Hidrológiai Közlöny, 2020 (100. évfolyam)

2020 / 3. szám

44

Hidrológiai Közlöny 2020. 100. évf. 3. sz.

Felszíni és felszín alatti vizek árapálya

Mentes Gyula

ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont, Geodéziai és Geofizikai Intézet, 9400 Sopron, Csatkai E. u. 6-8. (E-mail: Mentes.Gyula@csfk.mta.hu)

Kivonat

A cikk röviden ismerteti a földi árapály elméletét, a szilárd Föld árapályát, amely a legnagyobb hatással van a felszín alatti vizek árapályára. A kutakban mért árapály ismerete és pontos kiértékelése egy viszonylag olcsó módszert adhat a hidrológusoknak és a hidrogeológusoknak kutatási eredményeik pontosításához és ellenőrzéséhez, amelyre a cikk egy példát is bemutat. A felszíni vizek árapályának kapcsán a cikk összefoglalja az óceánok és tengerek igen bonyolult árapályát, végül pedig röviden foglalkozik a tavak árapályával, valamint a tólengés jelenségével. A téma iránt érdeklődőknek a cikkben megadott irodalmi hivatkozások jó alapot szolgáltatnak az árapályjelenség részletesebb megismeréséhez.

Kulcsszavak

Földi árapály, tengeri árapály, kutak árapálya, tavak árapálya, árapály-mérőműszerek.

Tides of surface waters and groundwater

Abstract

The article briefly presents the theory of Earth’s tides, the solid Earth’s tides that have the greatest impact on groundwater tides. The knowledge and exact evaluation of tides measured in wells can give a relatively inexpensive method for hydrologists and hydrogeologists to improve and check the results of their investigations, for which the article gives an example. Concerning the tides of surface waters, the paper summarises the very complex tides of the oceans and seas, and finally, it briefly deals with the tides and seiche phenomena of lakes. For those who are interested in the subject, the references in the article provide a good basis for a more detailed understanding of the tidal phenomenon.

Keywords

Earth tides, sea tides, wells tides, lakes tides, instruments for tidal observation.

BEVEZETÉS

Az óceánok partján évmilliók óta szakadatlanul változik a vízszint, amelynek oka hosszú ideig ismeretlen volt. A jelenséget árapálynak nevezzük. Annak ellenére, hogy a Földközi-tengeren és a Perzsa-öbölben ez a jelenség viszonylag gyengén jelentkezik, a Hold, aNap és a Föld egymáshoz képesti mozgásainak megfigyeléséből a görögök, a rómaiak és a babiloniak azt a következtetést vonták le, hogy a kozmikus és földi történések között kapcsolat van. Az indiai és kínai partoknál sokkal intenzívebben jelentkező árapályjelenségről csak nagyon kevés feljegyzés maradt ránk. A görögök és a rómaiak gyakorlati tapasztalatokra tettek szert, amikor elhagyva a hazai tengerpartokat kimerészkedtek az Atlanti óceánra, az Északi- és a Feketetengerre, valamint az Arab-tengeren, a Vörös-tengeren és a Perzsa-öbölben hajóztak. A középkorban a hajózás számára egyre jelentősebb lett az árapály előrejelzése. Hajóskapitányok és tudósok kezdtek foglalkozni azzal, hogy rájöjjenek az árapály „mechanizmusára”. Többek között neves tudósok, mint Kepler, Newton, Bernoulli, Euler és Laplace is foglalkoztak a probléma megoldásával, azonban nekik sem sikerült egy átfogó elméletet kidolgozniuk, ugyanis a tengeri árapály az egyik legösszetettebb és legbonyolultabb geofizikai probléma. 1683-ban Flamsteed a Greenwichi Csillagvizsgáló első csillagásza készített egy árapálytáblázatot a London Bridge kikötőre, amelyben a dagály bekövetkezésének idejét percnyi pontossággal adta meg. A rákövetkező évben ezt egy táblázattal egészítették ki, amelyben már az Északi-tenger, a Csatorna, és az írtenger 45 kikötőjére adták meg az időeltolásokat Ezt követően már egymás után jelentek meg az árapálytáblázatok (Sager 1990). Az árapály történetét az ókortól 1950-ig Ekman (1993) részletesen ismerteti.

A Newton-féle gravitációs törvény alkalmazása Földünk nehézségi erőterére, arra a felismerésre vezetett, hogy a nehézségi erő nagysága és iránya nem konstans és nem csak a Föld tömegének, hanem az égitestek, különösen a Nap és a Hold helyzetének függvénye. Ennek kísérleti igazolásával először Gruithuisen próbálkozott meg Münchenben. A matematikai számításokat mellőzve egy 10 láb hosszúságú függőón alá skálát helyezett, amelyet távcsővel figyelt meg. Mérhető elmozdulást azonban nem észlelt, mivel a maximális kitérés ilyen hosszúságú vertikális ingánál 1 mikron alatt van. Kísérlete tudománytörténeti szempontból mégis érdekes volt, mivel Lorenz Hengler nevű tanítványára nagy hatást gyakorolt, aki 1830-31-ben kidolgozta a horizontális inga elvét. Hengler a megfigyelési hely alkalmatlansága miatt konkrét eredményeket nem kapott, csupán arra a következtetésre jutott, hogy ingájának mozgása a Nap és Hold vonzásának következménye. Perrot francia tudós Henglerrel csaknem egyidőben szintén felfedezte a horizontális ingát, melynek felépítése Hengleréhez hasonló, de jóval kisebb méretű (a felfüggesztő-szálak hossza csupán 20 cm) volt. Hengler és Perrot munkásságától függetlenül Zöllner lipcsei csillagász találta fel 1872 körül harmadikként a horizontális ingát, amelynek felfüggesztési módszere már annyira tökéletesre sikerült, hogy ajelenleg használatos horizontális in-