mini|hochkant=1.2| Hoch- und Niedrigwasser an einer Schiffsanlegestelle in der Bay of Fundy mini|hochkant=1.2|Schematische Darstellung des Auftretens von Spring- und Nipptiden; Trägheiten führen dazu, dass z. B. Springtiden etwas später als bei Voll- und bei Neumond auftreten. mini|260px|Sandbänke im Tidebereich Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer (2019)
Die Gezeiten oder Tiden (niederdeutsch Tid, Tied [tiːt] „Zeit“; Pl. Tiden, Tieden [tiːdən] „Zeiten“) sind die Wasserbewegungen der Ozeane, die durch die von Mond und Sonne erzeugten Gezeitenkräfte im Zusammenspiel mit der Erddrehung verursacht werden.
Einfache Erklärung Die Gezeitenkräfte entstehen dadurch, dass Mond und Sonne trotz ihrer großen Entfernung mit ihrer Anziehungskraft nicht ganz gleichmäßig auf die Erde einwirken, sondern auf der ihnen gerade zugewandten Seite etwas stärker und auf der abgewandten Seite etwas schwächer als im Durchschnitt. Diese Unterschiede wirken im Sinne einer Streckung der Erde nach beiden Seiten, d. h. um je ca. 45 cm in Mondrichtung sowie entgegengesetzt zur Mondrichtung und um je ca. 25 cm in Sonnenrichtung sowie entgegengesetzt zur Sonnenrichtung. An einem festen Ort auf der Erde wird dieser Einfluss mit der täglichen Rotation der Erde ein periodischer Vorgang, der sich jeden Tag zweimal wiederholt. Beim Einfluss des Mondes ist die Periode ca. 20–30 min länger, weil der Mond sich zusätzlich einmal im Monat um die Erde dreht und damit etwas länger von einem Höchststand zum nächsten braucht. Die Wirkungen von Mond und Sonne addieren sich, wobei der Mond den dominierenden Beitrag liefert und die Gesamtwirkung davon abhängt, wie groß der Winkel zwischen Mond- und Sonnenrichtung gerade ist.
Mit der um die Erdachse rotierenden Streckung der Erde geht ein periodisches Heben der Erdoberfläche einher, das von der am jeweiligen Ort vertikalen Komponente der Gezeitenkräfte verursacht wird und daher am zugewandten und am abgewandten Punkt am stärksten ist. Dieses Heben und Senken ist auf festem Boden als Erdgezeiten auch messbar. Es ist aber nicht die hauptsächliche Ursache der Tiden des Meeres.
Viel stärker wirken sich die Gezeitenströmungen aus, die in der ganzen Tiefe des Ozeans von der horizontalen Komponente der Gezeitenkräfte angeregt werden. Diese Komponente ist am stärksten in zwei Bändern, die sich mit 45° Winkelabstand von den eben genannten Punkten stärkster Hebung und Senkung um die Erde ziehen. Die Gezeitenströmungen werden mit periodisch wechselnder Richtung angetrieben und in ihrer Form stark durch die Corioliskraft und die Kontinente beeinflusst. Sie verursachen an den Küsten periodische Änderungen der Wasserstände, die an vielen Orten mehrere Meter betragen, an anderen Orten aber auch weniger, und gegenüber dem Höchststand des Mondes, abhängig vom Ort, um Stunden verfrüht oder verspätet sind. Diese an sich schon verwickelten Verhältnisse werden zusätzlich durch das Wetter beeinflusst, weil starke Winde oberflächennahe Strömungen anregen, die an den Küsten ebenfalls die Wasserstände um bis zu einige Meter und auch die Eintrittszeiten von Hoch- und Niedrigwasser typischerweise um bis zu ca. ±20 min verändern können.
Bei Voll- und Neumond stehen Sonne und Mond von der Erde aus etwa auf einer geraden Linie, weshalb sich ihre Wirkungen zu einer besonders großen Tide, der Springtide, addieren. Bei Halbmond hingegen stehen Sonne und Mond rechtwinklig zueinander und so ergibt sich eine besonders kleine Tide, die Nipptide. Die Gezeitenkräfte der Sonne betragen zwischen 37 % und 57 % (im Mittel etwa 46 %) derjenigen des Mondes.Die durch den Mond verursache Tide liegt zwischen 85 % und 118,5 %, die durch die Sonne verursachte Tide zwischen 44 % und 48 % der durchschnittlichen Tide. Nipptiden können zwischen 37 % und 75 %, Springtiden zwischen 129 % und 167 % der durchschnittlichen Tide betragen, je nach Nähe oder Ferne von Sonne und Mond. Der Quotient zwischen Spring- und Nipptide kann zwischen 1,72 und 4,52 liegen, im Mittel liegt er bei 2,7. Besonders große Gezeitenkräfte und Springtiden ergeben sich etwa sechs- oder achtmal im Jahr, wenn der Mond bei Voll- oder Neumond den erdnächsten Punkt seiner Bahn durchläuft, an dem die Ungleichförmigkeit der Anziehung maximal wird. Die größte Springtide ereignet sich, wenn das Ende Dezember/Anfang Januar geschieht, zu einer Zeit, da die Erde sich zusätzlich nahe dem sonnennächsten Punkt ihrer Bahn um die Sonne befindet.
