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Gezeiten Ebbe Flut - 10 - |
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10. Weitere Effekte - Resonanzeffekte Wie bei allen schwingenden Systemen kann es auch hierbei in bestimmten Meeresbereichen durch Resonanzeffekte zu Schwingungsknoten (hin- und rücklaufende Gezeitenwelle löschen sich gegenseitig aus) und Schwingungsbäuchen (hin- und zurücklaufende Gezeitenwelle überlagern sich zu besonders hoher Wellenamplitude) kommen = Tideresonanz Läuft zum Beispiel eine Flutwelle (rot) auf eine Kaimauer oder eine steile Küste zu, so kann diese Welle daran reflektieren. Der reflektierte zurücklaufende Teil überlagert sich mit den weiterhin hinlaufenden Wellenbereichen. Die Überlagerung (= Interferenz) einer hin- und rücklaufenden Welle an einer Mauer (ein sogenanntes loses Ende) führt zu einer Überlagerungswelle in Form einer stehenden Welle. Das heißt, das Wasser schwappt sehr kräftig auf und ab, aber es gibt im Überlagerungsbereich keine sichtbare Wellenwanderung mehr, aber Stellen besonders starker Schwankungen ( = Wellenbäuche) sowie Stellen der gegenseitigen dauerhaften Auslöschung ( = Wellenknoten).
Bewege Maus im Bild bei gedrückter linker Maustaste langsam von links nach rechts!
- Schrägstellung der Erdachse Die Rotationsachse der Erde ist um 23,5 Grad gegenüber der Senkrechten auf der Ekliptik (Ebene der Erdbahn um die Sonne) (ziemlich) raumfest geneigt. Dieser Umstand bewirkt auch die Entstehung der Jahreszeiten: Nordsommer = Südwinter usw.
Dadurch ist die Nordhalbkugel der Sonne mal mehr zugeneigt (Nordsommer) und mal abgewandt (Nordwinter). Schau dir mal die Bretagne an (gelber Punkt). Welche Gezeitenstärke erlebt ein Küstenbewohner an einem Tag?
- Schrägstellung der Mondbahnebene Die Bahn des Mondes ist gegenüber der Ekliptik (Ebene der Erdbahn um die Sonne) um etwa 5 Grad (ziemlich) raumfest geneigt.
Betrachte die Bretagne (gelber Punkt). Wie wirkt sich die unterschiedliche Position des Mondes auf die Stärke der Gezeiten aus?
- Bahn des Mondes um die Erde Die Bahn des Mondes ist nicht genau kreisförmig, sondern elliptisch. Dadurch ändert sich der Mondabstand ständig, was die Stärke der Gravitationskraft beeinflusst.
- Form der Erde Die Form der Erde ist keine perfekte Kugel, sondern ein abgeplattetes Rotationsellipsoid. Dazu kommen noch regionale Unregelmäßigkeiten der Massenverteilung. Dies bewirkt regionale Unterschiede der Gravitationskraft zwischen Erde und Mond.
- Kraftkomponenten Nur die Horizontalkomponenten der Gezeitenkräfte parallel zur Erdoberfläche sind wirksam; nur sie verschieben Wassermassen, sind also für Ebbe und Flut verantwortlich.
- Mondverformung Auch auf dem Mond gibt es zwei Ausbeulungen, die der Erde zu- bzw. abgewandt sind.
- Gezeitenwirkung auf den Menschen Die Gezeitenkraft, die der Mond auf den Menschen ausübt, ist milliardenfach kleiner als z.B. die Gravitationskraft einer Fliege auf unserer Nasenspitze. Auch die Wassermassen in einem Pool oder einem See sind zu klein, um Gezeiteneffekte zu erfahren.
- Gezeitenkraftwerke Die zum Teil starken Gezeitenströmungen kann man zur Energie"gewinnung" ausnutzen in Form von Gezeitenkraftwerken. Dies sind im wesentlichen Propeller, die unter Wasser von den Wasserströmen angetrieben werden und die Bewegungsenergie des Wassers durch angeschlossene Generatoren in elektrische Energie umwandeln.
- Gezeitenwirkung auf Himmelskörper
Zwischen zwei Himmelskörpern (Stern - Stern; Sonne - Planet; Planet - Mond; Planet - Komet; usw.) besteht eine gegenseitig anziehende Gravitationskraft.
Rotiert der Himmelskörper zudem noch, werden ständig verschiedene Bereiche seines Körpers den unterschiedlichen Kräften ausgesetzt. Er wird "durchgewalkt" vergleichbar mit einem platten Reifen am Auto. Dabei kommt es wegen der inneren Reibung zu Wärmefreisetzung.
Ist die Gezeitenkraft größer als die Gravitationskraft sowie die innere Kohäsionskraft, welche den Himmelskörper zusammenhalten, so kann dieser zerstört werden, wie dies zum Beispiel dem Kometen Shoemaker-Levy 1992 bei seiner Annäherung an den Jupiter geschehen ist.
Beim Jupitermond Io erzeugen Gezeitenkräfte die Wärmeenergie für dessen Vulkanismus.
Begegnen sich Sterne mit einem geringeren Abstand als der Roche-Grenze, werden diese stark formverändert oder sogar zerrissen.
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Dies kann zu einer Verformung des Himmelskörpers in Richtung Ellipsoid führen.
Umkreisen einzelne Bestandteile einen Zentralkörper innerhalb einer bestimmten Grenze (Roche-Grenze ), so kann die Gravitation diese Bestandteile gar nicht erst zu einem größeren Körper zusammenfügen. So bleiben die Saturnringe aus Millionen von einzelnen Bestandteilen erhalten und können sich nicht durch Gravitation zu einem größeren Körper vereinigen.