m , eingesetzt: F_ab=78,4279µN-33,29µN='''45,1379µN'''
-Somit errechnet sich eine wirksame Kraft für die Flut auf der mondzugewandten Seite von:
-F_zu=F_zzu+F_m, eingesetzt: F_zu=11,83µN+33,29µN='''45,12µN'''
-Diese Kräfte wirken senkrecht nach oben zur Wasseroberfläche.
-===Frage: Kann die Mondanziehung das Meer heben?===
-Es wirken periodisch im ungefähren 12 h Rhythmus zwei zusätzliche Kräfte auf einen Punkt der Erdoberfläche, dies wurde bereits errechnet. Allerdings wird der schnelle Schluß, daß diese Kräfte nun die Meeresfläche einfach um mehrere Meter anheben, nicht befriedigend gelingen. Würde man ein Gewicht von 1 kg irgendwo hinstellen und senkrecht dazu eine Kraft von 1 N ausüben, dann würde sich das Gewicht nicht von der Unterlage rühren, da die Schwerkraft in Richtung Unterlage größer ist. Somit werden die Mondanziehung und die Zentrifugalkraft des Erde-Mond-Systems nicht ausreichen, das Meer direkt anzuheben, d.h. die Frage nach dieser Ursache der Gezeiten des Meeres bleibt irgendwie unbefriedigend, da es nicht einleuchtend ist, daß der Mond das Meer anheben soll, welches durch die wesentlich stärkere Erdanziehungskraft gehalten wird.
-===Erdrotation und Schwerkraft===
-Eine der Sachlogik entsprechende Antwort wäre hier, dass sich Erdanziehungskraft und Zentrifugalkraft durch die Erdrotation stark auswirken. Das einzelne - kleine - Wasservolumen „schwebt“ im umgebenden Meer. Erst wenn ein Meeresvolumen als Welle aus dem umgebenden Wasser aufgrund seines Bestrebens seinen Bewegungszustand beizubehalten, herausgeschoben wird, kommt es zu einer Auswirkung der Erdanziehungskraft, so daß die Höhe der Welle begrenzt bleibt. Auf die Höhe solcher Wellen haben sowohl die resultierende Schwerkraft als auch die wirksame Umfangsgeschwindigkeit Einfluss. Wenn der Mond die Erdanziehungskraft mindert, werden die Wellen weniger stark in ihrer Höhe begrenzt. Wenn auf der mondabgewandten Seite die Umfangsgeschwindigkeit durch die Erdrotation überlagert wird durch die des Erde-Mond-Systems kommt es zu einem stärkeren Herausschieben der Wellen. Somit wird man auf der mondzugewandten als auch auf der mondabgewandten Seite eine im Schnitt höhere Meeresfläche aufgrund der Dünung haben. Da diese gehobenen Meeresflächen aufgrund der Stellung des Mondes umlaufen, schieben sich solche zusätzlichen Wasservolumina gegen die Küsten und bewirken die Flut.
-[[Bild:Flut.jpg]]
-==Andere Erklärungen der Ursachen==
-Das Thema ist in unterschiedlichen Foren schier endlos debattiert worden. Dabei wurden sehr unterschiedliche Erklärungen für die Ursachen der Meeresgezeiten besprochen. Einige Wissenschaftler argumentieren mit der Verformung des Erdkörpers, welche ungefähr 50 cm beträgt, wenn der Mond „drüber“ steht. Auf den Erddurchmesser bezogen sollte diese Anhebung vernachlässigbar gering sein. Teilweise wurde über Strömungen gesprochen, die über ein Viertel des Erdballes die Wassermassen verschieben sollen, was dann aufgrund der Zeitberechnung kaum machbar zu sein scheint. Teilweise wird auch von einem Schwingungszustand der Meere gesprochen, welcher durch die Einwirkung der zusätzlichen Kräfte hervorgerufen wird. Last not Least, sollte auch erwähnt werden, dass sich Wasser fast ohne Strömung schieben lässt, d.h. eine Änderung des Druckzustandes an einer Stelle pflanzt sich mit hoher Geschwindigkeit über sehr große Entfernungen bis zu einem anderen Ort fort.
-==Quellen==
-*http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/809.jsp
-*http://www.planet-schule.de/warum/gezeiten/themenseiten/t_index/s1.html
-*http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph11/umwelt-technik/10gezeiten/gezeiten.htm
-[[Kategorie:Wissenschaft]]
-==Init-Quellen ==
-<small> 1:1 Kopien einer Theoriefindung</small>
-# [http://gkemme.beepworld.de/tide.htm Hompage G. Kemme]
-# [http://de.metapedia.org/wiki/Gezeiten Metapedia.org]
-== Andere Lexika ==
-* [http://de.wikipedia.org/wiki/Gezeiten Wikipedia zum Thema Gezeiten]
-== Institute ==
 * [http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/809.jsp Entstehung Gezeiten] Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie.
+{{PPA-Silber}}
-[[Kategorie:Theoriefindung]]
+[[Kategorie:Meereskunde]]
+[[Kategorie:Geophysik]]

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