تحقیق در مورد جزر و مد_ جزر و مد چیست و چه اهمیتی دارد؟

تحقیق در مورد جزر و مد

پیشرفت و پسرفت منظم آب های اقیانوس و دریاها به عنوان جزر و مد شناخته می شود. در امتداد سواحل طی ساعاتی از شبانه روز آب به آرامی بالا آمده و سپس دوباره به وضعیت قبلی برمی گردد. هنگامی که آب به بالاترین سطح خود رسیده و قسمت زیادی از ساحل را می پوشاند، در حالت مد است. هنگامی که آب به پایین ترین سطح خود می رسد، در حالت جزر است. جالب است بدانید برخی دریاچه ها و رودخانه ها نیز جزر و مد دارند. در واقع مد به عنوان پیشروی آب دریاها و اقیانوس ها به سمت ساحل شناخته می شود و در مقابل جزر به پسروی آب اشاره دارد. در طول جذر آب دریاها و اقیانوس ها از ساحل و خط معمولی ساحل دور شده و به سمت داخل دریا و اقیانوس کشیده می شود. دلیل جزر و مد نیروی گرانشی است که خورشید و ماه بر زمین وارد می کنند. این نیروی جاذبه توده های عظیم آب موجود در اقیانوس ها و دریاها را بطور مداوم تغییر می دهد.

چرا جزر و مد اتفاق می افتد؟

تصور کنید که ماه مانند یک آهنربای غول پیکر است که آب های روی زمین را به سمت خود جذب می کشد. این حرکت در همه جا به یک شکل اتفاق نمی افتد، اما تمام سواحل جهان را تحت تأثیر قرار می دهد. این روند به طور مداوم و چرخه ای تکرار می شود، به این معنی که جزر و مد چندین بار در روز رخ می دهد.

علاوه بر گرانش ماه، حرکت چرخشی زمین نیز بر جزر و مد تأثیر می گذارد. چرخش زمین باعث می ‌شود که بخش‌ های مختلف سیاره در زمان‌ های مختلف با ماه همسو شوند که باعث تغییرات در سطح آب ( جزر و مد بالا و پایین) خواهد شد.

بطور کلی زمین و ماه سیستمی را تشکیل می دهند که با هم می چرخند. هنگامی که بخشی از زمین مستقیماً با ماه همسو می شود، آب بیشتر به ماه جذب می شود. از سوی دیگر، زمانی که بخشی از زمین با ماه هم تراز نباشد، جزر اتفاق می افتد. این به این دلیل است که نیروهای گرانشی و گریز از مرکز متعادل هستند و هیچ تکانه قوی وجود ندارد که آب را در آن نواحی بالا بکشد. این جاذبه در دو قسمت زمین رخ می دهد که شامل نزدیک ترین و دورترین مکان نسبت به ماه است.

جزر و مدهای زمینی می توانند مکان دقیق یک شی را تغییر دهند و برای نجوم رادیویی و محاسبه مختصات در یک سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) مهم هستند. آتشفشان شناسان جزر و مدهای زمینی را مطالعه می کنند زیرا این حرکت در پوسته زمین گاهی اوقات می تواند باعث فوران آتشفشانی شود. البته نیروی جزر و مدی ماه تأثیر بسیار بیشتری بر سطح اقیانوس دارد زیرا آب مایع است و می تواند به شدت به جاذبه پاسخ دهد.

تاریخچه جزر و مد

جزر و مد در طول تاریخ  بسیار مهم بوده است. به عنوان مثال دریانوردان باستان از جزر و مد برای هدایت کشتی های خود و برنامه ریزی سفرها استفاده می کردند و برای سفر ایمن به جزر و مد بالا و پایین متکی بودند.

در مکان هایی مانند انگلستان صدها سال پیش آسیاب های جزر و مدی ساخته شدند که از نیروی جزر و مد برای آسیاب کردن غلات و تبدیل آنها به آرد استفاده می کردند. جزر و مد همچنین بر تجارت و صنایع ماهیگیری تأثیر گذاشته و به پیشرفت جوامع کمک کرده است.