Die Lehre von den maritimen Gezeiten der Erde heißt Gezeitenkunde. Ihre Grundaussagen sind Bestandteil der nautischen Ausbildung.
Begriffe und Bezeichnungen
Flut – Zeitraum und Vorgang ansteigenden, „auflaufenden“ Wassers Ebbe – Zeitraum und Vorgang sinkenden, „ablaufenden“ Wassers Hochwasser (HW) – Zeitpunkt des höchsten Wasserstandes Niedrigwasser (NW) – Zeitpunkt des tiefsten Wasserstandes Kentern – Zeitpunkt des Wechsels von auflaufendem zu ablaufendem Wasser oder umgekehrt (Beim Kentern der Tide kommt es für kurze Zeit zu einem Stillstand der Gezeitenströmung.) Stauwasser – Stillstand der Gezeitenströmung beim Kentern Tidenkurve, auch eine TideAbschnitt „Begriffe, Abkürzungen und Bezugshöhen“ in Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie: – Zeitlicher Verlauf des Wasserstandes zwischen Niedrigwasser, Hochwasser und darauf folgendem Niedrigwasser
800px|Gezeitenbegriffe
Gezeitenwasserstände Bezogen auf Pegelnullpunkt PNP Deutsch Abk. Englisch Abk. Bedeutung Höchstmöglicher Gezeitenwasserstand HAT Bezug für Durchfahrtshöhe unter Brücken Mittleres Springhochwasser MSpHW MHWS Mittleres Hochwasser,Mittleres Tidenhochwasser MHWMThw MHW Definition der Küstenlinie in Land- und Seekarten Mittleres Tidenmittelwasser MTmw MSL Mittelwasser (gezeitenfreie Gewässer, Tidenhub geringer als 30 cm) MW Seekartennull in gezeitenfreien Gewässern (Tidenhub geringer als 30 cm), dort Übereinstimmung der Wassertiefen in See- und Landkarten Mittleres Niedrigwasser,Mittleres Tidenniedrigwasser MNWMTnw MLW Wattgrenze in Landkarten Mittleres Springniedrigwasser MSpNW MLWS früher Nullebene für Wassertiefen (lt. IHO veraltet) Niedrigst möglicher Gezeitenwasserstand NGzW LAT Seekartennull in GezeitengewässernNullebene für Wassertiefen in SeekartenWattgrenze in Seekarten
Die deutschen Abkürzungen werden in offiziellen Werken der IHO nicht mehr verwendet.
Das PegelportalPegelauswahl über Karte. Bei: pegelonline.wsv.de. der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes verwendet für Pegel in der Nordsee außer „MThw“ und „MTnw“ auch die empirischen Werte „HThw“ (Höchstes Tidenhochwasser) und „NTnw“ (Niedrigstes Tidenniedrigwasser), Beispiel Pegel Norderney Riffgat:NORDERNEY RIFFGAT, auf pegelonline.wsv.de. HThw = 906 cm (am 6. Dezember 2013) – Höchstes Tidenhochwasser in einer Zeitspanne (01.11.2005 – 31.10.2015) MThw = 622 cm – Mittleres Tidenhochwasser in einer Zeitspanne (01.11.2005 – 31.10.2015) MTnw = 375 cm – Mittleres Tidenniedrigwasser in einer Zeitspanne (01.11.2005 – 31.10.2015) NTnw = 251 cm (am 13. Dezember 2008) – Niedrigstes Tidenniedrigwasser in einer Zeitspanne (01.11.2005 – 31.10.2015) PNP = −5,00 m. ü. NHN – Pegelnullpunkt, Höhenlage des Nullpunktes der Pegellatte bezogen auf ein amtlich festgelegtes Höhensystem (in Deutschland: DHHN92)
Für die Ostsee verwendet das Pegelportal folgende Pegelparameter,Erklärung zu Abkürzungen und Messwerten auf pegelonline.wsv.de. erklärt mit Beispielwerten vom Pegel LT Kiel:LT KIEL, auf pegelonline.wsv.de. HW = 670 cm (am 1. November 2006) – Hochwasser, höchster Wasserstand in einer Zeitspanne (01.11.2005 – 31.10.2015) MHW = 615 cm – Mittleres Hochwasser, mittlerer höchster Wert der Wasserstände in einer Zeitspanne (01.11.2005 – 31.10.2015) MW = 501 cm – Mittlerer Wasserstand, Mittelwert der Wasserstände in einer Zeitspanne (01.11.2006 – 31.10.2015) MNW = 383 cm – Mittleres Niedrigwasser, mittlerer niedrigster Wert der Wasserstände in einer Zeitspanne (01.11.2005 – 31.10.2015) NW = 322 cm (am 1. November 2006) – Niedrigwasser, niedrigster Wasserstand in einer Zeitspanne (01.11.2005 – 31.10.2015) PNP = −4,99 m. ü. NHN – Pegelnullpunkt
Bezogen auf Seekartennull SKN Hochwasserhöhe (HWH) – Wasserstand zum Zeitpunkt HW Niedrigwasserhöhe (NWH) – Wasserstand zum Zeitpunkt NW. Aufeinander folgende Hochwasser- und Niedrigwasserhöhen am selben Ort sind im Allgemeinen unterschiedlich, da sich die Stellungen von Mond und Sonne relativ zu diesem Ort ändern.
