10. MORSKE MJENE I MORSKE STRUJEMorske mjene su periodino dizanje i sputanje razine mora koje nastaje pod utjecajem sile gravitacije nebeskih tijela, a najvie Mjeseca i Sunca. Posljedica ove prirodne pojave jesu promjene dubine mora na odreenoj poziciji i struje morskih mjena. U toku dana kod poludnevnog tipa morskih mjena javljaju se dvije visoke i dvije niske vode

Slika 233. Visoke i niske vode Plima je dizanje razine mora kao posljedica morskih mjena, a oseka sputanje razine mora. Plima se javlja u vremenskom periodu izmeu niske i uzastopne visoke vode, a oseka izmeu visoke i uzastopne niske vode. Visoka voda (VV) je najvea razina mora koja nastaje u trenutku prijelaza plime na oseku. Niska voda (NV) je najnia razina mora koja nastaje u trenutku prijelaza oseke na plimu. Visoke i niske vode oznaavaju se po redosljedu nastupa u toku jednog dana: prva visoka voda (1.VV), prva niska voda (1.NV), druga visoka voda (2.VV) i druga niska voda (2.NV). Period je vremensko trajanje jedne oscilacije od trenutka niske vode do slijedee niske vode, a jednak je zbroju trajanja plime i oseke. Amplituda (A) je visinska razlika izmeu razine niske i razine visoke vode. Na pojedinim obalama oceana amplitude morskih mjena dostiu vrijednost preko 12 metara. U luci Port Gallegos (Argentina) izmjerene je najvea amplituda od 18 metara, a u zaljevu Fundy (Kanada) 19.6 metara. Ovako velike promjene dubine bitno utjeu na sigurnost plovidbe i uvjetuju da se kroz pojedina podruja uz obalu prolazi ili u pojedine luke uplovljava u vrijeme visokih voda. Visine amplituda morskih mjena utjeu na izgradnju luka i njihovih hidrotehnikih postrojenja. U pojedinim lukama gdje postoje velike amplitude brodovi pristaju u dokove kako bi izbjegli nasukavanje za vrijeme niske vode. Na niskim obalama za vrijeme niske vode ostaje suh pojas od 100 i vie metara, a na nekim mjestima i preko jednog kilometra. Amplitude na Jadranu prosjene su visine od 0.2 do 0.6 metara, a rijetko prelaze 1 metar. Visina visokih i niskih voda nije uvijek ista, a takoer ni vrijeme njihovog nastupa. U toku dana, mjeseca i godine dolazi do dnevnih, polumjesenih i polugodinjih nejednakosti. po visini i vremenu nastupa visokih i niskih voda. Kada su Mjesec i Sunce u istoj ravnini sa Zemljom, tada su najvie visoke i najnie niske vode. Tada su amplitude najvee, i ova pojava se zove ive morske mjene.

Plimni valovi nastali djelovanjem plimotvorne sile1 Mjeseca i Sunca zbrajaju se. Kada su plimni valovi Mjeseca i Sunca suprotni, pojavljuju se najnie visoke vode i najvie niske vode. Amplitude su tada najmanje, i to su mrtve morske mjene.

Slika 234. Nazivi visokih i niskih voda1

Plimotvorna sila - razlika izmeu sila gravitacije nebeskog tijela i centrifugalne sile na odreenoj toi Zemlje koja izaziva pojavu morskih mjena.

-

Morske mjene mogu biti: poludnevnog tipa (u jednom danu javljaju se dvije visoke i dvije niske vode), jednodnevnog tipa (u jednom danu jedna visoka i jedna niska voda), mjeovitog tipa (u toku jednog mjeseca javljaju se poludnevne i jednodnevne).