حتی امروزه، بسیاری از ماهیگیران و قایقرانان هنوز به جزر و مد توجه می کنند. درک جزر و مد به شکل گیری تمدن بشری کمک کرده است و نشان می دهد که این پدیده طبیعی همیشه بخش مهمی از زندگی ما بر روی زمین بوده است.

ویژگی های جزر و مد

نیروی جزر و مدی که ماه اعمال می کند، در سمتی از زمین که رو به ماه است، قوی ترین است. در سمتی از زمین که در جهت مخالف است ضعیف ترین است. این تفاوت‌ ها در نیروی گرانشی به اقیانوس اجازه می‌ دهد تا در دو مکان همزمان دچار جذر و مد شوند.

جزر و مد در سمتی از زمین که رو به ماه است، جزر و مد بالا نامیده می شود. جزر و مد در طرف دیگر زمین که پشت به ماه است جزر و مد پایین نامیده می شود. در اقیانوس های آزاد هنگام مد آب در امتداد ساحل بالا آب آمده و روی خشکی پخش می شود. در اکثر موارد جزر و مدها دو بار در روز اتفاق می افتد.

به عنوان مثال، هنگامی که یک منطقه پوشیده از اقیانوس رو به ماه است، نیروی گرانشی ماه بر روی آب باعث جزر و مد شدید می شود. با چرخش زمین، آن ناحیه از تأثیر ماه و جزر و مد دور می ‌شود. همانطور که زمین به چرخش خود ادامه می دهد، جزر و مد دیگری در همان ناحیه رخ می دهد و این چرخه (به مدت 24 ساعت) دوباره شروع می شود.

محدوده جزر و مد چیست؟

تفاوت عمودی بین جزر و مد بالا و پایین را محدوده جزر و مد می گویند. هر ماه، در نتیجه نیروی گرانشی خورشید بر روی زمین، دامنه این الگوی تغییر می کند. اگرچه خورشید تقریباً 390 برابر دورتر از ماه است اما جرم بالای آن همچنان بر جزر و مد تأثیر می گذارد.

از آنجایی که سطح زمین یکنواخت نیست، جزر و مد در همه مکان ها از الگوهای یکسانی پیروی نمی کند. شکل یک ساحل دریا و شکل کف اقیانوس هر دو در دامنه و فرکانس جزر و مد تفاوت ایجاد می کنند. در امتداد یک ساحل صاف و وسیع، آب می تواند در یک منطقه بزرگ پخش شود و مد شدیدتری رخ می دهد.

با اینحال دامنه جزر و مد ممکن است چند سانتی متر باشد. مثلا در یک منطقه محدود، مانند ورودی یا خلیج باریک و صخره ای، دامنه جزر و مد می تواند چندین متر باشد. کمترین جزر و مد در دریاهای محصور مانند مدیترانه یا بالتیک رخ می دهد. آنها فقط حدود 30 سانتی متر بالا می آیند. بزرگترین دامنه جزر و مد در خلیج فاندی، کانادا رخ می دهد. در آنجا جزر و مد تقریباً 17 متر (56 فوت)  پسرفت و پیشرفت می کنند.

حقایقی در مورد جزر و مد

ماه یک نیروی جزر و مدی بر کل سیاره زمین اعمال می کند. اما از آنجاییکه سطح زمین انعطاف پذیری کمتری دارد فقط آب ها تحت تاثیر قرار می گیرند. با این حال، سطوح زمین نیز تا 55 سانتی‌ متر در روز حرکت می ‌کنند. به این حرکات جزر و مد زمینی می گویند.

در رودخانه هایی با حفره های جزر و مدی قوی، موج سواری یک ورزش تفریحی محبوب است. قوی ترین جزر و مد جهان در رودخانه کیانتانگ در جنوب چین رخ می دهد. موج جزر و مدی در این رودخانه  می تواند 9 متر ارتفاع داشته باشد و با سرعت 40 کیلومتر در ساعت حرکت کند. موج سواران به ندرت بیش از 10 ثانیه می توانند عمودی بمانند.

