Hidrológiai Közlöny, 2020 (100. évfolyam)
2020 / 3. szám
Mentes Gyula: Felszíni és felszín alatti vizek árapálya 45 gák többségében a Zöllner-féle felfüggesztést alkalmazzák. Ennek ellenére azonban még ő sem jelentetett meg részletes megfigyelési eredményeket. A sikertelenséget a felfüggesztőszálak el nem hanyagolható torziójának tulajdonították, ezért csúcscsapágyazott horizontális ingák építésével kezdtek foglalkozni. Az első földi árapály regisztrátumot csak von Rebeur-Paschwitz csúcsfelfüggesztésü ingájával sikerült megkapni 1890-ben (Mentes 1985). Ezt követően az árapállyal kapcsolatos elméleti és kísérleti kutatások rohamos fejlődésnek indultak. Egyre pontosabb árapálykatalógusok készültek (Id. 1. táblázat) és egyre pontosabb műszereket: dőlésmérőket (ingákat), extenzométereket (strainmétereket) és gravimétereket készítettek. Számos árapálymegfigyelő obszervatóriumot létesítettek. Ezeket a stabil hőmérséklet biztosítása, valamint az antropogén hatások kiküszöbölése céljából mélyen a földfelszín alatt, lehetőleg az alapkőzetbe telepítették. Ez a cikk csak röviden ismerteti a Föld árapályjelenségét, a szilárd Föld árapályát, amely a legnagyobb hatással rendelkezik a felszín alatti vizek árapályára, amelyet kicsit részletesebben ismertet és Rotár-Szalkai és társai (2006) alapján egy példát is bemutat zárt víztükrű vízadó rétegben mért árapályra. A földalatti vízadó rétegek árapályának vizsgálata egy újabb lehetőség a hidrogeológiai folyamatok, sajátosságok tanulmányozására. A felszíni vizek árapályának kapcsán a cikk foglalkozik a tengerek igen bonyolult árapályának bemutatásával, végül pedig kitér a tavak árapályának mérési problémáira és a tólengés jelenségére. A FÖLD ÁRAPÁLYJELENSÉGE A Föld árapálya a külső égitestek vonzóerejének következménye. A legnagyobb hatása a Holdnak és a Napnak van. A Föld minden pontjára hat a külső égitest (Hold, Nap, bolygók) vonzóereje és a centrifugális erő, amely a Föld és a Hold (Nap) közös tömegközéppontja (lb. ábra) körüli keringésből adódik (kéttest-rendszer). A Föld tömegközéppontjában a két erő azonos, míg a középponton kívül a centrifugális erő állandó, addig a tömegvonzási erő a külső égitesttől való távolság négyzetével fordítva arányos és mindig a vonzó égitest irányába mutat (Völgyesi 2002). A keringésből és a tömegvonzásból származó gyorsulások eredője az árapálygyorsulás vektor (la. ábra): T* -» -» GMh d GMh s b — an — an = —------— • P U d2 fi <?2 (i) ahol Mb a vonzó égitest tömege, G = 6,6672 • 10‘n m3, dp a vonzó égitest által generált gravitációs gyorsulás, d0 a Föld és a vonzó égitest (Hold, Nap, bolygók) közös tömegközéppontja körüli keringésből származó centrifugális gyorsulás, b az árapálygyorsulás, d a topocentrikus távolságvektor, s a geocentrikus távolságvektor. Az lb. ábra szemlélteti Hold esetében a centrifugális (piros nyíl) és az árapálygyorsulásból (kék nyíl) származó erőket és azok eredőjét ((zöld nyíl), amelyek a Földet deformálják. Az 1c. ábra a Földnek a Nap és a Hold által okozott deformációját mutatja a Holdnak a Naphoz és a Földhöz viszonyított négy jellegzetes helyzetében. A Föld egynapos körül fordulása alatt ezért látunk a Hold helyzetétől függően 6 óránként magas dagályt és apályt vagy magas és alacsony dagályt. Az ábra a három égitestet egy síkban ábrázolja. A valóságban a Föld egyenlítőjének síkja 23,5 fokot zár be az ekliptika síkjával (a Földnek a Nap körüli keringési síkja) és a Hold keringési síkja pedig 5,145 fokot az egyenlítő síkjával, vagyis 28,645 fokot az ekliptika síkjával. A keringési pályák a valóságban ellipszis alakúak, a holdpálya keringési síkjának precessziója (körülfordulási ideje) 18,6 év. Ezekre a hatásokra, továbbá a többi bolygó vonzó hatására nem térünk ki. Lunáris árapály Nap Szoiáris árapály foktA í 5L 4670 km TT, \Kozos tomegc Ulolsó negyed 0 co 0 b) c) i 1. ábra. Égitest vonzó hatása a Földre (a), árapály-deformálóerők (b), a nap és a hold együttes hatása (c) (Megjegyzés; (a) ap a vonzó égitest által generált gravitációs gyorsulás. a0 a Föld és a vonzó égitest (Hold. Nap stb.) közös tömegközéppontja körüli keringésből származó centrifugális gyorsulás, b az árapálygyorsulás, d a topocentrikus távolságvektor, s a geocentrikus távolságvektor, (b) árapályvonzóerő (kék vektor), centrifugális erő (piros vektor), a vonzóerő és a centrifugális erő eredője a deformáló erő (zöld vektor).) Figure 1. Attractive effect of celestial body on Earth (a), tidal deformation forces (b), the combined effect of the sun and the moon (c) (Note: (a) Up is the gravitational acceleration generated by the attractive celestial body, a0 is the centrifugal acceleration resulting from the rotation about the center ofgravity of the Earth and the attractive celestial body (Moon, Sun, etc.), b the tidal acceleration, d the topocentric distance vector, s the geocentric distance vector, (b) the tidal attractive force (blue vector), the centrifugal force (red vector), the deforming force (green vector) resulting from the attraction force and the centrifugal force.)
