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Entstehung

   
 
 

Entstehung der Gezeiten

Richtung und Betrag der Schwerkraft weisen an jedem Ort der Erdoberfläche kleine gesetzmäßige Schwankungen auf, die sich durch Beobachtungen mit feinen Instrumenten unmittelbar nachweisen lassen. Diese Störungen der Schwerkraft entstehen dadurch, dass die einzelnen Punkte der Erdoberfläche sich in etwas anderen Richtungen und Entfernungen vom Monde befinden als der Erdmittelpunkt, so dass auch die Massenanziehung durch den Mond etwas verschieden ausfällt, und dass die Punkte der Erdoberfläche infolge der Erdumdrehung fortlaufend in andere Stellungen zum Monde gebracht werden. Gleichartige, aber nur etwa halb so große Störungen der Schwerkraft übt auch die Sonne aus. Da die Wassermassen der Meere bestrebt sind, sich mit ihrer Oberfläche stets senkrecht zur augenblicklichen Richtung der Schwerkraft einzustellen, geraten sie infolge der Schwerkraftstörungen in Schwingungen, bei denen die einzelnen Wasserteilchen langgestreckte, fast völlig waagerechte Bahnen um ihre mittleren Lagen beschreiben. Diese waagerechten Bewegungen werden Gezeitenströme genannt. Die Hebungen und Senkungen der Wasseroberfläche, die durch das Anhäufen und Abziehen der Wassermassen entstehen, heißen Gezeiten.

Die Art, in der sich die Gezeitenschwingungen der Ozeane infolge der allerorts wirksamen Schwerkraftstörungen ausbilden, hängt wesentlich auch von der Gestalt und der Tiefe der Ozeane ab. Die Gezeiten kleinerer Randmeere auf den Schelfen der Kontinente, wie z. B. die Gezeiten der Nordsee, sind fast ausschließlich durch das Mitschwingen mit den angrenzenden Ozeanen und nur zu einem sehr geringen Teil durch die unmittelbare Einwirkung der gezeitenerzeugenden Gestirne verursacht. Die Gezeiten an irgendeiner bestimmten Stelle brauchen daher keineswegs dem Verlauf der örtlichen Schwerkraftstörungen zu ähneln. Da aber diese Störungen überall nur von den scheinbaren Stellungen der gezeitenerzeugenden Gestirne zur Erde abhängen, können die Gezeiten und Gezeitenströme an jedem Ort unmittelbar zu den scheinbaren Bewegungen des Mondes und der Sonne in Beziehung gesetzt werden. Die besondere Form dieser Beziehungen für einen bestimmten Ort wird bisher am genauesten und bequemsten aus örtlichen Beobachtungen der Gezeiten und Gezeitenströme, also aus der Erfahrung, ermittelt; doch ist grundsätzlich auch die theoretische Berechnung schon mit einiger Genauigkeit möglich.

Die Grafik zeigt den Mond und die rotierende Erde mit den vom Mond angezogenen Wasserbergen

Eine volle Umdrehung der Erde dauert von der Sonne aus gesehen 24 Stunden. Während dieser Zeit bewegt sich auch der Mond weiter. Die Erde muss sich noch weitere 50 Minuten drehen, damit der Beobachter auf der Erde wieder seine Ausgangsstellung zum Mond hat. Von einem Hochwasser bis zum übernächsten vergehen etwa 24 Stunden und 50 Minuten; zwischen zwei Hochwassern liegen 12 Stunden und 25 Minuten (Mittelwert). Auch die Sonne erzeugt Gezeiten. Da sie aber viel weiter von der Erde entfernt ist als der Mond, ist ihre gezeitenerzeugende Kraft nur etwa halb so groß wie die des Mondes, und die entsprechenden Wasserberge sind weniger stark ausgeprägt. Das Steigen und Fallen des Meeresspiegels kann als sinusförmige Kurve dargestellt werde.

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Die Grafik zeigt die geringe Auswirkung der Sonne auf die Gezeiten auf der Erde

Die Grafik zeigt das Fallen und Steigen des Meeresspiegels als Sinuskurve

Die Gezeiten werden im wesentlichen vom Mond bestimmt. Die Sonne verstärkt und verringert die Wirkung des Mondes auf die Gezeiten. Die von Sonne und Mond erzeugten Gezeitenhöhen müssen addiert werden, um die tatsächliche Höhe der Gezeit zu erhalten.

Die Grafik zeigt den Einfluss der Sonne auf die Gezeitenwirkung des Mondes

Wenn, wie in der Zeichnung, Sonne, Erde, Mond auf einer Geraden liegen, d.h. bei Neu- und bei Vollmond, wirken Mond und Sonne gleichsinnig und so entstehen besonders starke Gezeiten (Springtiden).

Die Grafik zeigt die Springzeit in Abhängigkeit der Sonne und des Mondes als Kurvendiagramm

Etwa 7 Tage nach Voll- oder Neumond, hat der Mond ein Viertel seiner Bahn um die Erde zurückgelegt, und Sonne, Erde, Mond bilden einen rechten Winkel. Die Wirkung der Sonne ist der des Mondes entgegengesetzt.

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Die Grafik zeigt Sonne und Mond im einem rechten Winkel zur Erde

Die resultierende Gezeit ist deutlich geringer als diejenige, die durch den Mond allein erzeugt wird. Sie tritt bei Halbmond auf und wird Nipptide genannt. Der Unterschied zwischen Hochwasser und Niedrigwasser (Tidenhub) ist hier kleiner als zur Springzeit.
 

Die Grafik zeigt die Nippzeit in Abhängigkeit der Sonne und des Mondes als Kurvendiagramm

In der nachfolgenden Grafik ist die Wirkung von Mond und Sonne auf die Gezeiten in der Zeit zwischen zwei Springzeiten dargestellt.

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Die Grafik zeigt den Kurvenverlauf der Gezeiten zwischen zwei Springzeiten

Die Ausbildung der Gezeiten hängt aber nicht nur von der wechselnden Stellung des Mondes und der Sonne zur Erde ab, sondern auch wesentlich von der sehr unregelmäßigen Gestalt der Meeresbecken. Die Gezeiten können sehr komplizierte Formen annehmen; ihre Vorausberechnung erfordert beträchtlichen Aufwand. Die Art, in der sich die Gezeitenschwingungen der Ozeane ausbilden, hängt von der Gestalt und der Tiefe der Ozeane ab. Die Gezeiten kleinerer Randmeere, wie z.B. der Nordsee, werden fast ausschließlich durch das Mitschwingen mit den angrenzenden Ozeanen und nur zu einem sehr geringen Teil durch die unmittelbare Einwirkung der gezeitenerzeugenden Kräfte verursacht. Die Gezeiten können an jedem Ort unmittelbar zu den scheinbaren Bewegungen des Mondes und der Sonne in Beziehung gesetzt werden. Die besondere Form dieser Beziehungen für einen bestimmten Ort wird bisher am genauesten aus örtlichen Beobachtungen ermittelt.

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 © 2014 Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie Aktualisiert am: Oct 2, 2012 12:22:06 PM  
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