tidevann

Allerede Isaac Newton viste at tidevannet var en følge av alminnelig gravitasjon. Fenomenet skyldes Månens og Solens tiltrekning på vannmassene i havet. Da 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, vil man så få to høyvann i døgnet.

Solen 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 Solens avstand til Jorden varierer, blir den geografiske fordelingen av likevektstidevannet ganske komplisert. Imidlertid vil Månen på grunn av sin nærhet til Jorden gi en virkning som er mer enn dobbelt så stor som Solens. Dette gjør at likevektstidevannet i det vesentlige vil følge månedøgnet.

Likevektstidevannet forutsetter at hele Jorden er dekket av hav og er således et teoretisk begrep. 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, som forplanter seg langs kystene. Disse tidevannsbølgene vil ha perioder som er typiske for likevektstidevannet. Vi får dermed halvdaglige komponenter: Månen 12,42 timer og Solen 12 timer; heldaglige komponenter: Månen 24,84 timer og Solen 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 stormflod.

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. Eksempler er Bay of Fundy på Nova Scotia med opptil cirka 20 meter ved springflo, ved Avonmouth (Bristolkanalen) med opptil cirka 14 meter og ved St. Malo i Bretagne med opptil 12 meter.

Ved norskekysten er tidevannsforskjellen liten på Øst- og Sørlandet, for eksempel 35 centimeter ved Mandal i november. Langs vestkysten øker den nordover inntil nesten tre meter lengst i nord. 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.

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. Kjent er Moskenesstraumen i Lofoten og Saltstraumen i Salten. I enkelte elver kan tidevannet gå inn som en svær, brytende bølge (bore, mascaret), tvers over elven.

Da 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 ved meget 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.