tidevann

Allerede Isaac Newton viste at tidevannet var en følge av alminnelig gravitasjon. Fenomenet skyldes Månens og Solas tiltrekning på vannmassene i havet. Siden tiltrekningen avhenger av avstanden, vil den være sterkere på den siden som vender mot Månen, og vannet vil da strømme mot det punktet som har Månen i senit. På den motsatte siden av Jorden vil tiltrekningen være svakere enn gjennomsnittsverdien, og her vil vannet strømme mot det diametralt motsatte punktet. Ettersom Jorden roterer, blir det to høyvann i døgnet.

Sola virker med sin tiltrekningskraft på samme måte som Månen. Dette beskriver det såkalte likevektstidevannet for en havdekket klode. Siden månebanen, solbanen og Jordens ekvatorplan alle danner en vinkel med hverandre, og Månens og Solas avstand til Jorden varierer, blir den geografiske fordelingen av likevektstidevannet ganske komplisert. Siden Månen er så nær Jorden, er virkningen av den mer enn dobbelt så stor som virkningen av Sola. Dette gjør at likevektstidevannet hovedsakelig vil følge månedøgnet.

Likevektstidevannet er et teoretisk begrep som forutsetter at hele Jorden er dekket av hav. Den gjennomgående nord-sørfordelingen av landkontinentene gjør at likevektstidevannet ikke kan bevege seg fritt rundt Jorden. Det vil derfor splittes opp i en rekke lange havbølger med typisk bølgelengde 1000 kilometer, og de forplanter seg langs kystene. Disse tidevannsbølgene vil ha perioder som er typiske for likevektstidevannet. Vi får dermed halvdaglige komponenter: Månen 12,42 timer og Sola 12 timer; heldaglige komponenter: Månen 24,84 timer og Sola 24 timer, samt mer langperiodiske komponenter. Disse siste skyldes langsommere astronomiske variasjoner. Lokale forhold avgjør hvilke tidevannskomponenter som dominerer på det enkelte stedet. På enkelte kyster, for eksempel i Vest-Europa, er tidevannet vesentlig halvdaglig.

På samme sted inntreffer flo og fjære temmelig regelmessig et bestemt antall timer og minutter etter Månens øvre og nedre kulminasjon. Tidsrommet mellom Månens kulminasjon og det påfølgende høyvannet kalles havnetiden. Den varierer fra sted til sted, og er et direkte uttrykk for forsinkelsen mellom det teoretiske likevektstidevannet og ankomsten av den virkelige tidevannsbølgen på det aktuelle stedet. Det finnes imidlertid steder hvor de heldaglige bølgene gjør seg sterkest gjeldende, slik at det blir bare ett høyvann i døgnet.

Meteorologiske faktorer som vind og lufttrykk kan gi til dels store avvik fra det astronomiske tidevannet, se artikkelen om stormflo.

Ved øyer i åpent hav er tidevannsvekslingen ubetydelig. Ved fastlandskystene er den imidlertid meget forskjellig både med hensyn til tid og størrelse, noe som for det meste skyldes kystenes og farvannets topografi. I bukter og elvemunninger kan forskjellen mellom høy- og lavvann gå opp i mange meter. Noen eksempler er Bay of Fundy på Nova Scotia, som har opptil cirka 20 meter ved springflo, Avonmouth (Bristolkanalen), med opptil cirka 14 meter, og St. Malo i Bretagne, med opptil 12 meter.

Ekstreme tidevannsforskjeller som i Bay of Fundy skyldes at den dominerende tidevannsperioden her faller sammen med perioden til en lokal, stående svingning (seiche) i denne havbukten. Dermed oppstår det en kraftig resonans mellom disse to bølgefenomenene, og bølgehøyden forsterkes kraftig.

Linjer trukket på et kart gjennom de punktene som har høyvann samtidig kalles på engelsk cotidal lines, på norsk kofaselinjer. Hvis kofaselinjene springer ut fra et felles sentrum, har vi et amfidromisk punkt, hvor tidevannsforskjellen er lik null til alle tider. Slike punkter er et resultat av interferens mellom flere tidevannsbølger.

