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Les marées sont les montées et les descentes cycliques de la surface de l'océan de la Terre causées par les forces de marée de la Lune et du Soleil agissant sur les océans. Les marées modifient la profondeur des plans d'eau marins et estuariens et produisent des courants oscillants appelés courants de marée, ce qui rend la prévision des marées importante pour la navigation côtière (voir Marées et navigation). La bande de mer submergée à marée haute et exposée à marée basse, appelée zone intertidale, est un important produit écologique des marées océaniques (voir Écologie intertidale).

La marée changeante produite à un endroit donné est le résultat de plusieurs facteurs, y compris les positions changeantes de la Lune et du Soleil par rapport à la Terre, les effets de la rotation de la Terre et la profondeur de l'eau locale.1 Le niveau de la mer mesuré par les marégraphes côtiers peut également être fortement affecté par le vent. Plus généralement, des phénomènes de marée peuvent se produire dans d'autres systèmes que l'océan, chaque fois qu'un champ gravitationnel variable dans le temps et l'espace est présent (voir Autres marées).

Introduction et terminologie des marées

Types de marées.

UNE marée est un cycle répété de changements du niveau de la mer aux étapes suivantes:

  • Pendant plusieurs heures, l'eau monte ou avance sur une plage à marée montante.
  • L'eau atteint son niveau le plus élevé et s'arrête à marée haute. Parce que les courants de marée cessent, cela s'appelle aussi de l'eau lâche ou de la marée lâche. La marée change de direction et serait en train de tourner.
  • Le niveau de la mer baisse ou baisse sur plusieurs heures pendant la marée descendante.
  • Le niveau cesse de chuter à marée basse. Ce point est également décrit comme mou ou tournant.

Les marées peuvent être semi-diurnes (deux marées hautes et deux marées basses chaque jour), ou diurnes (un cycle de marée par jour). Dans la plupart des endroits, les marées sont semi-diurne. En raison de l diurne contribution, il y a une différence de hauteur (l'inégalité quotidienne) entre les deux marées hautes un jour donné; ceux-ci sont différenciés en tant que plus haut niveau d'eau et le baisse des hautes eaux dans les tables des marées. De même, les deux marées basses chaque jour sont appelées eau plus basse et le baisse des basses eaux. L'inégalité quotidienne change avec le temps et est généralement faible lorsque la Lune est au-dessus de l'équateur.2

Les différentes fréquences de forçage astronomique qui contribuent aux variations de marée sont appelées constituants. Dans la plupart des endroits, le plus grand est le constituant "principal lunaire semi-diurne", également connu sous le nom de M2 (ou M2) constituant de marée. Sa période est d'environ 12 heures et 24 minutes, exactement la moitié d'un jour lunaire des marées, le temps moyen séparant un zénith lunaire du suivant, et donc le temps nécessaire à la Terre pour tourner une fois par rapport à la Lune. C'est le constituant suivi par de simples horloges de marée.3

Les marées varient sur des échelles de temps allant d'heures à des années, afin de faire des enregistrements précis, les marégraphes mesurent le niveau de l'eau au fil du temps à des stations fixes qui sont à l'abri des variations causées par des vagues plus courtes que quelques minutes. Ces données sont comparées au niveau de référence (ou niveau de référence) généralement appelé niveau moyen de la mer.4

Constituants autres que M2 proviennent de facteurs tels que l'influence gravitationnelle du Soleil, l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre, l'inclinaison de l'orbite lunaire et l'ellipticité des orbites de la Lune autour de la Terre et de la Terre autour du Soleil. Les variations avec des périodes de moins d'une demi-journée sont appelées constituants harmoniques. Les constituants à longue période ont des périodes de jours, de mois ou d'années.

