Árapály

Dagály és apály

Az árapály jelensége a közeli égitestek egymásra gyakorolt tömegvonzása által egymáson létrehozott alakváltozások. Földi értelemben az árapály vagy régies nevén tengerjárás a tenger szintjének periodikus emelkedése (áradat vagy dagály) és süllyedése (apály), melyet a Hold és a Nap vonzásának befolyása okoz. A dagály és az apály között átlagosan 6 óra 12 perc telik el. Egy évben 705 dagály van. A tengerparti síkság apály idején szárazra, dagálykor pedig víz alá kerülő része az árapálysíkság. Az árapály energiáját árapályerőművek hasznosíthatják.

Dagály a Földön a Hold felőli, illetve az azzal ellentétes oldalon, kékkel ábrázolva tengervizet (az ábra nem méretarányos). A felső dagályt a Hold fokozottabb gravitációs vonzása okozza, az alsó dagályt pedig a Földnek a közös tömegközéppontjuk (baricenter) körüli keringéséből származó centrifugális erő. A bariceter a Föld középpontjától 4671 km távolságra, a felszínétől 1707 km-re van.

Mechanizmusa

Az árapály jelenség miatt kialakult élőhely egy sziklás tengerparton

Az árapályjelenségben a közelsége miatt a Hold kapja a legnagyobb szerepet. A Hold vonzása a Föld felszínének felé eső részére erősebben hat, mint a Holddal átellenes oldalon; így a gravitációs erők eredője a Hold felőli oldalon az átlagosnál magasabb vízszintet eredményez a távolsággal négyzetesen csökkenő gravitációs potenciál miatt.

Szintén jelentős szerepet játszik az apály és dagály kialakulásában a Föld-Hold rendszer, közös tömegközéppontjuk körüli keringése, a NASA videoja jól szemlélteti ezt a jelenséget. Mint látható, ez a közös tömegközéppont (baricenter) a Föld belsejében van és a Hold, de a Föld is, pontosan ekörül a pont körül kering. A Föld tehát gyakorlatilag a baricenter körül kering és mint minden forgó és keringő test esetén, itt is fellép a centrifugális erő ami a forgásközéppontól távolítva, a Holddal átellenes oldalára mozgatja a vizet, kialakítva az ábrán látható alsó dagályt. Ez a két fajta dagály, mivel más okokból jönnek létre, nem feltétlenül azonos magasságú. A Nap is hasonló hatással van a bolygónkra, de kisebb mértékben (a Földfelszínen a Nap felőli oldalon és a túloldalén nem ennyire eltérő a Nap gravitációs vonzóereje mint a sokkal közelebb levő Hold esetében), a Nap-Hold együttállásai generálják a legszélsőségesebb árapályjelenségeket. Az árapály erők a Föld minden tömeggel rendelkező részére hatnak, nemcsak a vízre, a talajra, de a légkörre is, ami az időjárásra van hatással.

Ciklikus jelenségek a tengerjárásban

Félhavi egyenlőtlenség

Különlegesen magas dagály, szökőár (angolul: spring tide) következik be akkor, ha a Hold és a Nap (a Földről nézve) egy irányban foglalnak helyet (újhold és telihold idején). Ilyenkor a Nap tömegvonzása erősíti a Holdnak a vízszintre gyakorolt hatását. Ez a "szökőár" természetesen nem azonos a cunamival.

Csökken az apály és a dagály vízszintje közötti különbség, amikor a Nap-Hold irány merőleges a Hold Föld irányra. Ilyenkor a Nap tömegvonzása gyengíti a Holdnak a vízszintre gyakorolt hatását: alacsonyabb a dagályszint és magasabb az apályszint. Ennek neve vakár (angolul: "neap tide"). A vakár a Hold első- és harmadik negyedében figyelhető meg.

Havi egyenlőtlenség

A Hold ellipszispályán kering, mikor legközelebb van a Földhöz, jóval nagyobb vonzást fejt ki a földi víztömegekre. Hasonló módon a Föld keringése során is van egy pont, mikor legközelebb van a Naphoz. A legnagyobb dagályszintek akkor fordulnak elő, amikor a Föld napközelsége idején (december) az újhold, illetve a holdtölte a Hold földközelségével esik egybe.

Deklinációs egyenlőtlenség

A dagálymagasságokat a Hold és a Nap pillanatnyi deklinációja is befolyásolja.