Deutsch Abk. Englisch Abk. Bedeutung Gezeitenbedingte Höhe des aktuellen Wasserstandes bezogen auf das örtliche Seekartennull SKN (meistens LAT) Seekartennull SKN CD Grundlage für• amtliche Definition der Basislinie• Nullebene für die Messung von Wassertiefenist bezogen auf• LAT Lowest Astronomical Tide (oder MLLW)• oder auf MSL in tidenfreien Gewässern
Gezeitenunterschiede Tidenstieg (TS) – Höhenunterschied zwischen Niedrigwasserhöhe NWH und der folgenden Hochwasserhöhe HWH Tidenfall (TF) – Höhenunterschied zwischen Hochwasserhöhe HWH und der folgenden Niedrigwasserhöhe NWH Tidenhub – Mittelwert aus Tidenstieg und Tidenfall
Deutsch Abk. Englisch Abk. Bedeutung MSpTH Unterschied von Niedrig- und Hochwasser bei Springzeit (Tidenhub am größten) Mittlerer Nipptidenhub MNpTH Unterschied von Niedrig- und Hochwasser bei Nippzeit (Hub am kleinsten)
Erklärungsgeschichte der Gezeiten Dass Ebbe und Flut vorwiegend mit dem Mond korreliert sind,Martin Ekman: A concise history of the theories of tides, precession-nutation and polar motion (from antiquity to 1950). In: Surveys in Geophysics. 6/1993, Band 14, S. 585–617. dürfte zu den ersten astrophysikalischen Erkenntnissen des Menschen gehören. Denn es ist an den Ozeanküsten unmittelbar zu beobachten, dass der bei Hochwasser sichtbare Mond regelmäßig beim übernächsten Hochwasser wieder fast an gleicher Stelle steht, also während eines seiner scheinbaren Umläufe zwei Tiden auftreten. Es sind auch detailliertere Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen Mond und Gezeiten bekannt, einschließlich der langfristigen Periodizität in Abhängigkeit von Mondphasen und Jahreszeiten. Diese Erkenntnisse wurden bereits im alten Indien, bei den Phöniziern und Karern dokumentiert,Gudrun Wolfschmidt (Hrsg.): Navigare necesse est – Geschichte der Navigation: Begleitbuch zur Ausstellung 2008/09 in Hamburg und Nürnberg. norderstedt 2008, .Jack Hardisty: The Analysis of Tidal Stream Power. 2009 . und waren auch dem Seefahrer und Entdecker Pytheas bekannt.David Edgar Cartwright: Tides: A Scientific History. Cambridge 1999, .
Der griechische Astronom Seleukos von Seleukia übernahm im zweiten vorchristlichen Jahrhundert das heliozentrische Weltbild des Aristarchos und baute darauf seine Theorie der Gezeiten auf.Georgia L. Irby-Massie, Paul T. Keyser: Greek Science of the Hellenistic Era: A Sourcebook. . Ein umfangreiches Werk von Poseidonios aus dem 1. Jahrhundert v. Chr. ist zwar verschollen, aber aus antiken Zitaten lässt sich schließen, dass es die lunisolare Theorie enthielt, also die Erklärung der täglichen und monatlichen Effekte aufgrund gegenseitiger Einwirkung der drei Himmelskörper.Lucio Russo: Die vergessene Revolution oder die Wiedergeburt des antiken Wissens. Übersetzt aus dem Italienischen von Bärbel Deninger, Springer 2005, ISBN 978-3-540-20938-6, .
Im 14. Jahrhundert veröffentlicht Jacopo de Dondi (dall’Orologio), Vater des Giovanni de Dondi (dall’Orologio), sein Werk De fluxu et refluxu maris, wohl angeregt durch griechisch-byzantinische Quellen.Jacopo Dondi (dall’Orologio): De fluxu et refluxu maris. Ediert 1912 von P. Revelli.
Im 16. Jahrhundert gab Andrea Cesalpino in seinem Werk Quaestiones Peripatetica (1571) eine Erklärung der Gezeiten durch die Bewegung der Erde – ähnlich dem Hin- und Herschwappen von Wasser in einem bewegten Eimer. 1590 erklärte Simon Stevin die Anziehung durch den Mond zur Ursache der Gezeiten.