Loading article…
地球潮汐（固体地球潮汐、地殻潮汐、物体潮汐、物体潮汐、または陸潮汐とも呼ばれる）は、月と太陽の重力によって引き起こされる固体地球の表面の変位である。[ 1 ] その主な成分は、約12時間以上の周期でメートルレベルの振幅を持つ。最大の物体潮汐成分は半日周期であるが、日周期、半年周期、および2週間周期の寄与も大きい。[ 2 ]地球潮汐と海洋潮汐 を引き起こす重力は同じだが、その反応は大きく異なる。
周期的な重力のうち大きい方は月によるものですが、太陽によるものも重要です。ここに示す画像は、月が北緯30度（または南緯30度）の真上にあるときの月の潮汐力を示しています。このパターンは固定されており、赤い領域は月に向かって（または月から離れる方向に）向いています。赤は上向きの引力、青は下向きの引力を示します。たとえば、月が西経90度（または東経90度）の真上にある場合、赤い領域の中心は北半球の西側、右上にあります。たとえば、月が西経90度（東経90度）の真上にある場合、赤い領域の中心は北緯30度、西経90度、南緯30度、東経90度であり、青みがかった帯の中心はこれらの点から等距離にある大円に沿っています。緯度30度では、1太陰日に1回強いピークが発生し、その緯度で顕著な日周力が生まれます。赤道沿いには、ほぼ同じ大きさの2つの山頂（と窪地）があり、半日周期的な力が作用する。
地球の潮汐は地球全体に及び、地殻の薄さや陸塊に妨げられることなく、岩石の剛性が関係ないほどの規模で発生します。海洋潮汐は接線力（平衡潮汐を参照）と、海洋盆地における水の動きの周期と、何日にもわたって蓄積された同じ駆動力との共鳴の結果であり、そのため振幅とタイミングは大きく異なり、わずか数百キロメートルという短い距離でも変化します。地球全体の振動周期は天文学的な周期とはかけ離れているため、地球のたわみは瞬間的な力によるものです。
周期が約 12 時間である潮汐成分は、月の振幅 (地球の膨らみ/窪みの距離) が太陽の振幅の 2 倍強の高さになります (下記表参照)。新月と満月では、太陽と月が一直線に並び、月と太陽の潮汐の最大値と最小値 (膨らみと窪み) が加算されて、特定の緯度で最大の潮汐範囲になります。月の最初の四半期と最後の四半期では、月と太陽の潮汐は垂直になり、潮汐範囲は最小になります。半日潮は、約 12 時間ごとに 1 サイクル (満潮と干潮) を、約 14 日ごとに最大高さの 1 サイクル (大潮と小潮) を繰り返します。[ 3 ]
半日潮（約 12 時間ごとに 1 つの最大潮位）は主に月によるものであり（S 2のみが純粋に太陽によるもの）、同じ経度に沿って同時に上昇および下降するセクター(またはセクター) 変形を引き起こします。 [ 4 ] 垂直方向および東西方向の変位のセクター変動は赤道で最大となり、極では消滅します。各緯度に沿って 2 つのサイクルがあり、膨らみは互いに反対で、凹みも同様に反対です。日周潮は月太陽によるもので、テッセラル変形を引き起こします。垂直方向および東西方向の動きは緯度 45° で最大となり、赤道および極ではゼロです。テッセラル変動は緯度ごとに 1 つのサイクル、1 つの膨らみと 1 つの凹みがあり、膨らみは反対 (対蹠) であり、言い換えれば、たとえば北半球の西側と南半球の東側です。同様に、凹地は互いに反対方向を向いており、この場合は北半球の東部と南半球の西部に相当します。最後に、半月潮と半年潮には帯状変形（緯度円に沿って一定）があり、これは月または太陽の重力が地軸の傾きによって交互に北半球と南半球から離れる方向に向けられるためです。緯度35°16'では垂直方向の変位はゼロです。
これらの変位は鉛直方向に影響を与えるため、東西方向と南北方向の変動は天文学的な用途ではミリ秒角で表にまとめられることが多い。鉛直方向の変位は、重力勾配が場所によって異なるため、距離換算が1センチメートルあたり約3μGalとなることから、μGalで表されることが多い。
主な潮汐成分。振幅は記載されている値から数パーセントの範囲で変動する場合があります。[ 5 ] [ 6 ]
潮汐理論#潮汐成分も参照してください。
海洋潮汐荷重は、海洋潮汐に伴う水塊の周期的な変動に応じて地殻が変形する現象であり、通常、物体潮汐による変形よりも1桁小さい。[ 7 ] 内陸部の高感度機器では、同様の補正が必要になることが多い。大気荷重や嵐も測定可能だが、移動する質量はそれほど大きくない。
火山学者は、規則的で予測可能な地球の潮汐の動きを利用して、高感度な火山変形監視機器の校正とテストを行っています。潮汐は火山活動を引き起こすこともあります。[ 8 ] [ 9 ]
地球の半日潮のM2振幅は赤道で約55cm （22インチ）に達することがあり、これは全地球測位システム、超長基線干渉法、衛星レーザー測距測定を用いた測地学において重要である。[ 10 ] [ 11 ] 半日地球潮は月とほぼ同位相であり、地球の主要な半日月潮の遅れは0.204°±0.047°で、これは約25秒の時間遅れに相当する。これは、固体潮が少なくとも110GW （1億5000万hp）の潮汐エネルギーを散逸させ、これは海洋潮が散逸させるエネルギーの約5%に相当することを意味する。[ 12 ]
正確な天文学的角度測定を行うには、地球の自転速度（日長、歳差運動、章動に加えて）を正確に知る必要があり、これは地球の潮汐（極潮も参照）の影響を受けます。一部の素粒子物理学実験の場合にも、地球の潮汐を考慮に入れる必要があります。 [ 13 ] 例えば、CERNやSLAC国立加速器研究所では、適切な動作のために地球の潮汐を考慮して、非常に大きな粒子加速器が設計されました。 [ 14 ]考慮に入れる必要がある影響の中には、円形加速器の円周変形[ 15 ]や粒子ビームのエネルギー[ 16 ]などがあります。
物体潮汐は、惑星や衛星などの他の天体にも存在します。地球の月では、物体潮汐は「毎月約±0.1m変動する」 [ 17 ] 。 これは惑星系の長期的なダイナミクスにおいて重要な役割を果たします。例えば、物体潮汐はエネルギーを散逸させ、衛星の自転を破壊してスピン軌道共鳴にロックします。そのため、月は1:1の共鳴に捕らえられ、常に地球に片面を向け、水星は太陽との3:2のスピン軌道共鳴に捕らえられています。[ 18 ] 同じ理由で、多くの系外惑星は主星とのより高いスピン軌道共鳴に捕らえられていると考えられています。[ 19 ]
{{cite journal}}: CS1メンテナンス: 日付と年 (リンク)