مناطق کم ارتفاعی که در هنگام مد در زیر آب و در هنگام جزر خشک هستند، می توانند مکان های خطرناکی باشند. به عنوان مثال، در مناطق جزر و مدی با کف نرم در سواحل اقیانوس آرام آلاسکا، گل ساحل چند متر ضخامت دارد. گاهی اتفاق افتاده که مردم در گل و لای گیر کرده اند و زمانی که آب مجددا به ساحل هجوم آورده غرق شده اند.

چرخه جزر و مد دو بار در روز با اختلاف تقریباً 12 ساعت اتفاق می افتد. بین هر جزر و مد حدود 6 ساعت اختلاف وجود دارد، اگرچه ممکن است بسته به جغرافیای محلی متفاوت باشد.

چرخه جزر و مد چیست؟

 اگر زمین یک کره کامل بدون قاره های بزرگ بود، همه مناطق روی این سیاره در هر روز قمری دو جزر و مد بالا و پایین را به نسبت مساوی در همه نقاط تجربه می کردند. با این حال، قاره‌ های بزرگ موجود در روی زمین مسیر عبور جزر و مد به سمت غرب را در حین چرخش زمین مسدود می‌ کنند.

این جزر و مدها که قادر به حرکت آزادانه در سراسر جهان نیستند، الگوهای پیچیده ای را در هر حوضه اقیانوسی ایجاد می کنند. این جذر و مدها اغلب با الگوهای جزر و مدی حوضه های اقیانوسی مجاور یا سایر مناطق همان حوضه اقیانوسی تفاوت زیادی دارد.

چه چیزی بر جزر و مد تأثیر می گذارد؟

فواصل و موقعیت های نسبی خورشید، ماه و زمین عوامل مهمی هستند که بر اندازه و بزرگی پدیده جزر و مدی در زمین تأثیر می گذارند. علاوه بر این بزرگی جزر و مد می تواند به شدت تحت تأثیر شکل خط ساحلی باشد. مثلا هنگامی که جزر و مد اقیانوسی به حاشیه های وسیع قاره برخورد می کند، ارتفاع جزر و مد بزرگ می شود. برعکس، جزایر میان اقیانوسی که نزدیک حاشیه قاره ها نیستند، معمولا جزر و مد بسیار کوچکی به اندازه ۱ متر یا کمتر را تجربه می کنند.

آیا می توان از انرژی جزر و مد استفاده کرد؟

انرژی جزر و مد یک منبع تجدیدپذیر است که بسیاری از مهندسان امیدوارند استفاده از آن در مقیاس وسیع توسعه یابد. اکنون، برنامه های کوچکی در ایرلند شمالی، کره جنوبی و ایالات متحده در حال آزمایش قدرت جزر و مد هستند. اینها از مولدهای انرژی جزر و مد برای تبدیل این نیرو به برق برای استفاده در خانه ها و صنعت استفاده می کنند. برخلاف سوخت های فسیلی نیروی جزر و مد تمیز و قابل اعتماد هستند و همیشه و هر روز اتفاق می افتد و با توجه بیشتر مردم به استفاده از انرژی پاک، انرژی جزر و مدی محبوب تر می شود.

در بیشتر موارد برای استفاده از انرژی جزر و مد، توربین ها در جریان جزر و مد قرار می گیرند. توربین ماشینی است که از جریان سیال انرژی می گیرد. آن سیال می تواند هوا (باد) یا مایع (آب) باشد. از آنجایی که آب چگالی بیشتر از هوا دارد، انرژی جزر و مدی قدرتمندتر از انرژی باد است. قرار دادن توربین ها در جریان های جزر و مدی می تواند دشوار باشد. با این حال، هنگامی که توربین ها در جای درستی قرار می گیرند، انرژی جزر و مد قابل پیش بینی و پایدار است.

