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Mg. Eleuterio Lucio Encomendero Yépez
Clase 8: Mareas
- Concepto
- Generación
- Teorías
- Predicción
- Efectos
Concepto de mareas
-Marea: Ascenso y descenso periódicos del nivel de las aguas
oceánicas: Aguas de mar abierto, golfos y bahías.
- Las mareas son ondas de períodos largos que presentan en
elevación y caída del nivel del mar a lo largo de la costa.
- La marea es un fenómeno astronómico con mayor contribución
al cambio de nivel del agua que otros fenómenos.
- Los movimientos se deben a la atracción gravitatoria de: luna y
sol sobre el agua, y de la propia tierra.
- La atracción de sol y luna sobre el agua generan una oscilación
rítmica del agua, debido a la orbitación de la Tierra alrededor del
Sol y de la Luna alrededor de la Tierra.
-Existen mareas causadas por el Sol y por la Luna.
Causas de las mareas
- Fuerza centrífuga del movimiento de la tierra alrededor de su
eje: 3,38 mg/kg.
- Atracción gravitacional del sistema tierra-luna: varía entre
3,27 y 3,49 mg/Kg.
- Atracción gravitacional del sol: varía entre 20-30% de la
atracción lunar.
- Pitias (S VI a.c.) identificó a la luna como fuente de mareas.
- Isaac Newton explicó la ley de la gravitación universal y se
comprendió las mareas por las posiciones del sol y la luna.
F = G M1 x M 2
2
D
G es la constante de la gravitación universal
G=6.67·10-11 Nm2/kg2, y r es la distancia entre los los cuerpos
- Diferenciar variación de nivel de mar por fuerzas astronómicas
y por otras causas: vientos, terremotos, presión atmosférica
Ciclo diario de marea
- La variación entre los niveles de marea alta y baja se conoce
como amplitud de la marea.
- En un día, las oscilaciones del mar permitirán determinar lo
siguiente:
1. El nivel del agua sube (creciente) hasta un máximo
llamado Pleamar o "llena".
2. Luego se mantiene estacionaria por un tiempo,
llamándose Marea Parada.
3. Comienza a bajar (vaciante) hasta un mínimo llamado
Bajamar o "seca“.
4. Se produce otro periodo estacionario.
- El ciclo se repite cada día lunar (24 hrs, 50 min, 28 s) y produce
dos mareas altas y dos bajas en cada ciclo.
Variación de las mareas
- El sol y la luna no están ubicados exactamente sobre el
ecuador sino que se ubican hacia el norte o sur del ecuador
Luna
Tierra
28° 30’
Sol
23° 30’
Tierra
23° 30’
28° 30’
Luna
Sol
MAREAS
LUNAR
Duración
12 horas, 25 minutos
12 horas
Variación
Entre 28° 30’ N y 28°
30’ S mensual
Entre 23° 30’ N y
23° 30’ anual
SOLAR
Teoría de las mareas
A
v
E
Tierra
45°
B
Gravedad
r
t
D
Fuerza
tractiva
Luna
C
- La F de tracción de la luna en D es compensada por la gravedad terrestre mayor
- Las Fs centrífugas del lado opuesto de la luna (B) se compesan por la gravedad.
- Las Fs tractivas actúan tangencialmente, tienden a jalar agua a una región (t) y
crean cambios en el nivel del mar.
- La fuerza tractiva es > en E, 45° entre A y D, en donde es cero.
- Como v < t, el agua tiende a desplazarse hacia D.
- La fuerza tractiva es Cero en la vertical AC
Teoría del equilibrio:
-
Las fuerzas del hemisferio lunar son las mismas que en localidades en el
hemisferio opuesto.
Esta teoría no describe totalmente las mareas.
Teoría dinámica:
Incluye los principios de la teoría del equilibrio.
Considera también las características del océano como sistema dinámico:
Influencia de la profundidad
Fuerzas de las cuencas
Efecto de coriolis
Considera las olas como ondas largas.
- Existen hasta 62 componentes de marea, siendo los más importantes la
tracción del sol y la luna.
Marea parcial. La respuesta del océano a un constituyente de la marea .
