น้ำขึ้นน้ำลงของโลก (หรือที่รู้จักกันในชื่อน้ำขึ้นน้ำลงของโลกแข็ง น้ำขึ้นน้ำลงของเปลือกโลก น้ำขึ้นน้ำลงของร่างกาย หรือน้ำขึ้นน้ำลงบนบก)คือการเคลื่อนที่ของ พื้นผิว โลกแข็งที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของ ดวง จันทร์และดวงอาทิตย์ [ ^{1 ] องค์ประกอบ} หลักมีแอมพลิจูดระดับเมตรในช่วงเวลาประมาณ 12 ชั่วโมงขึ้นไป องค์ประกอบน้ำขึ้นน้ำลงของร่างกายที่ใหญ่ที่สุดคือน้ำขึ้นน้ำลงแบบครึ่งวันแต่ก็มีน้ำขึ้นน้ำลงแบบรายวัน แบบครึ่งปี และแบบสองสัปดาห์ที่มีส่วนสำคัญเช่นกัน^{[ 2 ]} แม้ว่าแรงโน้มถ่วงที่ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงของโลกและน้ำขึ้นน้ำลง ในมหาสมุทร จะเหมือนกัน แต่การตอบสนองนั้นค่อนข้างแตกต่างกัน

แรงดึงดูดของดวงจันทร์: ภาพเหล่านี้แสดงให้เห็นดวงจันทร์อยู่เหนือเส้นละติจูด 30° เหนือ (หรือ 30° ใต้) เมื่อมองจากด้านบนของซีกโลกเหนือ โดยแสดงให้เห็นทั้งสองด้านของดาวเคราะห์ สีแดงอยู่ด้านบน สีน้ำเงินอยู่ด้านล่าง

แรงโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นเป็นระยะๆ ส่วนใหญ่มาจากดวงจันทร์ แต่แรงจากดวงอาทิตย์ก็มีความสำคัญเช่นกัน ภาพเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงแรงดึงดูดของ ดวงจันทร์ เมื่อดวงจันทร์อยู่ตรงเหนือละติจูด 30° เหนือ (หรือ 30° ใต้) รูปแบบนี้จะคงที่ โดยพื้นที่สีแดงจะชี้เข้าหา (หรือชี้ออกไปจาก) ดวงจันทร์ สีแดงแสดงถึงแรงดึงขึ้น สีน้ำเงินแสดงถึงแรงดึงลง ตัวอย่างเช่น หากดวงจันทร์อยู่ตรงเหนือละติจูด 90° ตะวันตก (หรือ 90° ตะวันออก) พื้นที่สีแดงจะอยู่ตรงกลางซีกโลกเหนือฝั่งตะวันตก ทางด้านบนขวา ตัวอย่างเช่น หากดวงจันทร์อยู่ตรงเหนือละติจูด 90° ตะวันตก (90° ตะวันออก) จุดศูนย์กลางของพื้นที่สีแดงจะอยู่ที่ 30° เหนือ 90° ตะวันตก และ 30° ใต้ 90° ตะวันออก และจุดศูนย์กลางของแถบสีน้ำเงินจะลากตามวงกลมใหญ่โดยมีระยะห่างเท่ากันจากจุดเหล่านั้น ที่ละติจูด 30° จะเกิดแรงสูงสุดหนึ่งครั้งต่อหนึ่งวันจันทร์ ทำให้เกิดแรงรายวันที่สำคัญที่ละติจูดนั้น บริเวณเส้นศูนย์สูตร มียอดเขา (และแอ่ง) สองแห่งที่มีขนาดเท่ากัน ซึ่งส่งผลให้เกิดแรงหมุนรอบครึ่งวัน

การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของการเคลื่อนที่แบบภาคส่วน

