Die Gezeiten entstehen durch ein Zusammenwirken von drei Himmelsköpern — der Erde, dem Mond und der Sonne. Allerdings hat der Mond einen viel größeren Einfluss auf die Gezeiten, da er sich näher an der Erde befindet. Show Für die Entstehung von Ebbe und Flut spielen vor allem zwei Kräfte eine zentrale Rolle: Zwischen Mond und Erde herrschen gegenseitige Anziehungskräfte. Der Mond zieht dabei also auch das Wasser unserer Weltmeere an. Die starken Kräfte sorgen dafür, dass sich ein Wasserberg in Richtung des Mondes bildet — es entsteht ein Flutberg auf der mondzugewandten Seite. An einer Stelle fließt also Wasser ab, an der anderen Stelle sammelt es sich. Gut zu wissen: Auch die Landmassen sind von der Anziehungskraft des Mondes betroffen. Allerdings hebt und senkt sich die Erdkruste nur wenige Zentimeter pro Tag — das spüren wir gar nicht. Jetzt wird es spannend: Auch auf der mondabgewandten Seite kommt es zu einem Flutberg. Aber wieso? Hier kommt die Fliehkraft ins Spiel. Sie entsteht, da sich Erde und Mond um einen gemeinsamen Schwerpunkt drehen. Du kannst sie dir am besten anhand einer Fahrt mit einem Kettenkarussell erklären: Sie ist die Kraft, die dafür sorgt, dass die Sitze nach außen gedrängt werden. Da die Anziehungskraft des Mondes auf der mondabgewandten Seite schwächer ist als die Fliehkraft der Erde, entsteht auch hier ein zweiter Flutberg. Merke: Die Fliehkräfte sind überall auf der Erde gleich stark und weisen in dieselbe Richtung. Gezeiten EntstehungDa sich die Erde täglich um sich selber dreht, dreht sie sich sozusagen unter den beiden Flutbergen und den beiden Ebbtälern hindurch. Bei dieser Bewegung um den gemeinsamen Schwerpunkt bewegen sich alle Teile der Erde auf kreisförmigen Bahnen. Auf alle Punkte der Erdoberfläche wirkt die gleiche Fliehkraft oder Zentrifugalkraft (Bild 3). Deutlich unterschiedlich ist aber der Abstand der einzelnen Punkte der Erdoberfläche vom Mond und damit die wirkende Gravitationskraft. Dabei gilt:
Nach dem gleichen Prinzip wirkt auch das System Erde - Sonne. Der Schwerpunkt dieses System liegt noch innerhalb der Sonne. Die Auswirkungen auf die Gezeiten sind allerdings nur knapp halb so groß wie die des Systems Erde - Mond. Wie sind die Wechsel von Ebbe und Flut zu erklären?Erde und Mond bewegen sich in 27,3 Tagen, also in einem siderischen Monat, einmal um den gemeinsamen Schwerpunkt. Entsprechend wandern auch Bereiche von Ebbe und Flut. Hinzu kommt die Rotation der Erde um ihre Achse. Diese Rotation bewirkt, dass die Sonne scheinbar in 24 Stunden einmal um die Erde wandert. Der Mond benötigt dazu 24 Stunden und 50 Minuten. Die durch das System Erde - Mond erzeugten zwei Flutberge, man spricht hier vom Mondgezeit, laufen mit der scheinbaren Umlaufgeschwindigkeit des Mondes einmal um die Erde. Demzufolge tritt zweimal am Tag Ebbe und Flut auf. Der Abstand zwischen Ebbe und Flut liegt bei etwas über 6 Stunden. Was bedeuten Springtide und Nipptide?Der Gezeitenhub, auch Tidenhub genannt, ist die Differenz zwischen dem Wasserstand bei Niedrigwasser und bei Hochwasser und wird in Meter angeben.
Dabei gibt es einen interessanten Effekt: Springtiden und Nipptiden treten nicht genau an dem Tag auf, an dem die oben beschriebene astronomische Konstellation der Himmelskörper vorhanden ist. Vielmehr gibt es eine zeitliche Verzögerung von einigen Tagen. Die Ursachen dafür sind vielfältig und komplex. Zu beachten ist auch, dass nicht jedes besonders hohe Hochwasser auf die bestimmte Stellung von Sonne, Mond und Erde zueinander zurückzuführen ist. Erheblichen Einfluss auf den Wasserstand hat auch der Wind. Windbedingter Wasseranstau von 1,5 m bis 2 m kommt z.B. bei Oststurm an der schleswig-holsteinischen Ostseeküste öfter vor. Es wurden auch schon Werte von 3,5 m registriert. Einige statistische AngabenDurch die Gezeiten verändert sich auch die feste Erdkruste. Die Deformationen, die dadurch auftreten, betragen in den mittleren Breiten etwa 10 cm bis 20 cm, die Maxima etwa 40 cm. Der Gezeitenhub beim Wasser ist außerordentlich unterschiedlich. Nachfolgend ist er für einige Orte bzw. Bereiche angegeben.
Mit Ebbe und Flut sind auch Gezeitenströme verbunden. Das zufließende bzw. abfließende Wasser bewegt sich im Durchschnitt einer Geschwindigkeit von 4 km/h bis 6 km/h. An engen Stellen, z.B. in der Elbmündung vor Cuxhaven, können auch 8 km/h bis 10 km/h erreicht werden. GezeitentafelnGezeiten kann man vorausberechnen. Das erfolgt in der Regel für ein Jahr im Voraus und wird heute für viele Orte gemacht. Eine solche Zusammenstellung wird als Gezeitentafel bezeichnet. Dabei werden zumeist für jeden Tag die Zeiten für Hoch- und Niedrigwasser aufgelistet, teilweise werden auch die zu erwartenden Höhen mit angegeben. |