یکی دیگر از مولدهای انرژی جزر و مدی از نوعی سد استفاده می کند. یک سد کم ارتفاع که در آن آب هنگام بالا آمدن از بالای سد فرو ریخته و توربین های موجود را برای تولید برق به حرکت در می آورد.

نوع نهایی مولد انرژی جزر و مدی، تالاب جزر و مدی است. تالاب ها بسیار شبیه سدها عمل می کنند، اما معمولاً از مواد طبیعی تر مانند سنگ ها ساخته می شوند. تالاب های جزر و مدی می توانند در امتداد سواحل قرار گیرند و از مهاجرت طبیعی حیات وحش جلوگیری نمی کنند.

کاربردهای جزر و مد چیست

سیستم های تصویربرداری جغرافیایی (GIS) بر محاسبات جزر و مدی متکی هستند. GIS هنگام نقشه برداری باید جزر و مد را در نظر بگیرد، به خصوص هنگام نقشه برداری از کف اقیانوس. جزر و مد بر گزارش عمق یک منطقه تأثیر می گذارد.

پیش بینی جزر و مد برای کشتیرانی و سفر در اقیانوس ها بسیار مهم است. کشتی ‌ها با محاسبه وزن خود، عمق اقیانوس و محدوده جزر و مد یک منطقه تصمیم می ‌گیرند در کدام کانال‌ ها حرکت کنند. اشتباهات در ناوبری می تواند کشتی ها را در امتداد سواحل و خصوصا سواحل شنی زمین گیر کند.

پیش بینی جزر و مد همیشه برای افرادی که برای امرار معاش خود به دریا وابسته هستند مهم بوده است. ماهیگیران تجاری و تفریحی از دانش خود در مورد جزر و مد برای بهبود صید استفاده می کنند. بسته به گونه و عمق آب در یک منطقه خاص، ماهی ها ممکن است در جریان جزر و مد به ساحل نزدیک تر شوند. در برخی مناطق، جریان‌های جزر و مدی قوی با جمع شدن ماهی‌ های کوچک باعث جذب ماهی ‌های بزرگ‌ تر برای صید می شود.

اهمیت جزر و مد بر زندگی دریایی

جزر و مد برای زندگی دریایی بسیار مهم است.  جالب است بدانید بسیاری از حیوانات دریایی برای زنده ماندن به جزر و مد وابسته هستند. به عنوان مثال، برخی از ماهی ها و خرچنگ ها تخم های خود را در هنگام جزر و مد آزاد می کنند، بنابراین بچه های آنها می توانند پس از بیرون آمدن از تخم به سمت اقیانوس حرکت کنند.

جزر و مد همچنین به آوردن غذا به استخرهای جزر و مدی که حیواناتی مانند ستاره دریایی و شقایق های دریایی در آن زندگی می کنند، کمک می کند. همانطور که آب پسرفت می کند یک بوفه از تنقلات مانند ماهی های کوچک و میگو در استخرها باقی می ماند.

تغییرات جزر و مد آنقدر ضروری است که برخی از حیوانات، مانند مارماهی اروپایی، رفتارهای ویژه ای برای رشد در طول این تغییر دارند. در واقع جزر و مد یک ریتم منحصر به فرد برای زندگی در اقیانوس ها ایجاد می کند که بدون آن زندگی مختل خواهد شد.

توجه داشته باشید که گاهی اوقات فعالیت های انسانی مانند آلودگی ها می تواند به اکوسیستم های جزر و مدی آسیب برساند. برای سالم و سرزنده نگه داشتن ریتم جزر و مد که تاثیر قابل توجهی بر زندگی دریایی دارد ضروری است که مسئولیت پذیر باشیم و از محیط های ساحلی خود محافظت کنیم.

بیشتر بخوانید:

تحقیق در مورد ماه کلاس چهارم_ واقعیت های شگفت انگیز در مورد ماه