Variation de l'amplitude des marées: sources et ressorts

La conception d'un artiste de la marée de printempsLa conception d'un artiste de la marée neap

L'amplitude des marées semi-diurnes (la différence de hauteur entre les marées hautes et les marées basses sur une demi-journée environ) varie selon un cycle de deux semaines ou tous les quinze jours. Autour de la nouvelle et de la pleine lune lorsque le Soleil, la Lune et la Terre forment une ligne (une condition connue sous le nom de syzygie), les forces de marée dues au Soleil renforcent celles de la Lune. L'amplitude de la marée est alors maximale: c'est ce qu'on appelle le marée de vive eau, ou juste ressorts et dérive non pas de la saison du printemps, mais plutôt du verbe signifiant «sauter» ou «sauter». Lorsque la Lune est au premier trimestre ou au troisième trimestre, le Soleil et la Lune sont séparés de 90 ° lorsqu'ils sont vus de la Terre, et les forces dues au Soleil annulent partiellement celles de la Lune. À ces moments du cycle lunaire, l'amplitude de la marée est minimale: c'est ce qu'on appelle marée de neap, ou neaps. Les marées de printemps se traduisent par des eaux hautes qui sont supérieures à la moyenne, des eaux basses qui sont inférieures à la moyenne, eau lâche temps plus court que la moyenne et courants de marée plus forts que la moyenne. Les neaps entraînent des conditions de marée moins extrêmes. Il y a environ un intervalle de sept jours entre les sources et les neaps.

La distance changeante de la Lune à la Terre affecte également la hauteur des marées. Lorsque la Lune est au périgée, la portée est augmentée et lorsqu'elle est à l'apogée, la portée est réduite. Toutes les 7½ lunaisons, le périgée et (alternativement) une nouvelle lune ou la pleine lune coïncident marées périgéennes avec le plus grand amplitude des marées, et si une tempête se déplace à terre à ce moment, les conséquences (sous forme de dommages matériels, etc.) peuvent être particulièrement graves.

Phase de marée et amplitude

le M2 constituant de la marée. L'amplitude est indiquée par la couleur, et les lignes blanches sont cotidales différant de 1 heure. Les arcs incurvés autour des points amphidromiques indiquent la direction des marées, chacune indiquant une période synchronisée de 6 heures.5

Parce que le M2 la composante marémotrice domine dans la plupart des endroits, phase d'une marée, dénotée par le temps en heures après la marée haute, est un concept utile. Elle est également mesurée en degrés, à 360 ° par cycle de marée. Les lignes de phase de marée constante sont appelées lignes cotidales. La marée haute est atteinte simultanément le long des lignes cotidales s'étendant de la côte à l'océan, et les lignes cotidales (et donc les phases de marée) avancent le long de la côte.6 Si l’on considère l’océan comme un bassin circulaire entouré d’un littoral, lignes cotidales point radialement vers l'intérieur et doit finalement se rencontrer en un point commun, point amphidromique. Un point amphidromique est à la fois cotidale avec des marées hautes et basses, ce qui est satisfait par zéro mouvement de marée. (La rare exception se produit lorsque la marée tourne autour d'une île, comme c'est le cas en Nouvelle-Zélande.) En effet, le mouvement des marées diminue généralement en s'éloignant des côtes continentales, de sorte que le franchissement des lignes cotidales est un contour de constante amplitude (la moitié de la distance entre la marée haute et la marée basse) qui diminuent à zéro au point amphidromique. Pendant 12 heures marée semi-diurne le point amphidromique se comporte à peu près comme un cadran d'horloge,7 avec l'aiguille des heures pointant dans la direction de la ligne cotidale de marée haute, qui est directement en face de la ligne cotidale de marée basse. La marée haute tourne environ une fois toutes les 12 heures dans le sens des lignes cotidales montantes et loin des lignes cotidales en reflux. La différence entre la phase cotidale et la phase d'une marée de référence est la époque.8

La forme du rivage et du fond de l'océan modifie la façon dont les marées se propagent, il n'y a donc pas de règle générale simple pour prédire l'heure de la marée haute à partir de la position de la Lune dans le ciel. Les caractéristiques côtières telles que la topographie sous-marine et la forme du littoral signifient que les caractéristiques de l'emplacement individuel doivent être prises en considération lors de la prévision des marées; le temps de haute mer peut différer de celui suggéré par un modèle tel que celui ci-dessus en raison des effets de la morphologie côtière sur le courant de marée.

