Pływy

Regularne wznoszenie się i opadanie poziomu wody w oceanach ziemskich w wyniku działania sił grawitacyjnych między Ziemią, Księżycem i Słońcem. Siły powodujące pływy są skomplikowane, lecz można powiedzieć, że Księżyc wywołuje je w przybliżeniu dwukrotnie efektywniej niż Słońce. Na każdy element masy Ziemi działają dwie siły: przyciągania Księżyca i odśrodkowa, wywołana obrotem układu Ziemia-Księżyc wokół wspólnego środka masy. Na półkuli bliższej Księżyca przeważa siła przyciągania, a na dalszej - siła odśrodkowa. Powoduje to powstanie spiętrzeń wód oceanicznych w obszarze najbliższym Księżyca i jednocześnie - w najdalszym. Spiętrzenia te przesuwają się w miarę dobowego obrotu Ziemi, w wyniku, czego przypływy (i odpowiednio przesunięte w czasie odpływy) występują, co mniej więcej 12 godzin. Podczas pełni i nowiu Księżyc wraz ze Słońcem wywołują wysokie pływy, syzygijne, natomiast w pierwszej i ostatniej kwadrze, gdy siły tworzą kąt prosty - niższe pływy kwadraturowe.

Pływy, odpływy i przypływy, periodyczne zmiany poziomu wody w morzach i oceanach (oraz w innych zbiornikach wodnych) i odkształcenia powierzchni spowodowane zmianami w oddziaływaniu grawitacyjnym Słońca, a przede wszystkim Księżyca na dany punkt Ziemi (decydującą rolę odgrywa Księżyc).
W danym miejscu przypływ obserwowany jest dwa razy w ciągu doby:, gdy Księżyc jest najwyżej na niebie (tj. gdy odległość od danego punktu do Księżyca jest najmniejsza), oraz po 12 godz., (tj., gdy odległość ta jest największa). Odpływy występują pomiędzy przypływami, również w cyklu półdobowym. Największe rozmiary pływy osiągają w cieśninach i zatokach mórz otwartych, np. w zatoce Fundy koło Nowej Szkocji poziom morza zmienia się o 16 m, na morzach śródziemnych zaś są prawie niezauważalne (np. w Świnoujściu tylko o 18 mm). Występowanie pływów ogranicza możliwość zagospodarowania terenów położonych w ich zasięgu i utrudnia pracę portów, które muszą być wyposażone w urządzenia zapewniające stały poziom wody w basenach portowych. Siłę przypływową powodowaną przez Księżyc w danym punkcie (zgodnie z teorią I. Newtona) można wyrazić jako ujemny gradient z potencjału przypływowego równego:
Ω=gC(r2/L3)( 1/3-cos2θ), gdzie: g - przyspieszenie ziemskie, C - stała zależna od rozmiarów i masy Ziemi i Księżyca, r - odległość danego punktu na Ziemi od jej środka, L - odległość Ziemi od Księżyca, θ - odległość zenitalna środka tarczy Księżyca obserwowana w danym punkcie. Teoria Newtona opisuje powierzchnię stałego potencjału dla oceanu równomiernie pokrywającego Ziemię, powierzchnia ta jest elipsoidą obrotową o długiej osi pokrywającej się z aktualnym kierunkiem Ziemia-Księżyc. Analogicznie można opisać wpływ Słońca. Największe przypływy występują, gdy momenty przypływu księżycowego i słonecznego pokrywają się. Bardziej złożoną teorię, pływów podał P. Laplace (1760) - uwzględnił on hydrodynamiczne własności odkształcanej powierzchni morza oraz częstości drgań własnych dla danego akwenu, co prowadziło do znacznego udoskonalenia przewidywań wielkości pływów w danym miejscu. Oprócz wody pływom podlega skorupa Ziemi (i analogicznie - Księżyca), odkształcenia na Ziemi sięgają 0,5 m, dla Księżyca są kilkukrotnie większe, ich badanie dostarcza wielu danych o szczegółach budowy wnętrza danego globu. Obserwuje się również pływowe wahania ciśnienia ziemskiego powietrza atmosferycznego, wynoszą one ok. 1 ml. Pływy występują także w innych układach złożonych z przynajmniej dwóch ciał - np. przy dwóch gwiazdach, dwóch galaktykach itp.