Morske mjene na Jadranu su mjeovitog tipa. U dane sizigija (mlad i pun Mjesec) i oko njega morske mjene su poludnevnog tipa, a u vrijeme kvadrature (prva i posljednja etvrt) jednodnevnog tipa. Rezultirajui plimni val - visoka voda nastupa u trenutku prolaza Mjeseca kroz meridijan, odnosno u trenutku koji je uvijek blii vremenu prolaza Mjeseca kroz meridijan. Polumjesena nejednakost je vrijeme za koje teoretski odstupa trenutak nastupa visoke vode od trenutka prolaza Mjeseca kroz meridijan. Zbog rasporeda kopna i mora, razliitih dubina, meusobnog poloaja Sunca, Mjeseca i Zemlje, koji se mijenja, te specifinih lokalnih prilika, stvarno vrijeme nastupa visokih i niskih voda kasni. To se naziva luko zakanjenje. Dakle, luko zakanjenje se moe definirati kao vremenski razmak izmeu trenutka prolaza Mjeseca kroz meridijan do trenutka nastupa visoke vode ako je polumjesena nejednakost jednaka nuli (sizigij, kvadratura). Pored plimotvornih sila Mjeseca i Sunca, obiljeja obalnog reljefa, dubina i ua rijeka, na pojavu morskh mjena utjeu i lokalne meteoroloke prilike (tlak zraka, vjetar, itd.) Podaci o visinama i vremenu nastupa visokih i niskih voda nalaze se u tablicama morskih mjena (Tide tables- eng. Tide tables). 10.1. Teorija morskih mjena Iako se pojava morskih mjena nastojala protumaiti od davnina, prvo ekzaktno tumaenje dao je I. Newton (17. st.). Prema opem zakonu gravitacije morske mjene izaziva privlana sila nebeskih tijela, tj. gravitacija Mjeseca i Sunca te centrifugalna sila revolucije sustava Zemlja-Mjesec oko Sunca. Sila koja izaziva morske mjene zove se plimotvorna sila i ona predstavlja razliku izmeu sila gravitacije nebeskog tijela koje izaziva pojavu morskih mjena i centrifugalne sile na odreenoj toki Zemlje u kojoj se promatra oscilacija razine mora. Na slici 235 prikazano je teoretsko objanjenje nastanka visokih i niskih voda pod djelovanjem Sunca ka o plimotvornog tijela kada je ono na ekvatoru u zenitu, tj. kada mu je deklinacija jednaka nuli.

Slika 235. Teoretski postanak vodenog elipsoida na zemlji

Centrifugalna sila rotacije Zemlje oko Sunca ista je na svim mjestima na zemlji. Sila gravitacije Sunca nije ista i ona ovisi o udaljenosti pojedine toke na Zemlji od Sunca. Ako se analizira situacija u jednom trenutku (slika 235), tada u toki ''A'' koja je najblia Suncu, sila gravitacije (G) je vea od centrifugalne sile (F) i uzrokuje plimotvornu silu (P.S.) koja razinu mora uzdie prema Suncu. U toki ''C'' na suprotnoj strani Zemlje takoer se uzdie razina mora, ali suprotno od Sunca, jer je tamo centrifugalna sila (F) vea od gravitacijske sile (G). Iz ovoga se vidi da istovremeno na istom meridijanu postoje dvije visoke vode. Ako je u toki ''A'' visoka voda u podne (teoretski) i Sunce u zenitu, u toki ''C'' je tada pono i Sunce u nadiru. U tokama ''B'' i ''D'', koje su udaljene za 90 od toke ''A'', Sunce je na horizontu i u njima dolazi do sputanja razine more jer od njih otie morska voda prema tokama ''A'' i ''C''. Plimotvorna sila u tokama ''B'' i ''D'', ali i u svim tokama meridijana koji prolazi kroz ''B'' i ''D'', jednaka je nuli zbog iste vrijednosti sile gravitacije i centrifugalne sile iji je smjer djelovanja suprotan. Iz ovog se moe zakljuiti da oko zamljopisnih polova vlada konstantna depresija morske razine kada je Sunce u razini ekvatora. Uz pretpostavku da je cijela Zemlja prekrivena vodom, deformacijom razine mora pod djelovanjem plimotvorne sile Sunca poprimila bi oblik produenog elipsoida ija je dua os u pravcu Sunca. Iako Zemlja zbog rotacije napravi jedan okret oko svoje osi u toku jednog dana, vodeni elipsoid nastao djelovanjem plimotvorne sile Sunca ne okree se sa Zemljom ve stalno zadrava isti poloaj u odnosu na Sunce. U praksi na Zemlji javljaju se dvije visoke vode, koje u jednom trenutku postoje na suprotnim tokama istog meridijana, premjetaju se i u 24 sata naprave krug po Zemlji tako da svako mjesto na Zemlji na istom meridijanu ima u toku 24 sata dvije visoke i dvije niske vode. Kada se mjesto na Zemlji ''T'' nalazi u toki ''A'' (slika 235), ima visoku vodu u podne (1200 sati), a nakon 6 sati u toki ''B'' nisku vodu. Poslije 12 sati rotacije Zemlje u toki ''C'' to isto mjesto ima drugu visoku vodu, a nakon 18 sati drugu nisku vodu da bi poslije 24 sata opet imalo visoku vodu u toki ''A''. Prvom visokom vodom oznaava se ona koja nastupa u pono (u praksi prva poslije ponoi). Plimni val visoke vode pod djelovanjem Sunca nastupa teoretski svakih12 sati, a vremenski razmak izmeu visoke i niske vode je 6 sati. Na isti nain kako je objanjeno djelovanje plimotvorne sile Sunca moe se objasniti i djelovanje plimotvorne sile Mjeseca. Ona u toku jednog Mjeseevog dana (oko 24h i 50m) prouzrokuje dvije visoke i dvije niske vode, ali je vrijeme nastupa druge visoke vode pomaknuto za Mjeseeva dana (oko 15h i 25m). Visoka voda nastupa kada je Mjesec u meridijanu, odnosno kada se nalazi na suprotnoj strani i prolazi kroz protumeridijan. Razmak izmeu nastupa visoke i niske vode je Mjeseeva dana.