Physique des marées

La Terre et la Lune, regardant le pôle Nord

Isaac Newton a jeté les bases de l'explication mathématique des marées dans le Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687). En 1740, l'Académie Royale des Sciences à Paris a offert un prix pour le meilleur essai théorique sur les marées. Daniel Bernoulli, Antoine Cavalleri, Leonhard Euler et Colin Maclaurin ont partagé le prix. Maclaurin a utilisé la théorie de Newton pour montrer qu'une sphère lisse couverte par un océan suffisamment profond sous la force de la marée d'un seul corps se déformant est un sphéroïde allongé avec un axe principal dirigé vers le corps se déformant. Maclaurin a également été le premier à écrire sur les effets de rotation de la Terre sur le mouvement. Euler a réalisé que le horizontal composante de la force de marée (plus que la verticale) entraîne la marée. En 1744, D'Alembert étudia les équations de marée pour l'atmosphère qui n'incluaient pas la rotation. Pierre-Simon Laplace a formulé la première formulation théorique majeure pour les marées aquatiques, qui a formulé un système d'équations différentielles partielles reliant le flux horizontal à la hauteur de la surface de l'océan. Les équations de marée de Laplace sont toujours utilisées aujourd'hui. William Thomson a réécrit les équations de Laplace en termes de tourbillon, ce qui a permis de trouver des solutions décrivant les vagues côtières entraînées par les marées, appelées vagues de Kelvin.910

Forces de marée

Un schéma du système Terre-Lune, montrant la Terre entière suivant le mouvement de son centre de gravité.

La force de marée produite par un objet massif (Lune, ci-après) sur une petite particule située sur ou dans un corps extensif (Terre, ci-après) est la différence vectorielle entre la force gravitationnelle exercée par la Lune sur la particule et la force gravitationnelle qui serait exercé sur la particule si elle était située au centre de masse de la Terre. Ainsi, la force de marée ne dépend pas de la force du champ gravitationnel de la Lune, mais de son gradient. le force gravitationnelle exercée sur la Terre par le Soleil est en moyenne 179 fois plus forte que celle exercée sur la Terre par la Lune, mais comme le Soleil est en moyenne 389 fois plus éloigné de la Terre, le gradient de son champ est plus faible. La force de marée produite par le Soleil n'est donc que de 46% aussi importante que celle produite par la Lune.

Les forces de marée peuvent également être analysées du point de vue d'un référentiel qui se traduit par le centre de masse de la Terre. Considérez la marée due à la Lune (le Soleil est similaire). Observons d'abord que la Terre et la Lune tournent autour d'un point commun centre de masse orbital, tel que déterminé par leurs masses relatives. Le centre de masse orbital est à 3/4 de la distance entre le centre de la Terre et sa surface. La deuxième observation est que le mouvement centripète de la Terre est la réponse moyenne du Terre entière à la gravité de la Lune et est exactement le mouvement correct pour équilibrer la gravité de la Lune uniquement au centre de la Terre; mais chaque partie de la Terre se déplace avec le centre de masse et toutes les parties ont la même mouvement centripète, puisque la Terre est rigide.11 D'un autre côté, chaque point de la Terre connaît différemment la gravité décroissante de la Lune; les parties proches de la Terre sont plus fortement attirées qu'elles ne sont compensées par le mouvement centripète et subissent une force de marée nette vers la Lune; les parties éloignées ont plus de mouvement centripète que nécessaire pour l'attraction réduite, et ressentent ainsi une force nette loin de la Lune. Enfin, seules les composantes horizontales des forces de marée contribuent réellement à l'accélération de la marée pour les particules d'eau car la résistance est faible. La force de marée réelle sur une particule n'est que d'environ un dix millionième de la force causée par la gravité de la Terre.

Le champ différentiel de gravité de la Lune (ou du Soleil) à la surface de la Terre est connu comme la force génératrice de marée. C'est le principal mécanisme qui entraîne l'action des marées et explique deux renflements équipotentiels des marées, représentant deux marées hautes par jour.

