Wie entstehen die Gezeiten?

Wie entstehen die Gezeiten? Übung

• Gib die richtige bildliche Darstellung an.

  Tipps

  Wo wirkt die Gravitationskraft des Mondes am stärksten, wo am schwächsten?

  Ebbe und Flut wiederholen sich alle 12,5 Stunden. Das ist zweimal so schnell, wie die Erde für eine Umdrehung braucht.

  Lösung

  Die Gezeiten der Ozeane entstehen durch den Einfluss der Gravitationskraft des Mondes auf die Erde. Auf der einen Seite der Erde ist die Gravitationskraft etwas höher als im Erdmittelpunkt und das Wasser wird etwas stärker angezogen als die harte Erdkruste und türmt sich deshalb zu einem Flutberg auf. Auf der gegenüberliegenden Seite der Erde hingegen ist die Wirkung der Gravitationskraft etwas schwächer als im Erdmittelpunkt und das flüssige Wasser wird etwas weniger stark zum Mond hingezogen als der Rest der Erde. Es verliert gewissermaßen den Boden unter sich und wird deshalb ebenfalls zu einem Flutberg aufgetürmt.

• Nenne die Eigenschaften der Gezeiten.

  Tipps

  Auch die Sonne zieht mit ihrer Gravitationskraft an der Erde.

  In Venedig ist der Tidenhub größer als an anderen Mittelmeerorten.

  Die Ostsee ist nur durch eine Meerenge mit dem Atlantik verbunden.

  In einem Fjörd ist der Tidenhub größer als an einem geraden Strand.

  Lösung

  Die Gezeiten werden vor allem durch die Gravitationskraft des Mondes erzeugt, aber auch die Sonne beeinflusst sie. Die Gezeitenkraft der Sonne ist zwar nicht so stark wie die des Mondes, aber sie kann die Gezeiten verstärken oder abschwächen, je nachdem wie Mond und Sonne zur Erde stehen.

  Die Gezeitenkraft zeigt ihren Einfluss besonders stark bei großen Gewässern, wie dem Atlantik, an deren Küsten auch der Tidenhub höher ist. Der Rekord liegt bei etwa 15 Metern an der Ostküste Kanadas.

  Auch die Küstenform hat einen starken Einfluss auf die Gezeiten. Das Wasser aus einer engen Bucht oder einem Fluss kann sich zum Beispiel, wie bei einem umgekehrten Trichter, bei Niedrigwasser im offenen Meer auf ein größeres Volumen ausbreiten. Die Gezeiten sind hier deshalb extremer als an einer geraden Küste.

  Weil sich die Erde einmal am Tag um sich selbst dreht und sich damit auch die Gezeitenkräfte verändern, wechseln sich Ebbe und Flut zweimal am Tag ab. Allerdings passiert dies nicht genau alle 12 Stunden, sondern alle 12,5 Stunden, weil sich in dieser Zeit auch der Mond auf seiner Bahn um die Erde ein wenig weiter bewegt.

• Bestimme den Tidenhub.

  Tipps

  In den Kanälen von Venedig kann sich das Wasser schnell anstauen.

  Das Wasser aus der Ostsee kann nur durch eine enge Verbindung in die Nordsee abfließen. Auch das Mittelmeer ist nur durch einen engen Kanal mit dem Atlantik verbunden.

  Die kanadische Ostküste liegt direkt am freien Atlantischen Ozean.

  Lösung

  Die Gezeitenkraft des Mondes zeigt ihre Wirkung besonders bei großen, zusammenhängenden Wassermassen wie dem Atlantischen Ozean. Der Tidenhub ist deshalb auch an den Küsten der großen Weltmeere besonders stark und kann dort Rekordwerte erreichen. An der kanadischen Atlantikküste sind es bis zu 15 Meter.

  Das Wasser der Nordsee wird bei Flut zwar auch in den großen Atlantik gezogen, allerdings kann es nicht so schnell abfließen wie in Kanada, da es um Großbritannien herum fließen muss. So kehren sich die Gezeiten wieder um, bevor das Wasser komplett von den Küsten abgezogen wurde. Der Tidenhub beträgt an der deutschen Nordseeküste aber immerhin noch 4 Meter.