Slika 236. Teoretski plimni val Sunca i Mjeseca

Plimotvorna sila Mjeseca i Sunca stvaraju sva plimna vala koji daju rezultirajui val morskih mjena. Zbog blizine Mjeseca, plimni val koji on izaziva ima veu amplitudu od Sunevog plimnog vala. Pri promjeni relativnog poloaja Mjeseca i Sunca u odnosu na Zemlju, mijenja se vrijednost rezultirajue plimotvorne sile, a posljedica toga je razliita visina plimnog vala (visoke vode) i razliito vrijeme nastupa visokih i niskih voda. Plimni valovi morskih mjena mogu biti progresivni i stacionarni: Progresivni valovi formiraju se na velikim morima i oceanima. Njihov plimni nastaje kada se na odreenom podruju stvara progresivni fazni pomak u vremenu nastupa visokih i niskih voda. U progresivnom valu sve estice osciliraju istim periodom, ali razliitom fazom. Stacionarni (stojni) valovi nastaju u zatvorenim morima, zaljevima, kanalima i jezerima kao posljedica pobude od oscilacija morske razine s otvorenog mora i iz atmosfere (vjetar, tlak zraka, ...). Ove slobodne oscilacije spajaju se se i s prisilnim oscilacijama morskih mjena izazvanih djelovanjem Mjeseca i Sunca. Sve estice ovog vala osciliraju istom fazom, a razliitom amplitudom. Periodi slobodnih oscilacija ovise o dimenzijama i obliku bazena, o obliku obalne linije i reljefu dna i zbog toga mogu trajati od jedne minute do vie sati. Slobodna oscilacija pri kojoj na jednoj obali u svim mjestima istovremeno nastupa visoka voda, a na drugoj u isto vrijeme niska voda zove se jednovorna oscilacija. Os vora je u sredini izmeu dvije obale i na toj se ne die niti sputa razina vode. Oscilacije mogu imati dva vora i tada istovremeno na suprotnim obalama nastupa visoka ili niska voda. Ako postoje oscilacije s tri vora tada se na jednoj obali javlja visoka voda, a na drugoj niska i obrnuto.

a) dva vora

b) tri vora

Slika 237. Stacionarni valovi slobodnih oscilacija s dva i tri vora

Osnove statike teorije morskih mjena Statika teorija prva je nauno i matematiki objasnila nastanak morskih mjena. Ona tumai da je razina mora u statikoj ravnotei s plimotvornim silama Mjeseca i Sunca. Pomou nje se ne moe objasniti pojava lukog zakanjenja nastupa visokih voda, ali ona objanjava pojave koje su posljedica razliitih meusobnih poloaja Mjeseca i Sunca prema Zemlji. Sila gravitacije (G) direktno je proporcionalna umnoku masa dotinih tijela (M), a obrnuto proporcionalna kvadratu njihove udaljenosti (D). M1 M 2 G K D2 Centrifugalna sila (F) direktno je proporcionalna umnoku mase (M) i kvadrata brzine tijela koji se okree (b), a obrnuto proporcionalna udaljenosti (D).