- Una marea en cualquier parte del mundo está compuesta por todas las
mareas parciales de esa localidad en ese momento
-
Ciclo de marea
5. Bibliografía
Mareas solares
- El Sol genera 2 crestas de onda opuestas. Como el Sol está lejos
de la Tierra, su fuerza de marea es 46% menor que la de la Luna.
- La suma de las fuerzas de Luna y Sol es una onda compuesta por
dos crestas, cuya posición depende de las posiciones del Sol y de
la Luna en un instante dado.
- Durante Luna nueva y llena -cuando Sol, Luna y Tierra están
alineados- las ondas solar y lunar coinciden creando un estado
llamado mareas de primavera. En éstas, las mareas altas
ascienden más y las mareas bajas descienden más de lo habitual.
- Cuando Luna y Sol forman un ángulo recto con respecto a la
Tierra (cuadratura), las ondas están sometidas a fuerzas opuestas
de Sol y Luna. Este estado se llama de marea muerta y las
mareas altas son más bajas y las mareas bajas son más altas que
lo normal.
Mareas lunares
- La Luna está más cerca de la Tierra que el Sol, es la causa
principal de las mareas.
- Las masas de agua están expuestas a la fuerza centrífuga
(hacia afuera de la Tierra) como resultado del movimiento de
rotación de la Tierra.
- El nivel de marea es el resultado de la combinación de estas
dos fuerzas (centrífuga + gravitatoria).
- Cuando la Luna está justo encima de un punto dado de la
Tierra, la combinación de esas fuerzas hacen elevar el agua
sobre su nivel normal. Esto se llama marea alta o pleamar.
- Igual ocurre en regiones situadas en el lado opuesto de la
Tierra.
- Las mareas altas y bajas se alternan en un ciclo continuo. En
muchas costas del mundo se producen dos mareas altas y dos
bajas cada día lunar (24 hrs., 50 min. y 28 s).
Fuerzas de marea del sol y la luna
Valor máximo de las fuerzas de marea:
• Debidas a la Luna: 1,1x 10-6 mN
• Debidas al Sol: 5,02 x 10-7 mN
Las fuerzas de marea son pequeñas comparadas con la
fuerza de atracción de la Tierra sobre un objeto situado en
su superficie, pero los efectos de la marea son
importantes.
TÉRMINOS USUALES EN LA DESCRIPCIÓN DE LAS MAREAS.
-Marea alta o pleamar: Momento en que el agua del mar alcanza su
máxima altura dentro del ciclo de las mareas.
-Marea baja o bajamar: Momento en que el mar alcanza su menor
altura.
-Flujo: Es el proceso de ascenso lento y continuo de las aguas
marinas, debido al incremento progresivo de la atracción lunar o solar.
-Reflujo: Proceso de descenso de las aguas marinas, lento y
progresivo, debido por decadencia de la atracción lunar o solar.
-Carrera de marea: Diferencia de altura entre pleamar y bajamar.
-Semiperíodo de marea: Diferencia en el tiempo entre pleamar y
bajamar.
-Marea viva, alta o sizigia: Marea que se producen con la Luna Llena
y la Luna Nueva, cuando el Sol, la Luna y la Tierra se encuentran
alineados.
-Marea muerta, baja: Mareas que se producen durante las fases de
Cuarto Creciente y Cuarto Menguante, cuando las posiciones de la
Tierra, el Sol y la Luna forman un ángulo aparente de 90º.
Mareas
- La diferencia entre altura máxima de bajamar y pleamar es:
Para las mareas producidas por el Sol: 24,4, cm
Para las mareas producidas por la Luna: 53,4 cm
- La máxima diferencia de nivel entre la marea baja y pleamar
es de 53.4+24.4=77.8 cm.
- Cuando sol y luna están en conjunción alineados con la Tierra
se producen la máxima elevación, y cuando están en
cuadratura se producen la mínima elevación.
- Hay dos mareas porque, al tiempo que la Luna separa el agua
de la Tierra en el lado que mira hacia ella, separa la Tierra del
agua en el lado opuesto.
- El Sol contribuye a las mareas de los océanos de la tierra,
mareas que tienen aproximadamente un tercio de la altura de
las debidas a la Luna.
Variación de las mareas
Mareas muertas
- En los cuartos lunares, las dos fuerzas se hallan compensadas y
tenemos mareas altas más bajas, las llamadas "mareas muertas".
