גאות ושפל: עליה וירידה מחזורית של פני המים באוקיאנוסים ובימים.
כוח המשיכה של הירח על המים הוא חזק ביותר באוקיאנוסים ובימים הקרובים אליו. המקום הקרוב ביותר לירח הוא קו האורך שמעליו נמצא הירח. הירח מושך את המים וכך נוצרת גיאות. ככל שהמקום מתרחק מקו האורך, הגיאות תקטן ותיהפך בסוף לשפל. אולם גיאות נוצרת גם מעל לאתר הנמצא בריחוק 180 מעלות אורך ממנו, וזה בגלל הכוח הצנטריפוגלי . בשני קווי האורך שבים השניים הראשונים, והמרוחקים מהירח במידה שווה, יהיה השפל בשיאו. כך כדור הארך כאילו מחולק לארבעה רבעים – על הרבע הראשון גיאות, על השני שפל, על השלישי גיאות ועל הרביעי שפל.
כדור הארץ מסתובב סביב צירו ובמשך 24 שעות הוא משלים את הסיבוב, לכן עומד בכל רגע קו אורך אחר מול הירח וגיאות ושפל נעים בלי הפוגה על פני האוקיאנוסים והימים. כעבור 6 שעות ישלים כדור הארץ רבע מסיבובו היומי בכיוון ממערב למזרח. אולם בינתיים נע גם הירח במהלכו החודשי סביב כדור הארץ והתקדם כמה מעלות מזרחה, לכן יעמוד קו האורך, שבאתרו היה שפל, במקום הקרוב ביותר מול הירח לא כעבור שש שעות (רבע סיבוב) אלא שש שעות ו-13 דקות כי ב-13 דקות הוא משיג את הירח המתקדם. אז תהיה שם גיאות, והוא הדין בקו האורך השני, שהיה קודם לכן בשפל.
שטח מסוים באוקיאנוס, שגאה, המים שלו יורדים בהדרגה ומגיעים לנקודת שפל כעבור שש שעות ו-13 דקות. וכעבור אותו פרק זמן כזה הם שוב יגיעו לשיא הגיאות וכן הלאה עד אין סוף.
גם לכוח המשיכה של השמש יש השפעה על הגיאות והשפל. בכל ראש חודש, כשהירח ניצב בין השמש ובין כדור הארץ, מחזקים כוחות המשיכה של השמש והירח זה את זה וגורמים אז לגיאות מוגברת ולשפל מוגבר, כלומר, עליית פני המים וירידתם מגיעה לממדים גדולים יותר מן הרגיל. תופעה דומה קורה באמצע החודש, כאשר הירח מלא והשמש והירח נמצאים בריחוק של 180 מעלות, מעל לשני אתרי הגיאות, ואילו ברבע הראשון והשלישי של הירח, כאשר נוצרת זווית ישרה בין הקווים המחברים את מרכז כדור הארץ עם מרכז השמש ועם מרכז הירח, הגיאות והשפל הם הקטנים ביותר, שכן השמש עומדת מעל קו אורך של שפל, מושכת מעט את המים ומקטינה את מידת השפל מעליו.
עם זאת, ההשפעה של מצב השמש על הגיאות והשפל היא לא מיידית אלא משתהה בדרך כלל יום אחד עד יומיים, בגלל כוח ההתמדה של מי האוקיאנוסים.
מידת הגאות והשפל שונות מאוד מאזור לאזור. למשל, יש מקומות באוקיאנוס השקט, שבהם יש הפרש גדול ביותר בין גובה פני המים בגיאות הראשונה ובגיאות השניה של היממה, וכן בשפל הראשון ובשפל השני של היממה, ולפיכך יש שם, כאילו, רק גיאות אחת ורק שפל אחד ביממה.
לאורך חופי האוקיאנוסים ורוב הימים יש תנודות מחזוריות בגובה פני המים, המתרחשות ארבע פעמים ביממה (ליתר דיוק 24 שעות ו52 דקות). המים הולכים וגואים ומציפים שטח מהחוף, אחר כך הם מתחילים לסגת וכעבור 6 שעות ו-13 דקות הם מגיעים לנקודה הנמוכה ביותר, שוב גואים המים ומגיעים לשיאם כעבור 6 שעות ו-13 דקות נוספות, ושוב הם נסוגים. זה תיאור המחזוריות של הגאות והשפל.