M b2 D Plimotvorna sila nebeskog tijela (PS) direktno je proporcionalna masi tog tijela i polumjera Zemlje (2rM), a obrnuto proporcionalna treoj potenciji njegove udaljenosti: 2 r M PS D3 F KIz brojnih opaanja (ali i proraunima dokazano) ustanovljneno je da morske mjene ovise vie o Mjesecu nego o Suncu. Visoke vode javljaju se uvijek blie vremenu Mjeseeva prolaza kroz meridijan. Mjeseeva plimotvorna sila jaa je od Suneve, a njihov odnos moe se izraunati na sljedei nain: 2 r MS MS DM 3 PSS DS 3 0,43 PSM 2 r MM MM DS 3 DM 3 Iako je masa Sunca oko 27 mil. puta vea od mase Mjeseca, ipak je Mjeseeva plimotvorna sila gotovo 2,5 puta vea od Suneve zbog njegove male udaljenosti od Zemlje (Sunce je u odnosu na Mjesec oko 389 puta udaljenije od Zemlje). U objanjenju statike teorije morskih mjena pretpostavljaju se idealni uvjeti da se hidrosfera na Zemlji idealno podreuje silama gravitacije. U takvim uvjetima amplituda Mjeseevog plimotvornog vala na otvorenom moru (oceanima) je 56 cm, a amplituda pod djelovanjem Sunca oko 25 cm. Morske mjene su rezultat zajednikog djelovanja Mjeseca i Sunca koji stvaraju dva plimna vala velikih duina i malih visina. Na morskoj povrini jedan val razvija se preko drugog, a interferencijom se dobiva rezultirajui plimni val. U tumaenju morskih mjena statika teorija uzima u obzir i relativni meusobni poloaj Mjeseca i Sunca prema Zemlji, vodei rauna o promjeni deklinacije ovih tijela i njihove udaljenosti od Zemlje, koja se takoer mijenja tijekom vremena. Ovako postavljena statika teorija morskih mjena, koja uzima u obzir samo astronomske pojave poloaja nebeskih tijela, ne odgovara stvarnoj situaciji. Ovi su uvjeti poremeeni rasporedom kopna i mora, promjenama dubina, trenjem, dinamikom vodenih masa, utjecajem meteorolokih imbenika i drugih lokalnih imbenika zbog ega kasni nastup visokih voda. Osnove dinamike teorije morskih mjena Dinamika teorija objanjava morske mjene kao kao valnu pojavu izazvanu ritmikim silama. Mjene imaju jednake periode kao i sile uzronice. Morske mjene su prisilne oscilacije, ali dimamika teorija uzima u obzir i slobodne oscilacije morske povrine koje mijenjaju amplitudu i fazu prisilnih oscilacija. Kako su poznate sile koje uzrokuju morske mjene, objanjenje se daje rjeavanjem hidrodinamikij jednadbi. Za otvorena mora mogu se koristiti linerne hidrodinamike jednadbe, a za rubna mora upotrebljava se hidrodinamiko-numerika metoda i jednadbe u nelinearnom obliku. Izvedeni prorauni za vie mora blii su podacima koji se dobiju mareografskim osmatranjima. Harmonika analiza najvie se upotrebljava u proraunima za predvianje morskih mjena. Glavni elementi morskih mjena po ovoj metodi raunaju se iz mareograma za odreenu luku na temelju viegodinjih osmatranja. Ova metoda pretostavlja da je nepravilna

krivulja visokih i niskih voda na mareogramu rezultat veeg broja harmonikih krivulja razliitih perioda koje izazivaju plimotvorne sile astronomske (Mjesec, Sunce) i zemaljske prirode (konfiguracija obale, dubine, rijena ua, meteoroloki elementi, itd.). Broj pojedinanih komponenti valova za precizne proraune moe biti 30 do 35, ali se u praksi prorauni vre obino sa 7 do 9 komponenti. Po periodi ovi valovi mogu biti: jednodnevni (24sata), poludnevni (12 sati), kraih perioda (6, 4 ili 3 sata) i vrlo dugih perioda (15 dana, mjesec, vie mjeseci, cijela godina). U ovakvom parcijalnom razmatranju plimnog vala sve krivulje pojedinanih komponentnih valova su sinusoidne krivulje. U harmonikoj analizi prorauna morskih mjena postoje tri etape rada: a) odreivanje broja harmonikih komponenti koje izazivaju pojedinane plimne valove u odreenoj luci, b) izdvajanje komponentnih valova iz rezultirajue krivulje plimnog vala odreene luke radi odreivanja harmoninih konstanti2 ''H'' i ''g'', c) proraun i izrada tablica morskih mjena. Harmonike komponente oznaavaju se simbolima s indeksom koji oznauje broj visokih voda u jednom danu. Za proraun tablica morskih mjena u izdanji HHI Split uzima se u obzir sedam komponenti, i to etiri poludnevne (M2, S2, N2, K2) i tri jednodnevne (K1, O1, P1): M2 - glavna Mjeseeva poludnevna komponenta S2 - glavna Suneva poludnevna komponenta N2 - eliptina poludnevna Mjeseeva komponenta zbog razliite putanje Mjeseca oko Zemlje K2 - lunisolarna poludnevna komponenta zbog promjene deklinacije Mjeseca i Sunca K1 - lunisolarna dnevna komponenta zbog promjene deklinacije Mjeseca i Sunca O1 - glavna lunarna dnevna komponenta zbog promjene deklinacije Mjeseca P1 - glavna solarna dnevna komponenta zbog promjene deklinacije Sunca Najvanije komponente su M2 i S2 koje izazivaju glavni poludnevni Mjeseev plimni val i glavni poludnevni Sunev plimni val. Svi navedeni komponentni valovi su astronomskog porijekla. U praksi se stvaraju plimni valovi fizikog karaktera u plitkim obalnim vodama, na uima rijeka i u kanalima gdje zbog trenja vodenih masa o dno plimni val gubi pravilan oblik. Plimni valovi ovakvog porijekla objanjavaju se i proraunavaju kao vie harmoninih valova s periodima od 24, 12, 6 ili 3 sata. 10.2. Utjecaj astronomskih elemenata na visoke i niske vode Meusobni poloaj Mjeseca, Zemlje i Sunca izaziva nejednakosti morskih mjena po visini (amplitudi) i vremenu nastupa visokih i niskih voda. Te nejednakosti mogu biti: dnevne, polumjesene i polugodinje.

