この実験について
海は1日に2回、浜辺へと押し寄せ、2回沖へと引いていきます。月の重力は、月に面した地球の側を少し強く、反対側を少し弱く引っ張り、海を2つのふくらみに引き伸ばします。地球が回転するにつれて、すべての海岸がこの2つのふくらみを通過します。太陽も同じ作用をしますが、その力は月より弱いです。地球を1か月間回転させてみると、満潮が毎日約50分遅く訪れるのがわかります。また、太陽と月がどのように協力して大潮と小潮を起こすかを見てみましょう。
学習目標
- 通常、1日に満潮と干潮がそれぞれ2回ずつ起こるのはなぜか説明してください
- 満潮が毎日約50分遅くなるのはなぜか説明してください
- 太陽と月がどのように協力して大潮と小潮を起こすのか説明してください
- 大潮と小潮を月の満ち欠けと関連づけてください
- 月と反対側の地球にもふくらみができるのはなぜか説明してください
使い方
- 11時間／秒の速さで再生し、オレンジ色の点を観察してください。1日に満潮は何回起こりますか？
- 2満潮のときに一時停止して、時刻を記録してください。その1日後に来る次の満潮を見つけてください。どれくらい遅くなりますか？
- 3太陽の引力をオフにしてください。次に太陽をオンに戻し、月をオフにしてください。どちらの天体がより大きな潮汐を起こしますか？
- 41日あたり1秒の速度で1か月間再生し、日ごとの潮差を示す棒グラフを観察してください。潮汐が最も大きくなるのはいつですか？そのときの月相は何ですか？
- 5潮汐力をオンにしてください。近側でも遠側でも、矢印が外向きなのはなぜですか？
モデル
前提条件
- 平衡潮汐：海洋が地球全体を覆い、瞬時に平衡形状をとります。実際の潮汐は海盆を行き来する波なので、沿岸の潮汐はこのモデルより大きく、発生も遅くなります。
- 月と太陽は赤道面内を移動し、観測者は赤道上にいるため、毎日の2回の満潮は同じ高さになります。
- 赤道上の振幅は、月が0.27 m、太陽が0.124 mです。図の海のふくらみは、実際より大幅に誇張されています。
- 月のない新月の日の午前0時を0日目とします。月は恒星を基準にすると27.3日で公転するため、月の満ち欠けは29.5日周期です。
授業で試してみましょう
- Q1今日、港の満潮時刻は06:10です。明日はおよそ何時になるでしょうか？
- Q2なぜ大潮は新月と満月の両方で起こるのか説明してください。
- Q3小潮は上弦と下弦のときに起こります。太陽と月の方向を使って説明してください。
- Q4月と反対側を向いている地球の側でも、なぜ満潮が起こるのでしょうか？
- Q5均衡潮汐が1 m未満なのに、なぜファンディ湾の潮位差は15 mを超えるのでしょうか？
よくある質問
大潮は春にしか起こらないのですか？
いいえ。この名前は、水が跳ね上がるように盛り上がることに由来します。大潮は一年を通じて、新月と満月のときに月に2回起こります。
月が水を引っ張るのなら、なぜ月と反対側にもふくらみができるのでしょうか？
月は地球の中心よりも地球に近い側を強く引き、中心よりも遠い側を弱く引きます。中心を基準にすると、近い側の海水は月のほうへ引かれ、遠い側の海水は取り残されます。どちらも外側に膨らみます。
このモデルでは、なぜ潮位差が約0.8 mにしかならないのでしょうか？
これは、地球全体を覆う海に生じる平衡潮です。実際の潮汐は、海岸線の形や海の深さによって異なります。湾や河口では潮位差がずっと大きくなることがありますが、地中海の大部分のように、潮汐がほとんどない場所もあります。