La surface de l'océan est étroitement approchée par une surface équipotentielle (ignorant les courants océaniques), communément appelée géoïde. Puisque la force gravitationnelle est égale au gradient du potentiel, il n'y a pas de forces tangentielles sur une telle surface, et la surface de l'océan est donc en équilibre gravitationnel. Considérez maintenant l'effet des corps externes massifs tels que la Lune et le Soleil. Ces corps ont de forts champs gravitationnels qui diminuent avec la distance dans l'espace et qui agissent pour modifier la forme d'une surface équipotentielle sur la Terre. Les forces gravitationnelles suivent une loi du carré inverse (la force est inversement proportionnelle au carré de la distance), mais les forces de marée sont inversement proportionnelles au cube de la distance. La surface de l'océan se déplace pour s'adapter à l'équipotentiel de marée changeant, tendant à augmenter lorsque le potentiel de marée est élevé, la partie de la Terre la plus proche de la Lune et la partie la plus éloignée. Lorsque l'équipotentielle de marée change, la surface de l'océan n'est plus alignée avec elle, de sorte que la direction apparente des déplacements verticaux se déplace. La surface subit alors une pente descendante, dans le sens où l'équipotentiel a augmenté.

Équation des marées de Laplace

La profondeur des océans est beaucoup plus petite que leur étendue horizontale; ainsi, la réponse au forçage de marée peut être modélisée en utilisant Équations des marées de Laplace qui incorporent les caractéristiques suivantes: (1) la vitesse verticale (ou radiale) est négligeable, et il n'y a pas de cisaillement vertical - il s'agit d'un écoulement en nappe. (2) Le forçage n'est qu'horizontal (tangentiel). (3) l'effet Coriolis apparaît comme un forçage latéral fictif proportionnel à la vitesse. (4) le taux de variation de la hauteur de surface est proportionnel à la divergence négative de vitesse multipliée par la profondeur. Le dernier signifie que lorsque la vitesse horizontale s'étend ou comprime l'océan sous forme de nappe, le volume s'amincit ou s'épaissit, respectivement. Les conditions aux limites n'imposent aucun écoulement sur le littoral et un glissement libre en bas. L'effet Coriolis oriente les vagues vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans le sud permettant des vagues piégées côtières. Enfin, un terme de dissipation peut être ajouté qui est un analogue de la viscosité. 12

Amplitude des marées et durée du cycle

L'amplitude théorique des marées océaniques dues à la Lune est d'environ 54 cm au point le plus élevé, ce qui correspond à l'amplitude qui serait atteinte si l'océan possédait une profondeur uniforme, il n'y avait pas de masses terrestres et la Terre ne tournait pas. De même, le Soleil provoque des marées, dont l'amplitude théorique est d'environ 25 cm (46% de celle de la Lune) avec un temps de cycle de 12 heures. À la marée de printemps, les deux effets s'ajoutent à un niveau théorique de 79 cm, tandis qu'à marée basse, le niveau théorique est réduit à 29 cm. Étant donné que les orbites de la Terre autour du Soleil et de la Lune autour de la Terre sont elliptiques, les amplitudes des marées changent quelque peu en raison des différentes distances Terre-Soleil et Terre-Lune. Cela entraîne une variation de la force de marée et de l'amplitude théorique d'environ ± 18% pour la Lune et ± 5% pour le Soleil. Si le Soleil et la Lune étaient à leurs positions les plus proches et alignés à la nouvelle lune, l'amplitude théorique atteindrait 93 cm.

Les amplitudes réelles diffèrent considérablement, non seulement en raison des variations de la profondeur des océans et des obstacles à l'écoulement causés par les continents, mais aussi parce que la période naturelle de propagation des vagues est du même ordre de grandeur que la période de rotation: environ 30 heures. S'il n'y avait pas de masses terrestres, il faudrait environ 30 heures pour qu'une onde de surface océanique de grande longueur d'onde se propage le long de l'équateur à mi-chemin autour de la Terre (en comparaison, la période naturelle de la lithosphère terrestre est d'environ 57 minutes).