Harmonine konstante ''H'' i ''g'' proraunavaju se posebno za svaki harmonini komponentni plimni val (M2, S2, N2,...) i za svaku luku. H - amplituda odreene komponente reducirana na srednju vrijednost u cm g - fazno zakanjenje odreene komponente-modificirani oblik koji omoguuje izravnu uporabu astronomskog argumenta u odnosu prema grinikom meridijanu u stupnjevima Pored ovih konstanti, potrebno je poznavati i vrijednost ''Zo'', tj. visinu srednje razine mora u cm iznad razine na koju se izraunava dubina na pomorskim kartama.

2

a) Nejednakosti zbog razliite udaljenosti Mjeseca i Sunca od Zemlje Putanja Mjeseca oko Zemlje i Zemlje oko Sunca ima oblik elipse ija sredita nisu u centru Zemlje, odnosno u centru Sunca. Zbog toga udaljenost Mjeseca i Sunca od Zemlje nisu konstantna. Kada je Mjesec najblii Zemlji (Perigej) njegova je plimotvorna sila vea, pa e i visoke vode biti vee, a niske manje. Kada je Mjesec najudaljeniji od Zemlje (Apogej) vrijedi obrnuto, tj. visoke vode e biti manje, a niske vee. Ovo se dogaa dva puta u jednom siderinom Mjesecu (pun okret oko Zemlje koji traje oko 27.5 dana). Ista pojava dogaa se i s poloajem Sunca, ali dva puta godinje. Zemlja je nablia Suncu poetkom prosinca (Perihel), a najudaljenija poetkom srpnja (Apogej). b) Nejednakost zbog promjene deklinacije Mjeseca i Sunca Ravnina ekvatora Zemlje u odnosu na ravninu putanje Zemlje (ekliptike) zatvara kut od 23.5 , a ravnina putanje Mjeseca s ravninom ekliptike 5.2. Zbog ovakvog poloaja putanje, deklinacija Sunca se mijenja u toku godine za vrijednost 23.5, a promjena deklinacije Mjeseca je oko 28.6. Ovakav poloaj Mjeseca i Sunca uzrokuje nejednakosti u visini i u vremenu nastupa visokih voda (slika 238 i 239).

Slika 238. Dnevna nejednakost visokih voda zbog deklinacije Sunca Krug depresije plimotvornog vala (ako je deklinacija Sunca vea od nule) ne prolazi kroz geografske polove (Pn i Ps), ve kroz dvije toke N i S koje su udaljene od geografskih polova za luk jednak deklinaciji.

Slika 239. Dnevna nejednakost po vremenu zbog deklinacije Sunca Toke na Zemlji A i C (slika 238) u toku dana nemaju jednake visoke vode. Kada je toka A u poloaju A1, ima Sunce u meridijanu i prvu visoku vodu (zenitnu) veu od visoke vode u poloaju A3 (nadirska). Kod toke C, koja je na drugoj hemisferi, javlja se suprotno, manja je zenitna visoka voda (C1), a vea je Nadirska visoka voda (C3). Budui da obje visoke vode u toku dana nemaju istu visinu postoje dnevne nejednakosti po visini. Dnevne nejednakosti periodino se mijenjaju s promjenom deklinacije. One su najvee za vrijeme solsticija (Sunce ima maksimalnu deklinaciju), a u doba ekvinocija (deklinacjia jednaka nuli) ne postoji. Dnevne nejednakosti visokih voda nemaju mjesta na ekvatoru (toka B slika 238), bez obzira na vrijednost deklinacije Sunca. Istu visinu visoke vode imaju i dva mjesta ija je zemljopisna irina jednaka deklinaciji, ali za jedno mjesto istoimeno (A1 zenitna VV), a za drugo raznoimena (D3 nadirska VV). Dnevne nejednakosti zbog deklinacije Sunca javljaju se i u vremenu nastupa visokih i niskih voda. Dnevne vremenske nejednakosti najvee su za vrijeme solsticija, a nema ih za vrijeme ekvinocija. Niske vode (slika 239) po vremenu nastupa teoretski su blie drugoj visokoj-nadirskoj vodi. Do dnevnih nejednakosti morskih mjena po visini i vremenu dolazi i zbog promjene deklinacije Mjeseca. Ove nejednakosti mogu se objasniti na isti nain kao i za Sunce. Deklinacija Mjeseca se promjeni u toku jednog siderikog Mjeseca (27.5 dana) pa dolazi do polumjesene nejednakosti koje imaju najvei utjecaj na dnevne nejednakosti, kada je Mjesec blie Zemlji. c) Nejednakosti zbog razliitog meusobnog poloaja Mjeseca i Sunca U toku revolucije sustava Zemlja-Mjesec oko Sunca dolazi do razliitog meusobnog poloaja ovih tijela koji utjee na zbrajanje ili oduzimanje plimotvornih sila Sunca i Mjeseca. Rezultat takvog poloaja jesu nejednakosti u veliini amplitude izmeu niskih i visokih voda te nejednakosti u vremenu nastupa.

