Rhyngweithio Llanw'r Ddaear a'r Lleuad
Mae llanw yn un o'r ffenomenau naturiol hawsaf i'w gweld mewn ardaloedd arfordirol: mae lefelau'r môr yn codi am ychydig oriau, yna'n gostwng yn araf, ac mae'r cylch yn ailadrodd bob dydd. Y tu ôl i'r rhythm syml hwn, sy'n ymddangos yn syml, mae rhyngweithio disgyrchiant cymhleth rhwng y Ddaear a'r Lleuad (yn ogystal â chyfraniad yr Haul) sy'n siapio dynameg y cefnforoedd, gan ddylanwadu ar ecosystemau arfordirol, gweithgaredd llongau, a hyd yn oed dylunio seilwaith arfordirol. Nid yn unig mater o chwilfrydedd gwyddonol yw deall y rhyngweithio llanw rhwng y Ddaear a'r Lleuad ond hefyd o bryderon diogelwch, economeg ac amgylcheddol.
Grym disgyrchiant a tharddiad llanw
Hanfod llanw yw grym disgyrchiant. Mae gan y Lleuad fàs llawer llai na'r Ddaear, ond mae ei hagosrwydd cymharol yn gwneud ei dylanwad disgyrchiant ar y Ddaear yn arwyddocaol. Mae disgyrchiant y Lleuad yn tynnu ar y Ddaear ac, yn benodol, màs dŵr y cefnforoedd. Fodd bynnag, nid dim ond "dŵr môr yn cael ei dynnu tuag at y Lleuad" yw llanw. Yr hyn sy'n bwysig yw'r gwahaniaeth yn nhynfa disgyrchiant y Lleuad mewn gwahanol bwyntiau ar y Ddaear.
Mae ochr y Ddaear sy'n wynebu'r Lleuad yn profi tynfa disgyrchiant gryfach na'r ochr gyferbyn. Gelwir y gwahaniaeth hwn yn rym llanw. O ganlyniad, mae dau fwlch llanw yn ffurfio: un ar yr ochr sy'n wynebu'r Lleuad, oherwydd y tynfa disgyrchiant gryfach, a'r llall ar yr ochr gyferbyn, oherwydd y tynfa disgyrchiant wannach. O fewn fframwaith system y Ddaear a'r Lleuad, mae presenoldeb y fwlch ochr bell yn aml yn cael ei egluro gan gyfuniad o effeithiau disgyrchiant gwahaniaethol a'r symudiad orbitol a rennir o ganol màs (barycenter) system y Ddaear a'r Lleuad.
Gyda'r ddau fwlch hyn, wrth i'r Ddaear gylchdroi, bydd ardal arfordirol fel arfer yn "mynd" dros y ddau fwlch mewn un cylchdro, felly mae llawer o leoedd yn profi dau lanw uchel a dau lanw isel mewn tua diwrnod. Fodd bynnag, oherwydd bod y Lleuad hefyd yn symud o amgylch y Ddaear, nid yw cylchred y llanw yn union 24 awr; ar gyfartaledd, mae'n dilyn "diwrnod lleuad" o tua 24 awr a 50 munud. Dyma pam mae amser y llanw uchaf yn symud tua 50 munud yn hwyrach bob dydd.
Rôl yr Haul: lleuad lawn a chwarter lleuad
Er mai'r Lleuad yw prif yrrwr y llanw, mae'r Haul hefyd yn chwarae rhan. Mae disgyrchiant yr Haul yn llawer mwy, ond mae mor bell i ffwrdd fel bod ei rym llanw yn llai na grym y Lleuad (tua hanner cymaint). Pan fydd y Ddaear, y Lleuad a'r Haul wedi'u halinio—ar Leuad newydd (cydweithrediad) neu Leuad lawn (gwrthwynebiad)—mae grymoedd llanw'r Lleuad a'r Haul yn gweithredu i'r un cyfeiriad. Mae hyn yn arwain at lanw gwanwyn (heb fod yn gysylltiedig â'r gwanwyn, ond yn hytrach "ymchwydd"), sef amrediad llanw mwy na'r cyfartaledd (y gwahaniaeth yn lefel y dŵr rhwng llanw uchel ac isel).
