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Gezeiten, periodisches Steigen
(Flut) und Fallen (Ebbe) des Meeresspiegels auf offener See, in Buchten und
Flussmündungen in Folge der Anziehungskräfte von Mond und
Sonne >>.
Der Mond ist der Erde viel näher als die Sonne
und deshalb die Hauptursache für die Gezeiten. Der Mond übt eine starke
Anziehung auf das Wasser der ihm zugewandten Seite der Erde aus. Dieses
steigt dadurch über seinen normalen Stand und es entsteht eine Flut. Das
Wasser auf dem Teil der Erde, der dem Mond abgewandt ist, wird weniger stark
vom Mond angezogen, weshalb sich das Wasser relativ zum Erdmittelpunkt vom
Mond weg ausbeult und auch dort eine Flut entsteht. Beide Flächen machen
jeweils etwa ein Viertel der Erdoberfläche aus. Auf den beiden dazwischen
liegenden Vierteln herrscht Ebbe.
Ebbe und Flut wechseln sich fortlaufend ab.
Die Unterschiede des Wasserstandes zwischen aufeinander folgenden Hoch- und
Tiefwassern werden als Tidenhub bezeichnet. An den meisten Küsten gibt es
zwei Hochwasser und zwei Niedrigwasser pro Mondtag, der 24 Stunden,
50 Minuten und 28 Sekunden lang ist. Zwei aufeinander folgende Fluten oder
Ebben sind meist etwa gleich hoch.
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Die Phasen des Mondes
Der zyklische Wechsel der
Mondphasen entsteht dadurch, dass der Mond die Erde umkreist. Wir sehen
daher von der Erde aus die Grenze zwischen der beleuchteten und der
unbeleuchteten Hälfte des Mondes von Tag zu Tag unter einem anderen
Winkel. Für einen Beobachter außerhalb der Erde würde sich der Mond auf
einer leicht schlangenförmigen Bahn fortbewegen. Sie entsteht durch die
Überlagerung der elliptischen Bahn der Erde um die Sonne mit der eigenen,
ebenfalls ellipsenförmigen Bahn des Mondes um die Erde. Der Mond „pendelt“
gewissermaßen um die Erdbahn.
Das gezeigte Schema ist nicht maßstäblich.
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Auch die Sonne verursacht zwei
gegenüberliegende Fluten auf der Erde. Weil die Sonne jedoch weiter von der
Erde entfernt ist, beträgt ihre gezeitenerzeugende Kraft
nur 46 Prozent der
des Mondes. Die Summe der Kräfte von Sonne und Mond ergibt eine Flut mit
zwei Kämmen, deren Lage von der jeweiligen Stellung von Sonne und Mond
abhängt. Bei Neumond und bei Vollmond, wenn Sonne, Mond und Erde auf einer
geraden Linie stehen, addieren sich die von der Sonne und vom Mond
hervorgerufenen Fluten und es entsteht die so genannte Springtide, bei der
die Flut höher und die Ebbe niedriger ist als normal. Wenn der Mond im
ersten oder im dritten Viertel steht, bildet die Verbindungslinie
Mond–Erde–Sonne einen rechten Winkel. Dann hängt der Tidenhub von den
resultierenden Kräften von Sonne und Mond ab. Dadurch entstehen Nipptiden,
bei denen die Flut niedriger und die Ebbe höher ist als normal. Springtiden
und Nipptiden treten etwa 60 Stunden nach den entsprechenden Mondphasen auf.
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4.GEZEITENSTRÖMUNGEN UND WELLEN |
Neben dem vertikalen Ansteigen und Fallen des
Wassers treten horizontale oder laterale Bewegungen auf, die so genannten
Gezeitenströmungen. Sie unterscheiden
sich deutlich von den permanenten
Meeresströmungen (siehe Ozeane und Ozeanographie). In manchen
Gebieten fließt ein Gezeitenstrom mit der Flut etwa 6 Stunden
und 12 Minuten
in Küstenrichtung. Dann fließt er mit der Ebbe in die Gegenrichtung. In der
Zeit der Umkehr (Kenterung) ist das Wasser im Zustand der Ruhe und heißt
Stillwasser. Der Strom, der gegen die Küste fließt, wird Flutstrom genannt,
der vom Land weg heißt Ebbestrom.
Die Energie der Gezeiten wird zur Erzeugung
von Elektrizität genutzt. 1966 wurde ein Gezeitenkraftwerk mit einer
Leistung von 240 000 Kilowatt am Fluss Rance eröffnet, der im Nordwesten
Frankreichs in den Ärmelkanal mündet.
Die Flut fließt durch Einlässe eines Dammes
und treibt Turbinen an. Das Wasser wird hinter dem Damm gestaut. Bei Ebbe
wird das aufgefangene Wasser abgelassen, wobei es wieder Turbinen antreibt.
Solche Gezeitenkraftwerke arbeiten am effizientesten, wenn der Unterschied
zwischen Ebbe und Flut sehr groß ist, wie es in der Rance-Mündung der Fall
ist. Hier beträgt der Tidenhub 8,5 Meter. Den höchsten Tidenhub der Welt
gibt es in der Fundybai in Kanada, wo die Differenz zwischen Ebbe
und Flut
18 Meter beträgt.
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