Poloaj kada je Mjesec izmeu Zemlje i Sunca naziva se konjukcija, a kada je Zemlja izmeu Sunca i Mjeseca opzicija. Ova dva poloaja Zemlje nazivaju se sizigije (slika 240).

KONJUKCIJA

OPOZICIJA

Slika 240. Poloaj Mjeseca i Sunca u doba sizigija Mjesec se u toku svakih 29.5 dana (sinodiki Mjesec pun okret oko Zemlje u odnosu na Sunce) jednom nae u poloaju konjukcije (mlad Mjesec) i jednom u poloaju opozicije (pun Mjesec). U vrijeme sizigije zbrajaju se plimotvorne sile Mjeseca i Sunca i one djeluju zajedniki u ravnini istog meridijana. Plimni valovi na Zemlji se zbrajaju i tada nastaju najvie visoke i najnie niske vode u toku mjeseca. Pojava najveih visokih i najniih niskih voda u vrijeme sizigija naziva se ive morske mjene. U vrijeme prve i zadnje etvrti Mjesec se nalazi u poloaju pod kutom od 90 na spojnicu Zemlja-Sunce (slika 241). Poloaji Mjeseca za vrijeme prve i zadnje etvrti nazivaju se kvadrature. Za vrijeme kvadrature plimotvorne sile djeluju pod 90, plimni valovi se oduzimaju i tada se javljaju najnie visoke vode i najvie niske vode. Ova pojava se zove mrtve morske mjene.Amplituda morskih mjena za vrijeme kvadrature je najmanja. Dnevne nejednakosti u visini i vremenu nastupa visokih i niskih voda koje izaziva Mjesec i Sunce zbog promjene deklinacije, udaljenosti od Zemlje i specifinog poloaja u odnosu na Zemlju za vrijeme sizigija i kvadrature zbrajaju se i manifestiraju kao zajednike nejednakosti.

Slika 241. Poloaj Zemlje za vrijeme kvadrature

Slika 242. Plimni val Mjeseca i Sunca za vrijeme sizigija i kvadrature 10.3. Utjecaj meteorolokih elemenata na visoke i niske vode Pored plimotvornih sila Mjeseca i Sunca, na morske mjene utjee obalni reljef, dubine, rijena ua, meteoroloki elementi (tlak zraka i vjetar), lokalna obiljeja, itd. Pod djelovanjem vjetra razina mora se die u predjelu prema kojem pue vjetar, a sputa u predjelu od kojeg pue. Utjecaj je vei to je vjetar jai i ako due traje. Kada vjetar prestane, vodene mase se vraaju, tj. ponovno dolazi do promjene razine mora. Na istonoj obali Jadrana vjetrovi iz I i IV kvadranta smanjuju razinu mora, a iz II i III poveavaju. U predjelu niskog atmosferskog tlaka javlja se via razina mora, a u predjelu visokog atmosferskog tlaka nia razina mora. Kako se niski i visoki tlak premjeta iz jednog predjela u drugi to se visoke i niske vode premjetaju s jednog mjesta na drugo. Promjena tlaka od 1 hPa uzrokuje promjenu razine mora za oko 1 cm. Utjecaj vjetra, tlaka zraka (meteorolokih ekemenata) utjee na konanu visinu razine mora, meutim ovi elementi ne mijenjaju normalni ciklus morskih mjena.

