Atmosférický příliv je přílivové jev, který vyplývá z dvojitého přitažlivosti tohoto vzduchu na Měsíci a (nižší) od Slunce , ale zejména působením cyklického diurnální vytápění vzduchových hmot ze Slunce Pokud jde o oceány, je to semi-denní, vyvolávající změny v atmosférickém tlaku řádově 1 hPa . Tento jev v planetárním měřítku má tedy příčiny podobné přílivům oceánů (které zvedají vodu) a přílivům suchozemským (které mírně deformují zemskou kůru), navíc s „tepelným přílivem“.
Přílivy a odlivy mohou vysvětlovat určité chování vzdušných hmot a určité odchylky v obsahu určitých plynů (zejména obsah radonu se zvyšuje s atmosférickým přílivovým koeficientem blízko země). Atmosférický příliv lze pozorovat ve vysokých nadmořských výškách a diskrétněji v téměř uzavřených jeskyních (jako v jeskyních Ascunsa v Rumunsku).
Atmosférický příliv je diskrétní, ale způsobuje velmi významné změny atmosférického tlaku ; řádu hektopascalu (hPa) víceméně označeného podle příslušné polohy Měsíce a Slunce ve vztahu k Zemi.
Když je měsíční atmosférický příliv velmi slabý, je účinek slunečního atmosférického přílivu snáze detekovatelný díky jeho složce „tepelného přílivu“ (s dobou 24 hodin, která je jasně viditelná ve slunečnějších tropech a je vyvolána cyklem denního oteplování . / noční chlazení).
Tyto přílivy a odlivy jsou důležitým mechanismem pro přenos energie z dolní atmosféry do horní atmosféry, přičemž dominují dynamice mezosféry a spodní termosféry. Pochopení atmosférických přílivů a odlivů je tedy zásadní otázkou pro pochopení atmosféry jako celku. Jejich modelování a monitorování / pozorování umožní sledovat a lépe předvídat změny v zemské atmosféře).
Tento typ přílivu existuje na jiných planetách srovnatelných se Zemí (pokud mají atmosféru, dokonce spíše tenkou). Jejich porozumění je užitečné, dokonce nezbytné pro úspěch určitých vesmírných studijních nebo průzkumných misí (například na Marsu, kde byl nedávno pozorován atmosférický přílivový efekt, včetně kráterů).
Atmosférický příliv je periodická oscilace atmosféry v globálním měřítku. Je to produkt několika faktorů:
Lze je měřit jako pravidelné kolísání větru, teploty, hustoty a tlaku vzduchu. Atmosférické přílivy s vyšší amplitudou se generují hlavně v troposféře a stratosféře, když se atmosféra pravidelně zahřívá. Vodní pára a vyšší ozon absorbují sluneční záření během dne. Tyto přílivy cestují daleko od zdrojových oblastí a stoupají do mezosféry a termosféry .
Atmosférický příliv má několik společných bodů s polodenním přílivem mořské vody;
Zdá se také, že vyvolává změny v ionosféře .
Solární polodenní atmosférický příliv má dynamické aspekty srovnatelné s přílivem oceánu a měsíčním atmosférickým přílivem. Na druhé straně zde dominuje tepelný aspekt (první příčina denního vývoje atmosférického tlaku).
Jeho základní oscilací, stejně jako u přílivu a odlivu oceánů, je semidurnální cyklus.
Atmosférické přílivy a odlivy, které mají mnoho společných bodů s oceánskými přílivy, ale liší se ve dvou bodech:
Tento druhý bod naznačuje, že na úrovni země jsou atmosférické přílivy detekovatelné pouze jako pravidelné, ale malé oscilace povrchového tlaku (v obdobích 12 a 24 hodin). Naopak ve vyšších výškách mohou být přílivové amplitudy velmi velké. V mezosféře ( nadmořská výška asi 50 až 100 km ) mohou atmosférické přílivy dosáhnout amplitudy větší než 50 m / s a často představují nejdůležitější část pohybu velmi vyšších vrstev atmosféry.
Jak vlny nebo vlny cestují vzhůru, pohybují se do nižších a nižších oblastí. Pokud se příliv nebo vlna nerozptýlí, musí být zachována jeho hustota kinetické energie. Vzhledem k tomu, že hustota vzduchu klesá s nadmořskou výškou, amplituda atmosférického přílivu (jeho vlny) se odpovídajícím způsobem zvyšuje, takže se šetří energie bez viditelných účinků, protože tento jev je výraznější vysoko nad vrstvou mraku nebo navštěvován ptáci nebo letadla .
Největší amplituda atmosférických přílivů je generována během dne zahříváním atmosféry Sluncem. Tento periodický cyklus zvaný denní denní (denní) proto generuje příliv a odliv, jehož období jsou spojena se slunečním dnem. Dalo by se očekávat přílivové cykly s přesným trváním 24 hodin, ale pozorování ukazují, že jsou generovány velké amplitudové přílivy s periodami 24 a 12 hodin. A je pozorován další typ přílivu, s přílivy obecně nižší amplitudy, jejichž periody jsou 8 a 6 hodin.