สีแดงขึ้น สีน้ำเงินลง

การเคลื่อนย้ายตามภาคส่วนจากทิศตะวันออกไปทิศตะวันตก

สีแดงทางทิศตะวันออก สีน้ำเงินทางทิศตะวันตก

การเคลื่อนย้ายตามภาคส่วนจากเหนือจรดใต้

สีแดงทางทิศเหนือ สีน้ำเงินทางทิศใต้

การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของเทสเซอรัล

สีแดงขึ้น สีน้ำเงินลง

การเคลื่อนตัวของเทสเซอราในทิศตะวันออก-ตะวันตก

สีแดงทางทิศตะวันออก สีน้ำเงินทางทิศตะวันตก

การเคลื่อนตัวในแนวเหนือ-ใต้ของเทสเซอรา

สีแดงทางทิศเหนือ สีน้ำเงินทางทิศใต้

น้ำขึ้นน้ำลงของโลกครอบคลุมทั่วทั้งตัวโลกและไม่ถูกกีดขวางโดยเปลือกโลก ที่บาง และมวลแผ่นดินบนพื้นผิว ในระดับที่ทำให้ความแข็งแกร่งของหินไม่มีความสำคัญ น้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทรเป็นผลมาจากแรงสัมผัส (ดู: น้ำขึ้นน้ำลงสมดุล ) และการสั่นพ้องของแรงขับเคลื่อนเดียวกันกับช่วงเวลาการเคลื่อนที่ของน้ำในแอ่งมหาสมุทรที่สะสมมาเป็นเวลาหลายวัน ดังนั้นแอมพลิจูดและจังหวะเวลาจึงแตกต่างกันมากและแปรผันไปในระยะทางสั้นๆ เพียงไม่กี่ร้อยกิโลเมตร ช่วงเวลาการแกว่งของโลกโดยรวมนั้นไม่ใกล้เคียงกับช่วงเวลาทางดาราศาสตร์ ดังนั้นการโค้งงอของโลกจึงเกิดจากแรงในขณะนั้น

องค์ประกอบของกระแสน้ำขึ้นลงที่มีคาบใกล้เคียง 12 ชั่วโมงจะมีแอมพลิจูดของดวงจันทร์ (ระยะการโป่ง/ยุบตัวของโลก) ที่สูงกว่าแอมพลิจูดของดวงอาทิตย์ประมาณสองเท่า ดังแสดงในตารางด้านล่าง ในช่วงข้างขึ้นและข้างแรม ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์จะเรียงตัวกัน และค่าสูงสุดและต่ำสุดของกระแสน้ำขึ้นลงจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ (การโป่งและการยุบตัว) จะรวมกันเป็นช่วงกระแสน้ำขึ้นลงที่มากที่สุดในละติจูดที่กำหนด ในช่วงข้างขึ้นและข้างแรม กระแสน้ำขึ้นลงจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์จะตั้งฉากกัน และช่วงกระแสน้ำขึ้นลงจะน้อยที่สุด กระแสน้ำขึ้นลงแบบครึ่งวันจะผ่านวัฏจักรเต็ม (น้ำขึ้นและน้ำลง) ประมาณทุกๆ 12 ชั่วโมง และวัฏจักรเต็มของความสูงสูงสุด (น้ำขึ้นสูงสุดและน้ำลงต่ำสุด) ประมาณทุกๆ 14 วัน^{[ 3 ]}

น้ำขึ้นน้ำลงแบบกึ่งรายวัน (สูงสุดหนึ่งครั้งทุกๆ ประมาณ 12 ชั่วโมง) ส่วนใหญ่เกิดจากอิทธิพลของดวงจันทร์ (มีเพียงS ₂ เท่านั้น ที่เป็นผลมาจากพลังงานแสงอาทิตย์ล้วนๆ) และก่อให้เกิด การเปลี่ยนแปลงรูปร่าง แบบภาคส่วน (หรือแบบภาค) ซึ่งขึ้นและลงในเวลาเดียวกันตามแนวเส้นลองจิจูดเดียวกัน^{[ 4 ]} การเปลี่ยนแปลงรูปร่างแบบภาคส่วนของการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งและทิศตะวันออก-ตะวันตกจะมีค่าสูงสุดที่เส้นศูนย์สูตรและหายไปที่ขั้วโลก มีสองวัฏจักรตามแต่ละละติจูด โดยส่วนที่โป่งออกมาจะอยู่ตรงข้ามกัน และส่วนที่ยุบตัวก็อยู่ตรงข้ามกันเช่นกัน น้ำขึ้นน้ำลงรายวันเกิดจากอิทธิพลของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ และก่อให้เกิด การเปลี่ยนแปลงรูปร่าง แบบเทสเซอรัลการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งและทิศตะวันออก-ตะวันตกจะมีค่าสูงสุดที่ละติจูด 45° และเป็นศูนย์ที่เส้นศูนย์สูตรและที่ขั้วโลก การเปลี่ยนแปลงรูปร่างแบบเทสเซอรัลมีหนึ่งวัฏจักรต่อละติจูด หนึ่งส่วนที่โป่งออกมาและหนึ่งส่วนที่ยุบตัวลง ส่วนที่โป่งออกมาจะอยู่ตรงข้ามกัน (แอนติโพดัล) กล่าวคือ ส่วนตะวันตกของซีกโลกเหนือและส่วนตะวันออกของซีกโลกใต้ เป็นต้น ในทำนองเดียวกัน บริเวณความกดอากาศต่ำจะอยู่ตรงข้ามกัน ในกรณีนี้คือส่วนตะวันออกของซีกโลกเหนือและส่วนตะวันตกของซีกโลกใต้ สุดท้ายนี้ น้ำขึ้นน้ำลงรายปักษ์และรายครึ่งปีมี การเปลี่ยนแปลงตามแนว เส้นละติจูด (คงที่ตลอดเส้นละติจูด) เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์หรือดวงอาทิตย์จะเบี่ยงเบนออกจากซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้สลับกันไปเนื่องจากการเอียงของโลก การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งเป็นศูนย์ที่ละติจูด 35°16'