Dissipation des marées

Le forçage des marées est essentiellement entraîné par l'énergie orbitale du système Terre Lune à un taux d'environ 3,75 térawatts. La dissipation survient lorsque le courant de marée à l'échelle du bassin entraîne des écoulements à plus petite échelle qui subissent une dissipation turbulente. Cette traînée de marée donne lieu à un couple sur la Lune qui se traduit par un transfert progressif de la quantité de mouvement angulaire vers son orbite et une augmentation progressive de la séparation Terre-Lune. En raison du principe de conservation de la quantité de mouvement angulaire, la vitesse de rotation de la Terre est ralentie en conséquence. Ainsi, au fil du temps géologique, la Lune s'éloigne de la Terre, à environ 3,8 cm / an, et la longueur du jour terrestre augmente, ce qui signifie qu'il y a environ 1 jour de moins pour 100 millions d'années. Voir l'accélération des marées pour plus de détails.13

Observation et prédiction des marées

Depuis les temps anciens, les marées ont été observées et discutées avec une sophistication croissante, notant d'abord la récurrence quotidienne, puis sa relation avec le Soleil et la Lune. Finalement, la première table des marées en Chine a été enregistrée en 1056 avant notre ère, principalement au profit des visiteurs pour voir le célèbre mascaret dans le fleuve Qiantang. En Europe, la première table des marées connue serait celle de John, Abbott de Wallingford (décédé en 1213), basée sur les hautes eaux survenant 48 minutes plus tard chaque jour et trois heures plus tard à Londres qu'à l'embouchure de la Tamise. William Thomson a mené la première analyse harmonique systématique aux enregistrements des marées à partir de 1867. Le principal résultat a été la construction d'une machine de prédiction des marées (TPM) sur l'utilisation d'un système de poulies pour additionner six fonctions harmoniques du temps. Il a été "programmé" en réinitialisant les engrenages et les chaînes pour ajuster le phasage et les amplitudes. Des machines similaires ont été utilisées jusque dans les années 1960.

Le premier record connu du niveau de la mer d'un cycle complet de printemps-neap a été réalisé en 1831 sur le Navy Dock dans l'estuaire de la Tamise, et de nombreux grands ports avaient des stations marégraphiques automatiques en 1850.

William Whewell a d'abord cartographié les lignes de co-marée se terminant par une carte presque globale en 1836. Afin de rendre ces cartes cohérentes, il a émis l'hypothèse de l'existence d'amphidromes où les lignes de co-marée se rencontrent au milieu de l'océan. Ces points sans marée ont été confirmés par des mesures effectuées en 1840 par le capitaine Hewett, RN, à partir de sondages minutieux en mer du Nord.9

Timing

Le même forçage de marée a des résultats différents selon de nombreux facteurs, notamment l'orientation de la côte, la marge du plateau continental et les dimensions des plans d'eau.

Dans la plupart des endroits, il y a un délai entre les phases de la Lune et l'effet sur la marée. Les sources et les ressorts de la mer du Nord, par exemple, ont deux jours de retard sur la nouvelle / pleine lune et le premier / troisième trimestre. C'est ce qu'on appelle le âge de la marée.14

L'heure exacte et la hauteur de la marée à un point côtier particulier sont également fortement influencées par la bathymétrie locale. Il existe des cas extrêmes: la baie de Fundy, sur la côte est du Canada, présente les plus grandes amplitudes de marée bien documentées au monde, 16 mètres (53 pieds), en raison de la forme de la baie 15. Southampton au Royaume-Uni a une marée haute double causée par l'interaction entre les différentes harmoniques de marée dans la région. Cela est contraire à la croyance populaire selon laquelle l'écoulement de l'eau autour de l'île de Wight crée deux hautes eaux. L'île de Wight est cependant importante, car elle est responsable du «Young Flood Stand», qui décrit la pause de la marée montante environ trois heures après la marée basse.

Il n'y a que de très légères marées dans la mer Méditerranée et la mer Baltique en raison de leurs liens étroits avec l'océan Atlantique. Des marées extrêmement petites se produisent également pour la même raison dans le golfe du Mexique et la mer du Japon. Sur la côte sud de l'Australie, parce que la côte est extrêmement droite (en partie en raison des petites quantités de ruissellement provenant des rivières), les amplitudes de marée sont également petites.

Analyse des marées

Constituant sommateur de prédiction des marées.

