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Gezeiten, Ebbe und Flut
In den küstennahen Regionen der meisten Meere spielen die Gezeiten, also Ebbe und Flut, eine große Rolle.
Natürlich besonders für die Schifffahrt in Küstenbereichen oder für viele sportliche Aktivitäten, wie beim Segeln oder auch für Ausflüge, wie z.B. Wattwanderungen. Aber die Gezeiten sind auch für das Befahren von Häfen in Tidengewässern oft von entscheidender Bedeutung.
Zustandekommen von Ebbe und Flut
Man spricht dabei übrigens statt von Gezeiten auch oft von der Tide.
Die Höhendifferenz zwischen Niedrig- und Hochwasser wird als Tidenhub bezeichnet. Der Tidenhub differiert in den verschiedenen Orten der Welt ganz erheblich. So beträgt er z.B. auf Borkum (30,6 km²), der größten ostfriesischen Insel vor der Mündung der Ems in die Nordsee, rund 2,20 m und bei St. Malo, in der Bretagne in Frankreich, dagegen über 10 Meter.
Dabei wird die Zeit vom "Hochwasser" bis zum "Niedrigwasser" als Ebbe bezeichnet.
Die Zeit vom Niedrigwasser bis zum Hochwasser wird als Flut bezeichnet. Gerne wird auch anstelle von Flut vom auflaufendem Wasser und statt von Ebbe von ablaufendem Wasser gesprochen.
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Flut (Adriatische Meer) © goruma (T.Kruse) |
Die Erde und der Mond besitzen einen gemeinsamen Schwerpunkt (S), um den sich der Mittelpunkt der Erde (M) in rund 24 Stunden einmal dreht. Dieser Schwerpunkt (S) ist wegen der Masse des Mondes, die ca. 1/81 der Erdmasse beträgt, nicht identisch mit dem Mittelpunkt der Erde (M), sondern ist in Richtung Mond verschoben. Er liegt rund 4.680 km vom Erdmittelpunkt entfernt - bei einem mittleren Erdradius von 6.371 km. Auf diese Weise besitzen die dem Mond abgewandten Regionen der Erde einen größeren Abstand zu diesem Schwerpunkt als die dem Mond zugewandten Regionen.
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Es herrscht deswegen auf der dem Mond zugewandten Seite sowie auf der gegenüber liegenden Seite jeweils Hochwasser, während senkrecht dazu Niedrigwasser herrscht. Das Zustandekommen des Hochwassers auf der dem Mond zugewandten Seite erklärt sich vorwiegend durch die Anziehungskraft (Gravitationskraft) des Mondes auf das Wasser. Das Hochwasser auf der gegenüberliegenden Seite entsteht dort durch die stärkere Zentrifugalkraft auf Grund der Rotation der Erde um den Schwerpunkt S. Dabei muss man wissen, dass die Zentrifugalkraft umso stärker ist, je größer der Dreh-Radius eines rotierenden Systems ist. Vergleichbar ist dies mit den Kräften in einem Karussell, wo auch die Kräfte am äußeren Rand größer sind die als näher zum Mittelpunkt.
Gezeiten, Ebbe und Flut © goruma (T.Kruse)
Die Anziehungskraft des Mondes, die Erdgravitation, die Zentrifugalkräfte und zudem die Erdgravitation bewirken, dass es in 24 Stunden jeweils zweimal Hochwasser und zweimal Niedrigwasser gibt.
Wegen der zusätzlichen Wanderung des Mondes um die Erde verschieben sich die Zeitpunkte von Hoch- und Niedrigwasser jedoch täglich, und zwar um rund 50 Minuten. Die Zeiten für Ebbe (Niedrigwasser) und Flut (Hochwasser) für bestimmte Küstenorte lassen sich aus entsprechenden Tidenkalendern entnehmen, die oft auch in der örtlichen Presse nachlesbar oder im Internet abrufbar sind.
Für die Schifffahrt gibt es Gezeitentabellen in Buchform mit Bezugsorten, in denen die wichtigsten Werte aufgelistet sind. Außerdem sind so genannte Anschlussorte dargestellt, für deren Daten allerdings einige Kenntnisse und Rechnungen erforderlich sind.
In St. Malo werden die Gezeitenströme sogar mittels eines Gezeitenkraftwerks zur Elektrizitätsgewinnung genutzt. Das Kraftwerk produziert im Mittel jährlich ca. 0,6 Milliarden Kilowattstunden (kWh). Dabei besitzt jede der insgesamt 24 Turbinen eine Leistung von rund 10 Megawatt (MW).
Siderischer Monat
Zusätzlich zu dieser Rotation der Erde um sich selbst und der Drehung des Erdmittelpunktes um den gemeinsamen Schwerpunkt, umkreist der Mond um die Erde. Dieser Umlauf beträgt - von einer Stellung bezüglich einem Fixstern bis zur nächsten identischen Stellung - 27 Tage und 7 Stunden 43 Minuten und 11,5 Sekunden.
Man bezeichnet diese Umlaufzeit als siderischen Monat.
Synodischer Monat
Die Zeit bis der Mond bei seiner Umdrehung um die Erde wieder dieselbe Phase besitzt, also z.B. von Vollmond bis zum nächsten Vollmond, beträgt wegen der Bewegung von Erde und Mond bezüglich der Sonne dagegen 29 Tage, 12 h und 44 Minuten. Diesen Monat bezeichnet man als synodischen Monat.
Springtide
Bei Vollmond steht der Mond genau gegenüber der Sonne und verstärkt damit die maximale Höhe der Flut, dasselbe gilt auch für Neumond, wenn Sonne und Mond auf derselben Seite stehen. Man bezeichnet beide Fälle als Springflut. Die Ebbe bzw. das entsprechende Niedrigwasser ist dabei geringer als sonst. Der Tidenhub besitzt in diesem Fall daher ein Maximum
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Springflut (Springtide) © goruma (T.Asthalter) |
Springflut (Springtide) © goruma (T.Asthalter) |
Nipptide
Beim zunehmenden oder abnehmenden "Halbmond" stehen Sonne und Mond, bezogen auf die Erde, im rechten Winkel zueinander. Dann ist das Hochwasser bei Flut am geringsten und auch der Tidenhub besitzt dann den kleinsten Wert.
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Nipptide © goruma (T.Asthalter) |
Nipptide © goruma (T.Asthalter) |
Normalnull, Seekartennull
Im Prinzip ist die Größe "Normalnull" ein Referenzwert auf der Erdoberfläche für die Angabe von Höhenwerten, z.B. von Bergen oder auch von Städten. Dieser Wert entspricht in etwa dem des mittleren Wasserstands und ist z.B. für Deutschland durch den mittleren Pegelwert von Amsterdam festgelegt. Obwohl in anderen Ländern oft andere Bezugsorte verwendet werden, unterscheiden sich die Werte dennoch nur geringfügig.
Die Wasserstände in Seekarten in Gezeitengebieten geben dagegen an, wie hoch der Wasserstand an dem angegeben Ort in der Karte über dem niedrigsten Wasserstand bei Niedrigwasser dort ist. Steht also in der Seekarte für die Nordsee ein Wert von 2,10 Meter, so kann ein Schiff bei Niedrigwasser (Ebbe) mindestens mit dieser Wassertiefe von der Wasseroberfläche bis zum Grund rechnen.
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Springflut auf Samoa © goruma (V.Koppenwallner) |
Springflut auf Samoa © goruma (V.Koppenwallner) |
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