Tato různorodost období je způsobena skutečností, že solární ohřev atmosféry má formu přibližného obdélníkového vlnového profilu, a proto je bohatý na harmonické. Když je tento model rozdělen na jednotlivé frekvenční složky pomocí Fourierovy transformace, spolu s průměrnou a denní variací (nad 24 hodin) vznikají významné oscilace s periody 12, 8 a 6 hodin. Přílivy generované gravitačním účinkem Slunce také existují, ale jsou mnohem diskrétnější a slabší než ty, které generuje sluneční ohřev.
Ve zbývající části tohoto článku budou takzvané „sluneční“ přílivy a odlivy odkazovat pouze na tepelné sluneční přílivy.
Určité množství sluneční energie je absorbováno přímo z atmosféry před dosažením Země. Další část pohlcuje atmosféra, ale poté, co byla emitována nebo „poslána zpět“ Zemí. Složka atmosféry, která absorbuje nejvíce tepla, je v této souvislosti důležitá vodní pára (~ 0-15 km) z troposféry, poté ozon (ve vrstvě umístěné 30-60 km od nadmořské výšky) ve stratosféře, stejně jako molekulární kyslík a molekulární dusík (v ~ 120-170 km) v termosféře.
Výškové a časové variace v globální distribuci a hustotě těchto fyzikálně-chemických druhů způsobují změny v amplitudě slunečních přílivů. Přílivy a odlivy jsou ovlivněny také prostředím, ve kterém se pohybují.
Solární příliv lze rozdělit na dvě složky: migraci a nemigraci.
Migrující sluneční přílivyTakzvané migrující přílivy a odlivy se točí kolem planety synchronně se slunnou tváří Země (z pohledu nehybného pozorovatele na zemi); šíří se na západ po zdánlivém pohybu Slunce.
Když migrační příliv a odliv zůstávají fixní vzhledem ke Slunci, vytvoří se excitační vzor, který je také fixní vzhledem ke Slunci.
Změny přílivu a odlivu pozorované ze stacionárního hlediska na povrchu Země jsou způsobeny rotací Země vzhledem k tomuto pevnému modelu.
Sezónní variace přílivu a odlivu se projevují také tehdy, když se Země sezónně nakloní vzhledem ke Slunci (a tedy vzhledem k excitačnímu modelu).
Migrační sluneční přílivy byly rozsáhle studovány jak pozorováním, tak mechanickými modely.
Nemigrující sluneční přílivyMohou být považovány za vlny vyskytující se v globálním měřítku a mají stejná období jako migrující přílivy a odlivy.
Nemigrující přílivy a odlivy však nenásledují zdánlivý pohyb Slunce: Buď se nerozšíří vodorovně, šíří se na východ, nebo se šíří na západ rychlostí odlišnou od rychlosti Slunce. Tyto nemigrující přílivy a odlivy mohou být generovány rozdíly v topografii podle zeměpisné délky , kontrastu země-moře a interakcí s povrchem země. Důležitým zdrojem tohoto jevu je uvolňování latentního tepla vyvolané hlubokou konvekcí, která existuje v intertropické zóně.
Hlavní zdroj 24hodinového přílivu je ve spodní atmosféře, kde jsou důležité povrchové efekty. To má za následek relativně velkou nemigrující složku pozorovanou v podélných rozdílech přílivových amplitud. Největší amplitudy byly pozorovány na jižní polokouli: v Jižní Americe, Africe a Austrálii.
Ve 40. letech vidíme, že tyto přílivy existují, vyvolané gravitačními účinky Měsíce, tyto takzvané „ gravitační “ měsíční přílivy a odlivy jsou mnohem slabší než sluneční (tepelné) přílivy a jsou generovány pohybem oceánů Země (způsobené Měsícem) a v menší míře účinkem gravitačního působení Měsíce na atmosféru.
Základní charakteristiky přílivu a odlivu jsou popsány klasickou slapovou teorií. Při zanedbávání mechanického vynucování a rozptylu klasická teorie přílivu předpokládá, že pohyby atmosférických vln lze považovat za lineární narušení původně stacionárního, horizontálně stratifikovaného, izotermického středního stavu. Dva hlavní výsledky klasické teorie jsou tyto:
K přílivovému tlumení dochází hlavně v oblasti spodní termosféry ; může to být způsobeno turbulencí vyvolanou rozbitím gravitačních vln. Tento jev je poněkud podobný vlnám narážejícím na pláž, ale pokud jde o přílivy a odlivy, energie se rozptýlí do atmosférického pozadí. Molekulární difúze se také stává stále důležitější na vyšších úrovních ve spodní termosféře, jak se zvyšuje průměrná volná cesta ve zředěné atmosféře. Výše je zodpovědný za elektrické proudy Sq v oblasti ionosférického dynama mezi nadmořskou výškou 100 až 200 km.