Vest for Egersund er det et amfidromisk punkt. Derfor er tidevannsforskjellene små langs kysten av Jæren. Også i Oslofjorden og langs sørlandskysten er tidevannsforskjellene beskjedne. Ved middels springflo er tidevannsforskjellene bare 36 cm i Oslo og enda mindre ved Mandal. Vannstanden er derfor mer styrt av vind og vær enn av tidevannets bevegelser langs denne delen av norskekysten. Men fra Stavanger og nordover øker tidevannsforskjellene gradvis. I Bergen er tidevannsforskjellen 1,2 meter, og ved Måløy 1,6 meter. I Kirkenes er det 2,8 meter forskjell ved flo og fjære for en middels springflo. Naust og brygger er derfor mer utfordrende å bygge nord i landet.

Forskjellen i centimeter mellom flo og fjære for en middels springflo for noen utvalgte steder langs norskekysten:

Tidevannskreftene fra Månen og Sola virker på hele vannmassen, fra overflaten til bunn. Derfor oppstår tidevannsbølgene ute på dyphavet, fordi der er vannmassene størst. Bølgene brer seg med en hastighet som er proporsjonal med kvadratroten av dypet. Når de nærmer seg kystfarvann, der det er grunnere, avtar hastigheten samtidig som bølgehøyden øker. Så vandrer tidevannsbølgene langs kysten som kelvinbølger. Det skyldes jordrotasjonen. På nordhalvkulen vandrer kelvinbølgene med kysten på høyre side, og bølgehøyden avtar hurtig med avstanden fra land. Fra Måløy og nordover langs norskekysten styres tidevannet av bølgen som kommer inn mellom Island og Skottland med utspring i dyphavet langt ute i Nord-Atlanteren. Tidevannet langs sørlandskysten og i Oslofjorden styres av en annen tidevannsbølge som finner vei inn i Nordsjøen.

Beregninger av tidevannsbevegelsene må ta hensyn til en rekke faktorer, blant annet den uregelmessige fordelingen av land og hav og til havenes vekslende dybde. Dette er komplisert, og beregningene foretas derfor numerisk ved hjelp av datamaskiner.

Ved registrerende tidevannsmålere kan man følge vannstandsvekslingene, og slike målinger utføres nå i de fleste havner over hele verden. Ved en såkalt harmonisk analyse av registreringene kan man få et grunnlag for å forutberegne vannstandsvekslingene i disse havnene og lage tidevannstabeller.

Vannstandsvekslingene ledsages av tidevannsstrømmer som veksler regelmessig i styrke og retning. I sund og fjorder har man alternerende strømmer som enkelte steder kan bli meget sterke. I enkelte elver kan tidevannet gå inn som en svær, brytende bølge (bore, mascaret), tvers over elven.

Norskekysten består av utallige fjorder og sund, der tidevannet må ut og inn to ganger i døgnet. Mest kjent er Saltstraumen i Salten der Skjerstadfjorden har sitt trange innløp. Flere hundre millioner kubikkmeter strømmer gjennom sundet fire ganger i døgnet. Det bidrar til god utskifting av vannmassene. Rundt land som stikker ut mot havet kan også sterke tidevannsstrømme opptre. Mest kjent er Moskstraumen ved Lofotodden.

På sørlandskysten, der tidevannet gir små vannstandsforskjeller, er strømmene tilsvarende svake. Mange poller på Sørlandet har derfor stillestående vann med lite utskifting.

Siden massetettheten (densiteten) i havet tiltar med dybden, kan tidevannsstrømmene også fremkalle store periodiske forskyvninger av vannmassene på store havdyp. Slike interne tidevannsbølger kan ha store amplituder. Enkelte steder er det påvist at vannlagene nede i dypet kan heve og senke seg mer enn 50 meter i tidevannsperioden.

Tidevannskreftene virker også på den faste jordskorpen og fremkaller periodiske deformasjoner, men disse kan bare påvises med svært ømfintlige apparater.

Også luftlaget rundt Jorden er påvirket av tidevannskreftene, såkalt tideluft. Effekten er imidlertid liten i forhold til de øvrige forstyrrelsene i atmosfæren, som for eksempel dannelse av høytrykk og lavtrykk.

• nipp
• månefaser
• Månen
• tidevannsstrøm