I'r gwrthwyneb, pan fydd y Lleuad yn ei chyfnod chwarter cyntaf neu drydydd, mae ei safle'n ffurfio ongl tua 90 gradd i linell y Ddaear-Haul. Ar y pwynt hwn, mae grymoedd llanw'r Lleuad a'r Haul yn "canslo" ei gilydd, gan gulhau'r amrediad llanw. Mae hwn yn llanw bach. I bysgotwyr, gweithredwyr porthladdoedd, a chynllunwyr gweithgareddau arfordirol, mae'r patrwm gwanwyn-llanw bach hwn yn bwysig oherwydd ei fod yn pennu pryd mae ceryntau llanw yn tueddu i fod yn gryfach a phryd mae lefelau dŵr eithafol yn fwy tebygol.
Pam mae uchder y llanw yn amrywio o le i le?
Pe bai llanw yn dibynnu'n llwyr ar ddisgyrchiant y Lleuad, byddai holl arfordiroedd y Ddaear yn profi patrymau tebyg. Mewn gwirionedd, mae uchder llanw yn amrywio'n fawr: mae rhai lleoedd yn profi llanw o ddegau o gentimetrau yn unig, tra gall eraill gyrraedd degau o fetrau, fel ym Mae Fundy (Canada). Mae'r gwahaniaeth hwn yn cael ei achosi gan sawl prif ffactor:
1. Siâp basn y cefnfor a'r arfordir
Gall siâp culhau'r bae "ganolbwyntio" màs y dŵr, gan gynyddu'r llanw. Mae topograffeg gwely'r môr hefyd yn effeithio ar sut mae tonnau llanw yn lledaenu ac yn adlewyrchu.
2. Cyseiniant
Mae gan bob basn dŵr gyfnod naturiol o osgiliad. Os yw cyfnod y llanw yn agosáu at gyfnod naturiol y basn, gall osgled y llanw gynyddu fel siglen sy'n cael ei gwthio ar yr amser iawn.
3. Effaith Coriolis a dynameg llanw
Mae llanw cefnfor yn donnau hir-dynnol sy'n cael eu dylanwadu gan gylchdro'r Ddaear. Mae hyn yn achosi system gerrynt cylchdroi (amffidromig) mewn rhai ardaloedd, gan arwain at bron dim llanw mewn rhai mannau (osgledau ger sero), tra mewn eraill maent yn eithaf mawr.
4. Ffrithiant a dyfnder dŵr
Mae dyfroedd bas yn cynyddu ffrithiant y gwaelod, gan newid y cyfnod a lleihau neu weithiau gynyddu'r osgled trwy ryngweithiadau cymhleth â ffurf y lan.
Oherwydd y ffactorau hyn, mae rhai lleoliadau'n profi llanw dwbl bob dydd (hanner dydd), eraill un llanw bob dydd (dyddiol), ac mae gan lawer lanw cymysg. Mae gan Indonesia, er enghraifft, amrywiaeth o fathau o lanw wedi'u dylanwadu gan gymer cefnforoedd, culforoedd, a thopograffeg archipelagaidd.
Rhyngweithiadau hirdymor: arafu cylchdro'r Ddaear ac orbit y Lleuad yn cilio
Nid yw rhyngweithiadau llanw yn unig yn symud dŵr y cefnfor i fyny ac i lawr bob dydd; maent hefyd yn trosglwyddo egni a momentwm onglog rhwng y Ddaear a'r Lleuad. Nid yw'r chwydd llanw bob amser yn alinio'n union â'r aliniad Ddaear-Lleuad oherwydd bod y Ddaear yn cylchdroi'n gyflymach na orbit y Lleuad. Mae ffrithiant yn y cefnfor a rhyngweithiadau â gwely'r môr yn achosi i'r chwydd llanw lusgo neu arwain ychydig yn dibynnu ar ddeinameg leol, ond yn fyd-eang, mae'r chwydd yn tueddu i fod ychydig o flaen aliniad y Lleuad. O ganlyniad, mae'r grym disgyrchiant rhwng y Lleuad a'r chwydd llanw yn cynhyrchu trorym.