10.4. Proraun elemenata morskih mjena Za precizna mjerenja morskih mjena koriste se mareografi (mehaniki3, pneumatski, elektroniki i dr.). Mareografi kontinuirano i automatski biljee promjene razine mora po visini i vremenu. Viegodinji podaci o periodinoj promjeni razine mora odreene luke slue za proraun harmonikih konstanti i na osnovu njih se predviaju visine i vrijeme nastupa visokih i niskih voda. Ovi podaci unose se u tablice morskih mjena (eng. Tide tables) posebno za svaki dan u godini i publiciraju se za narednu godinu. Za praktino odreivanje elemenata morskih mjena, za odreenu luku, koriste se tablice morskih mjena. U ovim tablicama za definirane glavne luke za svaki dan u godini daju se podaci o vremenu nastupa visoki i niskih voda te njihovim visinama. Svaka glavna luka ima odreenu skupinu sporednih luka za koje se elementi morskih mjena odreuju uz pomo korekcija, koje se nalaze na kraju tablica morskih mjena. Ove korekcije odnose se na podatke glavne luke (zbrajaju se ili oduzimaju od njih), a ukljuuju korekciju vremena nastupa visoke i niske vode, te korekciju pripadajuih visina voda. Korekcije visina visokih i niskih voda za sporedne luke, uz pomo engleskih tablica, izvode se na temelju zadanih srednjih vrijednosti visokih i niskih voda ivih i mrtvih morskih mjena (linearnom interpolacijom), dok se uz pomo hrvatskih tablica (za Jadran) korekcije dobivaju sukladno tome da li je vrijeme sizigija ili kvadrature. Dubina u glavnoj luci jednaka je dubini na karti ispravljena za podatak o visini vode za glavnu luku (iz tablica za odreeno vrijeme). Za sporednu luku potrebno je jo dodati i njenu korekciju. Takoer, i za glavni i sporednu luku postoji sezonska korekcija, koja se dobiva iz tablica morskih mjena za pripadajui mjesec u godini. Ako se eli odrediti visina vode u tono odreeno vrijeme (ili vrijeme kada e visina vode poprimiti tono odreenu vrijednost) tada se sukladno proitanim podacima iz tablica morskih mjena o vremenu i visinama voda (izraunatim za sporednu luku) vri odgovarajua interpolacija uz pomo nautikih tablica (NT 26 - reduciranje izmjerenih dubina) ili specijalnih dijagrama. Linearna interpolacija za rjeavanje ovog problema ne moe se koristiti.

MORSKE STRUJEMorske struje su horizontalno kretanje vodenih masa, a odreene su smjerom i brzinom. Mogu se podijeliti na: - struje morskih mjena, - struje gustoe - gradijentske struje (nastaju zbog razliitog prostornog rasporeda gustoe mora, odnosno temperature i slanosti (npr. Golfska struja). - struje vjetra (struje drifta) Struje morskih mjena Visoke i niske vode su vertikalna komponenta morskih mjena, dok horizontalno pomicanje vodenih masa uzrokuju struje morskih mjena. I struje morskih mjena mogu biti poludnevnog, dnevnog i mjeovitog tipa i u tom ciklusu mijenjaju smjer i brzinu. Smjer struje istog poludnevnog tipa morskih mjena se mijenja priblino svakih est sati. Promjena smjera3

Mehaniki mareograf dizanje i sputanje razine mora preko plovka i prijenosnog mehanizma prenosi se na pisaljku koja promjene biljei na blanketi koju pokree stani mehanizam.