Fourier minutieux et analyse des données sur une période de 19 ans (le Époque de référence nationale des marées aux États-Unis) utilise des fréquences soigneusement sélectionnées constituants harmoniques de marée. Cette analyse peut être effectuée en utilisant uniquement la connaissance des période de forçage, mais sans une compréhension détaillée des mathématiques physiques, ce qui signifie que des tables de marées utiles ont été construites pendant des siècles.16 Les amplitudes et phases résultantes peuvent ensuite être utilisées pour prédire les marées attendues. Ceux-ci sont généralement dominés par les constituants près de 12 heures (le semi-diurne constituants), mais il existe des constituants majeurs près de 24 heures (diurne) ainsi que. Les constituants à plus long terme sont de 14 jours ou bimensuel, mensuelle et semestrielle. La plupart des côtes sont dominées par des marées semi-diurnes, mais certaines zones comme la mer de Chine méridionale et le golfe du Mexique sont principalement diurnes. Dans les zones semi-diurnes, les constituants primaires M2(lunaire) et S2les périodes (solaires) diffèrent légèrement de sorte que les phases relatives, et donc l'amplitude de la marée combinée, changent toutes les deux semaines (période de 14 jours).17

dans le M2 le tracé au-dessus de chaque ligne cotidale diffère d'une heure de ses voisins, et les lignes plus épaisses montrent les marées en phase avec l'équilibre à Greenwich. Les lignes tournent autour des points amphidromiques dans le sens antihoraire dans l'hémisphère nord de sorte que de la Basse Californie à l'Alaska et de la France à l'Irlande le M2 la marée se propage vers le nord. Dans l'hémisphère sud, cette direction est dans le sens horaire. D'autre part M2 la marée se propage dans le sens antihoraire autour de la Nouvelle-Zélande, mais cela parce que les îles agissent comme barrage et permettent aux marées d'avoir des hauteurs différentes sur les côtés opposés des îles. Mais les marées se propagent vers le nord sur le côté est et vers le sud sur la côte ouest, comme prévu par la théorie. L'exception est le détroit de Cook, où les courants de marée relient périodiquement la marée haute à la marée basse. En effet, les lignes cotidales à 180 ° autour des amphidromes sont en phase opposée, par exemple à marée haute en face de marée basse. Chaque constituant de marée a un modèle différent d'amplitudes, de phases et de points amphidromiques, de sorte que le M2 les motifs ne peuvent pas être utilisés pour d'autres marées.

Marées et navigation

Les courants de marée sont d'une grande importance pour la navigation et des erreurs de position très importantes se produiront si elles ne sont pas prises en compte. Les hauteurs de marée sont également très importantes; par exemple, de nombreuses rivières et ports ont une "barre" peu profonde à l'entrée qui empêchera les bateaux à fort tirant d'eau d'entrer dans certains états de la marée.

Les horaires et les vitesses du courant de marée peuvent être trouvés en regardant un carte des marées ou atlas des courants de marée pour la zone d'intérêt. Les graphiques des marées sont fournis par ensembles, chaque diagramme de l'ensemble couvrant une seule heure entre une marée haute et une autre (ils ignorent les 24 minutes supplémentaires) et donne le flux de marée moyen pour cette heure. Une flèche sur la carte des marées indique la direction et la vitesse d'écoulement moyenne (généralement en nœuds) pour les marées de printemps et de marée basse. Si une carte des marées n'est pas disponible, la plupart des cartes marines ont des «diamants de marée» qui relient des points spécifiques sur la carte à un tableau de données donnant la direction et la vitesse du courant de marée.

La procédure standard pour contrer les effets des marées sur la navigation consiste à (1) calculer une position "à l'estime" (ou DR) à partir de la distance et de la direction du trajet, (2) l'indiquer sur la carte (avec une croix verticale comme un signe plus) ) et (3) tracer une ligne à partir de la DR dans le sens de la marée. La distance à laquelle la marée aura déplacé le bateau le long de cette ligne est calculée par la vitesse de la marée, ce qui donne une "position estimée" ou EP (traditionnellement indiquée par un point dans un triangle).