Mareas de sicigias
- Las mareas de sicigias o "mareas vivas" ocurren cuando luna y
sol están en conjunción: (luna nueva) o en oposición (luna
llena).
- En este caso los efectos de luna y sol se suman. Por ello que
las pleamares de sicigias son más altas que las pleamares
promedio y las bajamares son más bajas que las bajamares
promedio.
- Es fácil darnos cuenta cuando estamos en época de pleas de
sicigias ya que se da cuando tenemos luna llena (luna completa
en el cielo) o luna nueva (sin luna en el cielo).
Mareas de sicigias
- Durante luna nueva y luna llena, cuando las mareas de luna y
del sol se refuerzan, tenemos la llamadas "mareas vivas".
Mareas de cuadratura
- Las mareas de cuadratura o mareas "muertas" son las que se
producen cuando el sol y la luna están formando un ángulo recto
entre sí. Esta posición de los astros corresponde a la fase lunar
de cuarto creciente o cuarto menguante (media luna en el cielo).
- A diferencia de lo que ocurría en sicigias, en cuadratura los
efectos de atracción de ambos astros se contrarrestan dando
lugar a una amplitud de marea mucho menor, es decir pleas no
tan altas ni bajantes tan pronunciadas.
- Nos damos cuenta que estamos en época de mareas de
cuadratura porque vemos en el cielo la característica "media
luna" ya sea creciente o menguante.
Generación del día y de las
estaciones
Mareas
- La marea sube y baja dos veces/día, pero, como el día lunar es
más largo que solar, (50 min. más ) la pleamar y la bajamar se
producirán cada día 50 más tarde.
- El viento es un factor poderoso en las subidas y bajadas de
marea. Si sopla hacia la costa y coincide con mareas vivas, la
pleamar rebasará los límites habituales y ocupará supralitorales
de costa permanentemente terrestres.
Tres categorías de mareas:
Mareas vivas: coinciden con las fases lunares nueva y llena.
Mareas muertas: en los cuartos creciente y menguante.
Mareas intermedias: en los días del ciclo lunar que se
encuentren entre las fases mencionadas (ni vivas ni muertas).
Predicción de mareas
-
-
Es difícil predecir los cambios de nivel del mar, debido al gran número de
variables involucradas.
Otras variables:
Presión atmósférica
Cambios en los vientos
Cambios en corrientes
Accidentes geográficos y topográficos
Cambios en temp. por expansión y contracción térmica.
Los cambios relacionados con la atmósfera, variaciones de presión, viento
se conocen como mareas meteorológicas.
Al cambiar dos o más factores en una localidad y en diferentes
proporciones, la marea puede variar por épocas.
Analizando los componentes, se hacen predicciones dentro de 0,03 m del
valor real hasta con un año de anticipación, para una localidad.
Características secundarias de las mareas
- La rotación terrestre influye en las mareas, especialmente en
bahías y canales.
Las corrientes de marea se concentran al lado derecho del canal en HN y al
izquierdo en el HS. Así la marea es mayor en un lado que en el otro.
- Por la gran longitud de onda de la marea, la velocidad de las olas
de marea se reduce al aproximarse a aguas someras en la costa.
- Las corrientes de marea pueden ser responsables de la abrasión del
fondo oceánico y de canales costeros.
- Corrientes de marea muy fuertes pueden desarrollarse en canales
angostos y ensenadas (hasta 2,56 Km/h).
- La prof. del agua es un factor significativo del grado en que una
marea opera sobre la costa. En agua somera enfrenta fricción
tendiendo a disipar la energía de marea.
- El volumen de agua transportado por las mareas es grande y la
energía requerida es impresinante.
Aparatos para observar mareas
Hay dos tipos: mareómetros y mareógrafos.
Mareómetros. Son reglas graduadas colocadas en lugar fijo que
no quedan descubiertas en marea o sumergidas en marea alta.
- Regla de 3 cm de grosor, 15-25 cm de ancho y longitud
suficiente que alcance las máximas pleamares y bajamares.
- El cero se toma en la marea baja equinoccional.
- Graduación cada 10 cm con fondo blanco y rayas negras y
rojas alternadas.
- Se ubican en espigones, muelles o roca fija.
Mareógrafos. Aparatos que registran la variación del nivel de la
superficie del mar.
- Hay dos tipos: de flotador y de presión
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