תופעות אלו, הנקראות גיאות ושפל, מקורן בעיקר בכוח המשיכה של הירח אמנם גם השמש מפעילה את משיכתה על מי האוקיאנוסים, והמסה שלה גדולה הרבה יותר מזו של הירח, אך היא מרוחקת מכדור הארץ פי 400 בערך מאשר הירח, ולכן כוח המשיכה שלה הוא פחות ממחצית זה של הירח.
כוח המשיכה של הירח על המים הוא חזק ביותר באוקיאנוסים ובימים הקרובים אליו. המקום הקרוב ביותר לירח הוא קו האורך שמעליו נמצא הירח. הירח מושך את המים וכך נוצרת גיאות. ככל שהמקום מתרחק מקו האורך, הגיאות תקטן ותיהפך בסוף לשפל. אולם גיאות נוצרת גם מעל לאתר הנמצא בריחוק 180 מעלות אורך ממנו, וזה בגלל הכוח הצנטריפוגלי . בשני קווי האורך שבים השניים הראשונים, והמרוחקים מהירח במידה שווה, יהיה השפל בשיאו. כך כדור הארך כאילו מחולק לארבעה רבעים – על הרבע הראשון גיאות, על השני שפל, על השלישי גיאות ועל הרביעי שפל.
כדור הארץ מסתובב סביב צירו ובמשך 24 שעות הוא משלים את הסיבוב, לכן עומד בכל רגע קו אורך אחר מול הירח וגיאות ושפל נעים בלי הפוגה על פני האוקיאנוסים והימים. כעבור 6 שעות ישלים כדור הארץ רבע מסיבובו היומי בכיוון ממערב למזרח. אולם בינתיים נע גם הירח במהלכו החודשי סביב כדור הארץ והתקדם כמה מעלות מזרחה, לכן יעמוד קו האורך, שבאתרו היה שפל, במקום הקרוב ביותר מול הירח לא כעבור שש שעות (רבע סיבוב) אלא שש שעות ו-13 דקות כי ב-13 דקות הוא משיג את הירח המתקדם. אז תהיה שם גיאות, והוא הדין בקו האורך השני, שהיה קודם לכן בשפל.
שטח מסוים באוקיאנוס, שגאה, המים שלו יורדים בהדרגה ומגיעים לנקודת שפל כעבור שש שעות ו-13 דקות. וכעבור אותו פרק זמן כזה הם שוב יגיעו לשיא הגיאות וכן הלאה עד אין סוף.
גם לכוח המשיכה של השמש יש השפעה על הגיאות והשפל. בכל ראש חודש, כשהירח ניצב בין השמש ובין כדור הארץ, מחזקים כוחות המשיכה של השמש והירח זה את זה וגורמים אז לגיאות מוגברת ולשפל מוגבר, כלומר, עליית פני המים וירידתם מגיעה לממדים גדולים יותר מן הרגיל. תופעה דומה קורה באמצע החודש, כאשר הירח מלא והשמש והירח נמצאים בריחוק של 180 מעלות, מעל לשני אתרי הגיאות, ואילו ברבע הראשון והשלישי של הירח, כאשר נוצרת זווית ישרה בין הקווים המחברים את מרכז כדור הארץ עם מרכז השמש ועם מרכז הירח, הגיאות והשפל הם הקטנים ביותר, שכן השמש עומדת מעל קו אורך של שפל, מושכת מעט את המים ומקטינה את מידת השפל מעליו.
עם זאת, ההשפעה של מצב השמש על הגיאות והשפל היא לא מיידית אלא משתהה בדרך כלל יום אחד עד יומיים, בגלל כוח ההתמדה של מי האוקיאנוסים.
מידת הגאות והשפל שונות מאוד מאזור לאזור. למשל, יש מקומות באוקיאנוס השקט, שבהם יש הפרש גדול ביותר בין גובה פני המים בגיאות הראשונה ובגיאות השניה של היממה, וכן בשפל הראשון ובשפל השני של היממה, ולפיכך יש שם, כאילו, רק גיאות אחת ורק שפל אחד ביממה.