เนื่องจากการเคลื่อนตัวเหล่านี้ส่งผลต่อทิศทางแนวตั้ง การเปลี่ยนแปลงในทิศตะวันออก-ตะวันตกและเหนือ-ใต้จึงมักถูกบันทึกเป็นมิลลิอาร์กวิน (milliarcseconds)สำหรับ การใช้งาน ทางดาราศาสตร์ส่วนการเคลื่อนตัวในแนวตั้งมักถูกบันทึกเป็นไมโครแกล (μGal ) เนื่องจากความชันของแรงโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับตำแหน่ง ดังนั้นการแปลงระยะทางจึงใช้หน่วยเพียงประมาณ 3 ไมโครแกลต่อเซนติเมตร

องค์ประกอบหลัก ของกระแสน้ำขึ้นน้ำลง แอม พลิจูดอาจแตกต่างจากที่ระบุไว้ภายในไม่กี่เปอร์เซ็นต์^{[ 5 ] [ 6 ]}

ดูเพิ่มเติมที่ ทฤษฎีน้ำขึ้นน้ำลง#องค์ประกอบของน้ำขึ้นน้ำลง

การรับน้ำหนักจากน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทรเป็นการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเปลือกโลกที่อยู่ด้านล่างอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงมวลน้ำเป็นระยะๆ ที่เกี่ยวข้องกับน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทร และโดยทั่วไปแล้วจะมีขนาดเล็กกว่าการเปลี่ยนแปลงรูปร่างจากน้ำขึ้นน้ำลงถึงหนึ่งอันดับ^{[ 7 ]} เครื่องมือที่มีความไวสูงที่อยู่ไกลจากชายฝั่งมักจะต้องทำการแก้ไขในลักษณะเดียวกัน การรับน้ำหนักจากบรรยากาศและเหตุการณ์พายุอาจวัดได้เช่นกัน แม้ว่ามวลที่เคลื่อนที่จะมีน้ำหนักน้อยกว่าก็ตาม

นักภูเขาไฟวิทยาใช้การเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นน้ำลงของโลกที่ปกติและคาดการณ์ได้เพื่อปรับเทียบและทดสอบเครื่องมือตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของภูเขาไฟที่มีความไวสูง น้ำขึ้นน้ำลงอาจกระตุ้นให้เกิดเหตุการณ์ภูเขาไฟระเบิดได้เช่นกัน^{[ 8 ] [ 9 ]}

