Pasang Surut dan Dinamika Pasang Surut

Gaya tarik gravitasi Bulan dan Matahari menimbulkan ritme pasang surut laut yang dapat diprediksi, tetapi bentuk cekungan samudra dan rotasi Bumi-lah yang mengubah gaya tersebut menjadi beragamnya jenis pasang surut yang diamati di pesisir.

Definition

Pasang surut adalah naik turunnya permukaan laut secara periodik yang disebabkan oleh gaya tarik gravitasi Bulan dan Matahari dikombinasikan dengan rotasi Bumi; dinamika pasang surut adalah studi tentang bagaimana gaya-gaya ini mendorong pergerakan samudra.

Scope

Topik ini mencakup asal gravitasi dari gaya pembangkit pasang surut, teori pasang surut ekuilibrium dan dinamis, konstituen harmonik yang digunakan untuk prediksi pasang surut, pembentukan sistem pasang surut berputar (amphidrome) di cekungan samudra, amplifikasi pasang surut di laut dangkal, dan arus pasang surut yang dihasilkan.

Core questions

• Gaya gravitasi apa yang menghasilkan pasang surut?
• Mengapa teori ekuilibrium gagal memprediksi pasang surut yang sebenarnya, dan apa yang ditambahkan oleh teori dinamis?
• Bagaimana pasang surut diprediksi dari konstituen harmonik?
• Mengapa jangkauan dan waktu pasang surut sangat bervariasi dari satu tempat ke tempat lain?

Key theories

Gaya pembangkit pasang surut dan pasang surut ekuilibrium

Perbedaan antara gaya tarik gravitasi Bulan dan Matahari di seluruh Bumi dan percepatan orbit menghasilkan gaya pembangkit pasang surut, yang respons idealnya adalah pasang surut ekuilibrium.

Teori dinamis dan sistem amphidromik

Karena samudra tidak dapat merespons secara instan, pasang surut merambat sebagai gelombang yang, dibelokkan oleh gaya Coriolis dan dibatasi oleh cekungan, berputar di sekitar titik amphidromik dengan jangkauan mendekati nol.

Mechanisms

Bulan dan Matahari mengerahkan gaya gravitasi yang bervariasi di seluruh Bumi, menghasilkan tonjolan pasang surut; saat Bumi berotasi dan benda-benda langit mengorbit, gaya-gaya ini mendorong gelombang pasang surut yang bergerak melalui cekungan samudra. Dibatasi oleh garis pantai dan dibelokkan oleh gaya Coriolis, gelombang membentuk sistem amphidromik yang berputar, dan di laut dangkal serta teluk, resonansi dapat memperkuat jangkauan secara dramatis.

Clinical relevance

Prediksi pasang surut sangat penting untuk navigasi, operasi pelabuhan, dan rekayasa pantai; arus pasang surut menyebarkan polutan dan nutrisi, mendorong pencampuran, membawa energi yang dapat dipanen untuk tenaga, dan bergabung dengan gelombang badai untuk menentukan risiko banjir pesisir.

History

Newton menjelaskan gaya pembangkit pasang surut dan pasang surut ekuilibrium; Laplace merumuskan persamaan pasang surut dinamis, George Darwin mengembangkan analisis harmonik, dan Kelvin (William Thomson) membangun mesin prediksi pasang surut pertama, menetapkan prediksi pasang surut akurat yang masih digunakan hingga saat ini.

Key figures

• Isaac Newton
• Pierre-Simon Laplace
• George Darwin
• William Thomson

Seminal works

• pughWoodworth2014
• pinet2019

Frequently asked questions

Mengapa biasanya ada dua kali pasang tinggi dalam sehari?

Gaya pembangkit pasang surut menimbulkan tonjolan air di sisi Bumi yang menghadap Bulan dan sisi yang berlawanan, sehingga saat planet berotasi, sebagian besar garis pantai melewati dua kali pasang tinggi dan dua kali pasang rendah setiap hari.

Apa yang menyebabkan pasang purnama (spring tide) dan pasang perbani (neap tide)?

Ketika Matahari dan Bulan sejajar, gaya pasang surutnya bertambah untuk menghasilkan pasang purnama yang besar; ketika keduanya berada pada sudut siku-siku, gaya-gaya tersebut sebagian saling meniadakan untuk menghasilkan pasang perbani yang lebih kecil, berulang kira-kira setiap dua minggu.