Utilisations civiles et maritimes des données sur les marées

Les cartes marines affichent la "profondeur cartographiée" de l'eau à des endroits spécifiques avec des "sondages" et l'utilisation de courbes de niveau bathymétriques pour représenter la forme de la surface immergée. Ces profondeurs sont relatives à une «donnée cartographique», qui est généralement le niveau d'eau à la marée astronomique la plus basse possible (les marées peuvent être inférieures ou supérieures pour des raisons météorologiques) et sont donc la profondeur d'eau minimale possible pendant le cycle de marée. Les «hauteurs de séchage» peuvent également être indiquées sur la carte, qui sont les hauteurs des fonds marins exposés à la marée astronomique la plus basse.

Les hauteurs et moments des marées basse et haute chaque jour sont publiés dans les tables des marées. La profondeur réelle de l'eau aux points donnés à marée haute ou basse peut facilement être calculée en ajoutant la profondeur indiquée sur la carte à la hauteur publiée de la marée. La profondeur de l'eau pour des périodes autres que les eaux hautes ou basses peut être dérivée des courbes de marée publiées pour les principaux ports. Si une courbe précise n'est pas disponible, la règle des douzièmes peut être utilisée. Cette approximation fonctionne sur la base que l'augmentation de profondeur dans les six heures entre la marée basse et la marée haute suivra cette règle simple: première heure - 1/12, deuxième - 2/12, troisième - 3/12, quatrième - 3/12 , cinquième - 2/12, sixième - 1/12.

Aspects biologiques

Écologie intertidale

Une roche, vue à marée basse, présentant une zonation intertidale typique.

L'écologie intertidale est l'étude des écosystèmes intertidaux, où les organismes vivent entre les lignes de marée basse et haute. À marée basse, l'intertidale est exposée (ou «émergée») tandis qu'à marée haute, l'intertidale est sous l'eau (ou «immergée»). Les écologistes intertidaux étudient donc les interactions entre les organismes intertidaux et leur environnement, ainsi qu'entre différentes espèces d'organismes intertidaux au sein d'une communauté intertidale particulière. Les interactions environnementales et d'espèces les plus importantes peuvent varier en fonction du type de communauté intertidale étudiée, la plus large des classifications étant basée sur des substrats - rivages rocheux et communautés à fond mou.

Les organismes vivant dans cette zone ont un environnement très variable et souvent hostile, et ont évolué diverses adaptations pour faire face, voire exploiter, ces conditions. Une zone facilement visible des communautés intertidales est la zonation verticale, où la communauté est divisée en bandes verticales distinctes d'espèces spécifiques remontant le rivage. La capacité des espèces à faire face à la dessiccation détermine leurs limites supérieures, tandis que la compétition avec d'autres espèces fixe leurs limites inférieures.

Les régions intertidales sont utilisées par les humains pour la nourriture et les loisirs, mais les actions anthropiques ont également des impacts majeurs, la surexploitation, les espèces envahissantes et le changement climatique étant parmi les problèmes rencontrés par les communautés intertidales. Dans certains endroits, des aires marines protégées ont été établies pour protéger ces zones et faciliter la recherche scientifique.

Rythmes biologiques et marées

Les organismes intertidaux sont grandement affectés par le cycle approximativement bimensuel des marées, et donc leurs rythmes biologiques ont tendance à se produire en multiples approximatifs de cette période. Cela se voit non seulement chez les organismes intertidaux, mais aussi chez de nombreux autres animaux terrestres, comme les vertébrés. Les exemples incluent la gestation et l'éclosion des œufs. Chez l'homme, par exemple, le cycle menstruel dure environ un mois, un multiple pair de la période du cycle de marée. Cela peut être la preuve de la descendance commune de tous les animaux d'un ancêtre marin.18

Autres marées

En plus des marées océaniques, il existe marées atmosphériques aussi bien que marées terrestres. Tous ces phénomènes sont des phénomènes mécaniques continus, les deux premiers étant des fluides et le troisième solide (avec diverses modifications).

Les marées atmosphériques sont négligeables du niveau du sol et des altitudes aériennes, noyées par les effets beaucoup plus importants des conditions météorologiques. Les marées atmosphériques sont à la fois d'origine gravitationnelle et thermique, et sont la dynamique dominante d'environ 80 km à 120 km où la densité moléculaire devient trop petite pour se comporter comme un fluide.