struje nastaje neto poslije vremena nastupa visoke odnosno niske vode kod stojnog vala. Brzina struje se postupno poveava i najveu brzinu postie priblino tri sata poslije nastupa visoke vode (struje oseke), odnosno tri sata poslije nastupa niske vode (struja plime). Poslije toga brzina opada od nulte vrijednosti i struja mijenja smjer. Ovaj se ciklus izmjeni u poludnevnog tipa za 12.4 sata, a za dnevnog tipa za 24.8 sati. Struje morskih mjena mogu se podjeliti na obrtne i rotacione struje. Obrtne struje mijenjaju smjer priblino za 180. Maksimalnu brzinu struja poprima izmeu nastupa visokih i niskih voda. Struja ne postoji u vrijeme nastupa visoke i niske vode. Obrtne struje javljaju se obino u uskim kanalima, a nazivaju se povratne struje morskih mjena. Rotacione struje su struje krunog toka u kojih se smjer mjenja u jednom ciklusu plime i oseke na 360. Struje ovog tipa javljaju se obino na otvorenom moru. Smjer se mjenja u smjeru kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi, a obrnuto na junoj. Uzrok rotiranja smjera struje je Coriolisova sila (devijatorna sila Zemljine rotacije). Maksimalna brzina struje nastaje u toku plime i oseke. Struje morskih mjena stvaraju progresivni i stacionirani (stojni) valovi. Progresivni plimni val izaziva maksimalnu brzinu struje u vrijeme nastupa visokih i niskih struja. Struja se postupno smanjuje i priblino izmeu visoke i niske vode ne postoji. Brzina struje e biti vea ako su amplitude morskih mjena vee. Stacionirani plimni val izaziva maksimalnu brzinu struje priblino u vrijeme izmeu nastupa visoke i niske vode. Struja ne postoji na mjestima visoke i niske vode. Struja plime i oseke u raznim morima, zaljevima i kanalima razliite su po vremenu pojave i intenzitetu. Pojava struje morskih mjena u uskoj je vezi s veliinom visokih i niskih voda i vremenom njihova nastupa. Pojava morskih mjena je sloena poto objedinjuje esto i progresivne i stacionirane valove, pa se odnosi izmeu faza morskih mjena i elemenata struje (brzina i smjer) razlikuju u raznim podrujima. Zato je za svako pojedino podruje potrebno uporediti osmatrane podatke o podacima o morskim mjenama da bi se mogao ustanoviti odnos izmeu faza morskih mjena i elemenata struje morskih mjena. Brzina struja morskih mjena na otvorenom oceanu ne prelaze 0.5 v, ali u nekim uskim morima i kanalima dostiu vrijednost 4 6 vorova pa i vie. Brzina struje morskih mjena na Jadranu kree se do 0.2 v na otvorenom moru, a u uskim kanalima mogu dostii 1.5 v. Ovisno o dubini mora, gazu broda i brzini broda, o ovim vrijednostima treba voditi rauna. Podaci o strujama morskih mjena mogu se pronai u tablicama struja morskih mjena (za odreena podruja), odnosno na nautikim kartama. Struja morskih mjena samo je jedna od struja koje ine sustav morskih struja. Ako je struja drugog porijekla jaa od struje morskih mjena, ona e stalno zadrati isti smjer (ili rezultirajui), a brzina e joj rasti ili opadati ovisno o smjeru i jaini struje morskih mijena.

Slika 243. Pojava struje kod progresivnog vala

Slika 244. Pojava struje kod stacionarnog vala

Struje gustoe gradijentske struje Struje gustoe, tj. gradijentske struje nastaju zbog razliitog prostornog rasporeda gustoe mora odnosno temperature i slanosti. Ove struje zastupljene su na svim oceanima svijeta i upravo one najveim dijelom uzrokuju globalnu cirkulaciju vodenih masa. Meutim, gradijentske struje postoje i u manjim morima.

Struje vjetra

Struje vjetra nastaju kada porivna snaga vjetra silom trenja povlai povrinu morske vode. Struje vjetra posebno su izraene na svjetskim oceanima, odnosno velikim i neprekinutim povrinama mora, gdje je vjetar stalan i relativno postojane jaine. Ove struje nose nazive vjetrova koji ih stvaraju. U svjetskim razmjerima to su: pasatne, monsunske, ekvatorske i struje zapadnih vjetrova. Pasatne struje obuhvaaju velik dio svjetskog mora, a karakteristike su im postojanost i zapadni smjer strujanja. Atlantski i Tihi ocean imaju po dvije regije pasatnih struja, i to jednu na sjevernoj i jednu na junoj hemisferi. Poznatije struje su: Kanarska (sjeverni Atlantik), Bengalska (juni Pacifik), Kalifornijska (sjeverni Pacifik), Zapadnoaustralska (juni Indijski ocean), itd. Ove struje teku iz viih u nie zemljopisne irine i donose hladniju vodu. Monsunske struje se periodino mijenjaju u proljee i jesen s promjenom vjetra. Monsunska struja u zimskom periodu u Indijskom oceanu ima zapadni smjer, a u ljetnom periodu sjeveroistoni smjer, dok u istono azijskim morima smjer struje je sjeverni ili sjeverozapadni. Ekvatorske struje imaju zapadni smjer i javljaju se u predjelima sjeverno i juno od ekvatora. To su predjeli konstantnog vjetra i preteno lijepog vremena, izuzimajui tropske ciklone. Struje zapadnih vjetrova su promjenjive struje koje u toku cijele godine imaju preteno istoni smjer. U sjevernom Atlantiku i sjevernom Pacifiku na njihovo strujenja utjee raspored kontinenta i sustav Golfske i Kuro-shio struje. Na oceanima june hemisfere ove struje su pravilnije i javljaju se kao jedinstven cirkumpolarni strujni sustav kroz sve oceane. Podatke o morskim strujama daju peljari, peljarske karte, navigacijske karte, atlasi struja i drugi navigacijski prirunici.