Mae gan y torque hwn ddau ganlyniad mawr:
1. Mae cylchdro'r Ddaear yn arafu
Mae egni cylchdro'r Ddaear yn lleihau'n raddol oherwydd gwasgariad egni'r llanw (yn bennaf fel gwres trwy ffrithiant). O ganlyniad, mae hyd y dydd yn cynyddu ychydig iawn dros amser ar raddfa ddaearegol.
2. Mae'r lleuad yn symud i ffwrdd o'r Ddaear
Mae'r momentwm onglog a gollir o gylchdro'r Ddaear yn cael ei drosglwyddo i orbit y Lleuad, gan gynyddu radiws orbitol y Lleuad. Mae mesuriadau modern gan ddefnyddio adlewyrchyddion laser a adawyd ar ôl gan deithiau Apollo yn dangos bod y Lleuad yn symud i ffwrdd o'r Ddaear ychydig gentimetrau y flwyddyn. Yn y tymor hir, mae hyn yn golygu y bydd cyfraddau llanw yn newid yn y dyfodol pell iawn a bydd hyd diwrnod y Ddaear yn parhau i gynyddu.
Mae'r broses hon hefyd yn rhoi cliwiau am orffennol y Ddaear. O'r cofnod daearegol a rhai ffosiliau sy'n cofnodi rhythmau dyddiol neu fisol (megis twf lamineiddio), gall gwyddonwyr amcangyfrif bod cannoedd o filiynau o flynyddoedd yn ôl, roedd dyddiau'r Ddaear yn fyrrach a'r Lleuad yn agosach, gan ganiatáu i batrymau llanw fod yn gryfach mewn rhai rhanbarthau.
Effaith llanw ar fywyd a gweithgareddau dynol
Mae llanw yn dylanwadu ar lawer o agweddau ar fywyd arfordirol. Mewn ecosystemau, mae'r parth rhynglanw—ardal sydd wedi'i boddi ac wedi'i hamlygu i'r awyr bob yn ail—yn darparu cynefin unigryw ar gyfer organebau y mae'n rhaid iddynt wrthsefyll newidiadau mewn tymheredd, halltedd a sychder. Mae ceryntau llanw hefyd yn helpu i gludo maetholion, dosbarthu larfae a throi'r dyfroedd, gan ddylanwadu felly ar gynhyrchiant pysgodfeydd.
Ar ochr ddynol, mae llanw yn pennu amserlenni llongau sy'n mynd i mewn i harbyrau bas, yn effeithio ar ddiogelwch croesfannau, ac yn llywio cynllunio argloddiau, pierau a systemau draenio mewn dinasoedd arfordirol. Yng nghyd-destun newid hinsawdd a chodiad lefel y môr, mae deall llanw yn gynyddol bwysig oherwydd bod llifogydd llanw yn aml yn digwydd pan fydd llanw uchel yn cyd-daro â stormydd, tonnau a lefelau môr yn codi.
Ar ben hynny, mae ynni'r llanw yn ffynhonnell ynni adnewyddadwy. Mae gorsafoedd pŵer llanw yn defnyddio gwahaniaethau mewn lefelau dŵr neu gerhyntau llanw. Fodd bynnag, mae eu cymhwysiad yn gofyn am astudiaeth fanwl er mwyn osgoi niweidio ecosystemau, llwybrau mudo organebau, neu ddeinameg gwaddod.
Cau
Mae'r rhyngweithio llanw rhwng y Ddaear a'r Lleuad yn enghraifft fywiog o sut mae grymoedd cosmig yn effeithio ar fywyd bob dydd. Mae tynfa disgyrchiant y Lleuad—gyda chymorth yr Haul—yn creu tonnau llanw sy'n crychdonni ar draws y cefnfor, gan gerflunio siâp arfordiroedd a gwely'r môr, a chynhyrchu patrymau gwahanol mewn gwahanol ranbarthau. Dros raddfeydd hirdymor, mae llanw'n gweithredu fel mecanwaith ar gyfer cyfnewid ynni, gan arafu cylchdro'r Ddaear yn raddol a gwthio'r Lleuad i ffwrdd. Mae'r ffenomen hon yn cysylltu'r awyr a'r môr, gan ddangos nad yw'r Ddaear yn system ar wahân ond yn hytrach yn rhan o ddawns ddisgyrchiant sydd wedi bod yn digwydd ers biliynau o flynyddoedd.