Napi egyenlőtlenség

Az elméleti dagálymagasság ott a legnagyobb, ahol a Hold a zenitben delel, vagyis az északi és a déli szélesség 28,5º közötti területen fordulhat elő.

Az árapállyal összefüggő jelenségek

A talajvíz árapálya

Apály Biarritz tengerparti üdülőhely strandján a Vizcayai-öbölben

Nemcsak a tengereknél és óceánoknál, hanem a földkéreg kőzeténél is megfigyelhető árapályjelenség. Ezt az elsők között bizonyították a Aggteleki-karsztban található Vass Imre-barlang kutatásakor. A környék karsztforrásainak vízhozamát folyamatosan regisztrálták, a barlang főágában az egymással szemközti falakba fúrt vasrudakkal mérték a kőzet mozgását, majd az adatokat egybevetették az árapályciklusokkal. Eredményül azt kapták, hogy az árapály miatt a kőzetből víz szorul ki, amely megnöveli a karsztforrások vízhozamát. A változás akár több száz liter/perc is lehet.

Torlóár

A torlóár a hidrológiában az a jelenség, amikor a dagály által kiváltott hullám felhatol egy folyó medrébe. Az emelkedő dagály a vizet benyomja a folyótorkolatba, és az összeszűkülő mederbe egy vagy több hullám hatol be a folyásiránnyal szemben. Tolóár csak néhány helyen keletkezik a világon, ahol különösen magas a dagály, és egy széles öbölből egy szűk folyómederbe nyomul be a víz. Egy nagyobb tolóár a hajóforgalmat is veszélyeztetheti, a szörfösöknek azonban kihívást jelent.

Vihardagály

A vihardagály a tenger felől érkező erős szél és a dagály egybeesése idején jön létre, ilyenkor a vízszint több méterrel haladhatja meg a maximális dagályszintet.

Az apály- és dagályszintek közötti különbség helyi eltérései

Hajók az írországi Galway kikötőjében apálykor

Az amplitúdó (szintemelkedés) összeadódásának hatására a szökőár végig szalad az óceánok felszínén. Az Atlanti-óceánon az árhullám mint egyetlen hullámtaraj halad északi irányba.

Ez az atlanti árhullám nagyjából egy nap alatt éri el Európa és Anglia partjait. További egy napra van szüksége, hogy megkerülje a Brit szigeteket. Ennek eredményeként a La Manche csatorna árhulláma és az Északi-tenger árhulláma nagyjából egy időben, a normandiai partoknál találkozik. Ekkor a dagály magassága gyakran eléri a 10, különleges esetekben a 14 métert is.

Nagyon alacsony ellenben az árapályváltozás a Földközi-tengeren és annak melléktengerein, például az Adriai-tengeren valamint a Balti-tengeren, mivel ezek a tengerek csak szűk szorosokon keresztül érintkeznek az Atlanti-óceánnal.

Az Adriai-tengeren – a hozzánk legközelebb álló tengeren – hasznos lehet ismernünk az árapály hozzávetőleges nagyságát: a különbség délről észak felé haladva nő, pl. Zadarnál nagyjából 40–60 cm közötti apály és dagályszint közötti különbség figyelhető meg, míg Velencében 120–140 cm is lehet ez a különbség. Az Adria olasz partján, ahol jellemzően homokkal borított strandok találhatók (Jesolo, Bibione) jól megfigyelhető, ahogy a tenger visszahúzódik apálykor és újra visszatér dagálykor.

A legnagyobb helyi különbségek

• Fundy-öböl, Új-Skócia (Kanada): 21,3 m
• Severn-torkolat (Nagy-Britannia): 15 m
• Magellán-szoros: 13 m
• St. Malo (Franciaország): 13 m
• Amazonas-torkolat: 9 m
• Le Havre (Franciaország): 8,3 m
• Liverpool (Nagy-Britannia): 8,2 m
• Hamburg,(Németország): 3,5 m
• Bréma, (Németország): 0,45 m (1890); A Weser szabályozása óta: 4,54 m (2005)
• Bremerhaven, (Németország): 4 m
• Fiume: 0,8 m
• Szentpétervár: 0,5 m

Apály	Dagály
Apály Mont-Saint-Michel-nél	Dagály Mont-Saint-Michel-nél

További információk

• Akit maga alá temetett a dagály, index.hu