Unter dem Einfluss der Gezeitenkräfte durch den Mond und auch durch die Sonne kommt es auf der Erde zu einer periodischen Massenbewegung. Dies hat verschiedene Wirkungen.
Schwankungen der Atmosphäre
Die periodischen Luftdruckschwankungen, wie sie in nebenstehender Graphik dargestellt sind, kommen im Wesentlichen durch den Tagesverlauf der Sonne zustande, hängen also mit der Erwärmung der Erde zusammen.
Es gibt jedoch einen Anteil durch die Gravitationswirkung durch den Mond, dieser ist aber verschwindend gering.
Gezeitenwirkung auf die Erdkruste
Die durch den Mond verursachten periodischen Schwankung der Erdkruste betragen zwischen \(20\,\rm{cm}\) und \(50\,\rm{cm}\), sie werden von Gravimetern (Bild rechts ein supraleitendes Gravimeter), die auch zur Registrierung von Erdbeben verwendet werden, gemessen.
Gezeitenwirkung der Meere
Die Gezeitenwirkung wird an den Meeresküsten als Ebbe und Flut am deutlichsten. Sie beträgt ca. \(35\,\rm{cm}\), schaukelt sich aber an den Küsten bis zu \(7\,\rm{m}\) hoch, in sich verengenden Buchten sogar noch höher.
Abb. 1 Ebbe und Flut, ein Tag in der Wittdüner Bucht
An der Nordseeküste ist der Tidenhub mit dem periodischen auflaufen des Wassers (Flut) und dem Ablaufen des Wassers (Ebbe) verbunden, wobei der Tidenhub an der deutschen Küste zwischen \(2\,\rm{m}\) und \(4\,\rm{m}\) beträgt. Dieses periodische Naturereignis hat zu der Wattenlandschaft mit ihren besonderen Naturreizen geführt.
Auf den Weltmeeren bewirkt die Gezeitenkraft zwei Flutberge, einen auf der Mond-zugewandten Seite, einen auf der Mond-abgewandten Seite. Diese Flutberge werden durch die Erddrehung etwas mitgenommen werden, so dass sie dem Mond immer etwas voraus sind. Von den großen Becken des atlantischen, pazifischen und indischen Ozeans schwappen diese Flutberge hin und her und in die Nebenmeere wie z.B. die Nordsee hinein, so dass die wirkliche Hochwasserwelle auf Grund der Form des Meeres von der theoretischen immer etwas abweicht.
Die Flutwellen in der flachen Nordsee stammen aus dem tiefen Atlantik und bewegen sich um Schotland herum die englische Küste entlang nach Süden und erreichen mit etwa 12 stündiger Verspätung die deutsche Bucht. Sie drehen dabei um einen flutfreien Punkt vor der Küste Dänemarks.
Die zweite durch den Ärmelkanal wandernde Flutwelle trifft vor London auf die von Norden um die britischen Inseln kommende Flutwelle und endet in einem Wirbel vor der belgisch - niederländischen Küste.
Neben der Gezeitenwirkung durch den Mond gibt es auch noch die geringere durch die Sonne. Beide Gezeiten überlagern sich. Der Flutberg ist am höchsten, wenn bei Neumond oder Vollmond Sonne Mond und Erde in nahezu einer Linie stehen. Man spricht dann von einer Springtide.
Bei Halbmond, wenn Sonne Erde und Mond einen rechten Winkel bilden sind die Hochwasser am geringsten, man spricht dann von einer Nipptide.
Der theoretische Tidenverlauf sieht wie in nebenstehender Zeichnung aus. In der Realität spielen aber noch viele andere Faktoren, insbesondere der Wind ein sehr große Rolle. Alles genau voraus zu berechnen war deshalb schon immer eine große Herausforderung vorallem an den von Fluten bedrohten Küstenregionen Niedersachsens.
Die erste deutsche Maschine zur Berechnung der Gezeiten wurde 1915-1916 im geheimen Auftrag des Reichsmarineamtes nach Angaben des Mathematikers Friedrich Kühnen vom Geodätischen Institut in Potsdam und des Konstrukteurs Reipert bei Toepfer & Sohn in Potsdam erbaut.