Mareas de período largo
Las mareas de período largo son mareas gravitacionales con períodos de más de un día, típicamente con amplitudes de unos pocos centímetros o menos. Los componentes de las mareas de período largo con un forzamiento relativamente fuerte incluyen los componentes quincenal lunar (Mf) y mensual lunar (Ms), así como los constituyentes solar semestral (Ssa) y solar anual (Sa).
Un análisis de la distancia cambiante de la Tierra en relación con el Sol, la Luna y Júpiter por Pierre-Simon de Laplace en el siglo XVIII mostró que los períodos en los que la gravedad varía se agrupan en tres especies: los constituyentes de marea semidiurnos y diurnos, que tienen períodos de un día o menos, y los constituyentes de las mareas de período largo.
Además de tener períodos de más de un día, el forzamiento de las mareas de períodos prolongados se distingue del de la primera y la segunda especie por ser zonalmente simétrico. [ se necesita aclaración ] Las mareas de período largo también se distinguen por la forma en que responden los océanos: los forzamientos ocurren con la suficiente lentitud como para no excitar las ondas de gravedad de la superficie . La excitación de las ondas de gravedad superficiales es responsable de las mareas semidiurnas de gran amplitud en la Bahía de Fundy , por ejemplo. En contraste, el océano responde al forzamiento de la marea de un período prolongado con una combinación de una marea de equilibrio junto con una posible excitación de los modos normales de la onda barotrópica de Rossby [1]
Las mareas gravitacionales son causadas por cambios en la ubicación relativa de la Tierra, el sol y la luna, cuyas órbitas son ligeramente perturbadas por Júpiter. La ley de Newton de la gravitación universal establece que la fuerza gravitacional entre una masa en un punto de referencia en la superficie de la Tierra y otro objeto como la Luna es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. La declinaciónde la Luna en relación con la Tierra significa que a medida que la Luna orbita la Tierra durante la mitad del ciclo lunar, la Luna está más cerca del hemisferio norte y durante la otra mitad la Luna está más cerca del hemisferio sur. Este cambio periódico en la distancia da lugar al componente de marea quincenal lunar. La elipticidad de la órbita lunar da lugar a un componente de marea mensual lunar. Debido a la dependencia no lineal de la fuerza en la distancia, existen componentes de marea adicionales con frecuencias que son la suma y las diferencias de estas frecuencias fundamentales. El movimiento del Sol y Júpiter introduce frecuencias fundamentales adicionales, por lo que existen componentes de marea en todas estas frecuencias, así como en todas las sumas y diferencias de estas frecuencias, etc.La descripción matemática de las fuerzas de marea se simplifica enormemente al expresar las fuerzas en términos de potenciales gravitacionales. Debido a que la Tierra es aproximadamente una esfera y las órbitas son aproximadamente circulares, también resulta muy conveniente describir estos potenciales gravitacionales en coordenadas esféricas utilizando expansiones armónicas esféricas.