  Die Ostsee ist nur durch einen engen Kanal mit der Nordsee verbunden, sodass das Wasser kaum noch schnell genug hinausfließen kann, um einen merklichen Gezeitenunterschied zu bewirken. Der Tidenhub beträgt hier nur etwa 40 Zentimeter.

  Auch das Mittelmeer hat im Mittel einen sehr geringen Tidenhub von nur 10 Zentimetern, da es ebenfalls nur durch einen engen Kanal mit dem Atlantik verbunden ist. In Venedig ist der Tidenhub allerdings aufgrund der Trichterwirkung besonders hoch: Das Wasser wird bei Flut aus dem größeren Volumen des Meeres in die Kanäle gedrückt und staut sich dort auf. So bewirkt auch ein kleiner Anstieg des gesamten Meeresspiegels einen stärkeren Tidenhub von 1 Meter in den Kanälen der Stadt.

• Untersuche die Fluthöhe an den unterschiedlichen Orten.

  Tipps

  Das einströmende Wasser verhält sich an den Küsten vergleichbar mit einer normalen Welle.

  Um die Insel fließt die Flutströmung recht einfach herum.

  Lösung

  Das auflaufende Wasser bei Flut kann man sich in etwa so wie eine normale Wasserwelle oder auch einen kleinen Tsunami vorstellen. Die Welle sorgt überall dort für hohen Wasserstand, wo sie besonders gut gestaut werden kann.

  Um die Insel fließt das Wasser leicht herum, weshalb auf Inseln die Gezeiten meist weniger ausgeprägt sind als auf dem Festland. In der Bucht wird das Wasser hingegen wie in einem Trichter gestaut. Deshalb ist in einer Bucht oder in einem Hafen eine sehr starke Flut zu erwarten. Auch im Fluss gibt es eine Trichterwirkung, allerdings wird das Wasser weniger stark gestaut. Die Gezeiten sind in einem Fluss deshalb meist nicht so stark wie an der Küste.

• Bestimme die verbleibende Zeit.

  Tipps

  Durch die Flut entstehen starke Strömungen, die einen Menschen leicht mitreißen können.

  Von Niedrigwasser bis Hochwasser dauert es $6\frac{1}{4}$ Stunden.

  Lösung

  Ole ist vier Stunden nach dem letzten Hochwasser losgewandert und hat 2 Stunden für seine Wanderung benötigt. Hinzu kommen noch $1\frac{1}{2}$ Stunden für das Gespräch mit Sönke. Insgesamt sind also seit dem letzten Hochwasser $7\frac{1}{2}$ Stunden vergangen und bis zum nächsten Hochwasser wird es noch 5 Stunden dauern. Allerdings muss Ole 4 Stunden vor dem nächsten Hochwasser zurück sein, da sonst das Wasser bereits zu hoch steht. Er hätte deshalb nur eine Stunde Zeit für den Rückweg. Ole sollte lieber auf die Fähre warten, denn die starke Strömung des auffließenden Flutwassers könnte ihn leicht mitreißen.

• Erkläre den Einfluss der Mondphasen.

  Tipps

  Bei Neumond wirken die Gravitationskräfte von Sonne und Mond in die gleiche Richtung.

  Bei Halbmond bilden Sonne, Erde und Mond ein Dreieck mit einem rechten Winkel.

  Bei Vollmond ziehen Mond und Sonne an beiden Seiten der Erde.

  Lösung

  Der Tidenhub ist tatsächlich bei Neumond und bei Vollmond am stärksten und bei Halbmond am schwächsten. Dies liegt daran, dass der Mond bei Neumond von der Sonne aus gesehen vor der Erde und bei Vollmond hinter der Erde steht. Die Gezeitenkräfte von Sonne und Mond wirken deshalb in der gleichen Achse und verstärken einander. Bei Halbmond hingegen wirken die Gezeitenkräfte von Sonne und Mond aus unterschiedlichen Richtungen auf die Weltmeere und schwächen einander ab.