แอมพลิจูด M ₂ของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงบนโลกในรอบครึ่งวัน อาจสูงถึงประมาณ 55 ซม. (22 นิ้ว) ที่เส้นศูนย์สูตร ซึ่งมีความสำคัญใน ทางธรณีวิทยาโดยใช้ระบบระบุตำแหน่งทั่วโลก ( GPS ) การแทรกสอดแบบฐานยาวมากและการวัดระยะด้วยเลเซอร์จากดาวเทียม^{[ 10 ] [ 11 ]} กระแสน้ำขึ้นน้ำลงของโลกในรอบครึ่งวันเกือบจะอยู่ในเฟสเดียวกับดวงจันทร์ โดยมีความล่าช้าในกระแสน้ำขึ้นน้ำลงหลักของโลกในรอบครึ่งวันตามดวงจันทร์ที่ 0.204°±0.047° ซึ่งสอดคล้องกับความล่าช้าประมาณ 25 วินาที นั่นหมายความว่ากระแสน้ำขึ้นน้ำลงบนโลกจะกระจายพลังงานอย่างน้อย 110 GW (150,000,000 hp) หรือประมาณ 5% ของพลังงานที่กระแสน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทรกระจาย^{[ 12 ]}

การวัดเชิงมุมทางดาราศาสตร์ที่แม่นยำต้องอาศัยความรู้ที่ถูกต้องเกี่ยวกับอัตราการหมุนของโลก ( ความยาวของวันการหมุนควงรวมถึงการสั่นไหว ) ซึ่งได้รับอิทธิพลจากน้ำขึ้นน้ำลงของโลก (ดูเพิ่มเติม: น้ำขึ้นน้ำลงขั้วโลก ) นอกจากนี้ยังต้องคำนึงถึงน้ำขึ้นน้ำลงของโลกในกรณีของการทดลองฟิสิกส์อนุภาค บางอย่างด้วย ^{[ 13 ]} ตัวอย่างเช่น ที่CERNหรือห้องปฏิบัติการเร่งอนุภาคแห่งชาติ SLAC เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่มากได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงน้ำขึ้นน้ำลงของโลกเพื่อการทำงานที่เหมาะสม^{[ 14 ]}ในบรรดาผลกระทบที่ต้องคำนึงถึง ได้แก่ การเปลี่ยนรูปเส้นรอบวงสำหรับเครื่องเร่งอนุภาคแบบวงกลม^{[ 15 ]}และพลังงานลำแสงอนุภาค^{[ 16 ]}

ปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงยังเกิดขึ้นในวัตถุทางดาราศาสตร์ อื่นๆ เช่น ดาวเคราะห์และดวงจันทร์ ในดวงจันทร์ของโลก น้ำขึ้นน้ำลงจะ "เปลี่ยนแปลงประมาณ ±0.1 เมตรในแต่ละเดือน" ^{[ 17 ]} มันมีบทบาทสำคัญในพลวัตระยะยาวของระบบดาวเคราะห์ ตัวอย่างเช่น น้ำขึ้นน้ำลงจะกระจายพลังงาน ทำให้การหมุนของดาวบริวารหยุดชะงัก จนกระทั่งพวกมันเข้าสู่สภาวะเรโซแนนซ์การหมุนรอบวงโคจรดังนั้นดวงจันทร์จึงถูกดึงดูดเข้าสู่สภาวะเรโซแนนซ์ 1:1 ทำให้เรามองเห็นเพียงด้านเดียวเสมอ ในขณะที่ดาวพุธถูกดึงดูดเข้าสู่สภาวะเรโซแนนซ์การหมุนรอบวงโคจร 3:2 กับดวงอาทิตย์^{[ 18 ]} ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ จึงเชื่อกันว่าดาวเคราะห์นอกระบบหลายดวงถูกดึงดูดเข้าสู่สภาวะเรโซแนนซ์การหมุนรอบวงโคจรที่สูงกว่ากับดาวฤกษ์แม่ของพวกมัน^{[ 19 ]}

• ตัวเลขแห่งความรัก

• แมคคัลลี, เจมส์ เกรก, เหนือดวงจันทร์: คู่มือการสนทนาและสามัญสำนึกเพื่อทำความเข้าใจเรื่องน้ำขึ้นน้ำลง , สำนักพิมพ์เวิลด์ไซเอนทิสต์, สิงคโปร์, 2006
• พอล เมลคิออร์, กระแสน้ำขึ้นลงของโลก , สำนักพิมพ์เพอร์กามอน, อ็อกซ์ฟอร์ด, 1983
• ไวลี, ฟรานซิส อี, กระแสน้ำและแรงดึงดูดของดวงจันทร์ , สำนักพิมพ์สตีเฟน กรีน, แบรตเทิลโบโร, เวอร์มอนต์, 1979

• สารคดีสั้นของ BBC เกี่ยวกับน้ำขึ้นน้ำลงของโลก [3]