Marées terrestres ou marées terrestres qui affectent l'ensemble de la masse rocheuse de la Terre. La croûte terrestre se déplace (haut / bas, est / ouest, nord / sud) en réponse à la gravitation de la Lune et du Soleil, aux marées océaniques et à la charge atmosphérique. Bien que négligeable pour la plupart des activités humaines, l'amplitude semi-diurne des marées terrestres peut atteindre environ 55 cm à l'équateur (15 cm est dû au soleil), ce qui est important dans l'étalonnage GPS et les mesures VLBI. De plus, pour effectuer des mesures angulaires astronomiques précises, il faut connaître la vitesse de rotation et de nutation de la Terre, qui sont toutes deux influencées par les marées terrestres. Le semi-diurne M2 Les marées terrestres sont presque en phase avec la Lune avec un décalage de marée d'environ deux heures.

Les marées terrestres doivent également être prises en compte dans le cas de certaines expériences de physique des particules.19 Par exemple, au CERN ou au SLAC, les très gros accélérateurs de particules ont été conçus en tenant compte des marées terrestres pour un bon fonctionnement. Parmi les effets à prendre en compte figurent les accélérateurs circulaires et l'énergie du faisceau de particules20 Puisque les forces de marée génèrent des courants de fluides conducteurs à l'intérieur de la Terre, elles affectent à leur tour le champ magnétique terrestre lui-même.

le marée galactique est la force de marée exercée par les galaxies sur les étoiles qui s'y trouvent et les galaxies satellites en orbite autour. On pense que les effets de la marée galactique sur le nuage d'Oort du système solaire sont à l'origine de 90 pour cent de toutes les comètes à longue période observées.21

Lorsqu'ils oscillent les courants de marée dans le flux océanique stratifié sur une topographie de fond inégale, ils génèrent des vagues internes avec des fréquences de marée. Ces ondes sont appelées marées intérieures.

Mauvais noms

Les tsunamis, les grosses vagues qui se produisent après les tremblements de terre, sont parfois appelés raz de marée, mais ce nom est dû à leur ressemblance à la marée, plutôt que tout lien réel avec la marée elle-même. Autres phénomènes non liés aux marées mais utilisant le mot marée sont la marée de rip, la marée de tempête, la marée d'ouragan et la marée noire, en référence aux marées noires; ou marées rouges, qui se réfèrent à la prolifération d'algues.

Voir également

  • Aquaculture
  • Lune
  • Océan
  • Orbite
  • Courant de déchirure
  • Énergie marémotrice
  • marée rouge
  • Eau

Remarques

  1. ↑ L'orientation et la géométrie de la côte affectent la phase, la direction et l'amplitude des vagues côtières ainsi que des seiches résonantes (vagues stationnaires) dans les baies. Dans les estuaires, les débits saisonniers des rivières influencent le flux des marées.
  2. ↑ Les tables des marées listent généralement moyenne des basses eaux (mllw, la moyenne sur 19 ans des basses eaux moyennes inférieures), signifie plus bas niveau d'eau (mhlw), moyenne des hautes eaux basses (mlhw), signifie plus haut niveau d'eau (mhhw), ainsi que marées périgéennes. Ceux-ci sont signifier en ce sens qu'elles sont prédites à partir de données moyennes. Glossaire de terminologie côtière: H - M, Département d'écologie de Washington, État de Washington. Récupéré le 18 août 2007.
  3. ↑ La Lune orbite dans la même direction que la Terre tourne. Comparez cela à l'aiguille des minutes traversant l'aiguille des heures à 12h00 puis à nouveau vers 1h05 (et non à 1h00).
  4. ↑ Éducation sur les services océaniques. Jour lunaire des marées, NOAA. Ne confondez pas avec le jour lunaire astronomique sur la Lune. Un zénith lunaire est le point le plus élevé de la Lune dans le ciel. Récupéré le 18 août 2007.
  5. ↑ Y. Accad et C. L. Pekeris. 1978. Solution des équations de marée pour le M2 et S2 Marées dans les océans du monde à partir d'une connaissance du potentiel de marée seul. Phil

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