潮汐是由于地月吸引力引起的。
地月吸引力使得地球岩石圈、水圈和大气圈中会产生周期性的运动和变化,被称为“潮汐”,分为地潮、海潮和气潮。
绝大部分的水都是海水,海水受到太阳及月球的引力影响,就会产生上扬及下降的情况,由于地球、月球在不断运动,地球、月球与太阳的相对位置在发生周期性变化,因此引潮力也在周期性变化。
水随着地球自转也在旋转,而旋转的物体都受到一种力的作用。古代称白天的河海涌水为潮,晚上的称为汐,习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐,它是一种沿海地区的自然现象。
潮汐是由月球的吸引力造成的。
潮汐是海水周期性涨落现象。因白天为朝,夜晚为夕,所以把白天出现的海水涨落称为“潮”,夜晚出现的海水涨落称为“汐”。这种现象曾使古人很纳闷,不知究竟是什么原因造成的。后来细心的人们发现,潮汐每天都要推迟一会儿,而这一时间和月亮每天迟到的时间是一样的,因此想到潮汐和月球有着必然的联系。我国古代地理著作《山海经》中已提到潮汐与月球的关系,东汉时期王充在他所著的《论衡》一书中则明确指出:“涛之起也,随月升衰”。但是直到牛顿发现了万有引力定律,拉普拉斯才从数学上证明潮汐现象确实是由太阳和月亮、主要是月亮的引力造成的。
万有引力定律表明引力的大小和两个物体质量的乘积成正比,和它们之间的距离平方成反比。太阳对地球的引力比月球对地球的引力要强大得多,但太阳的引潮力却不到月球的1/2。这是怎么回事呢?原来引起海水涨落的引潮力(或称起潮力)虽然起因是太阳和月球的引力,但却又不是太阳和月球的绝对引力,而是被吸引物体所受到的引力和地心所受到的引力之差。引潮力和引潮天体的质量成正比,和该天体到地球的距离的立方成反比。因为太阳的质量是月球质量的2710X104倍,而日地间的平均距离是月地间平均距离的389倍,所以月球的引潮力是太阳的引潮力的2.17倍,因而从力学上证明潮汐确实主要由月球引起。打个比喻,如果某地潮水最高时有10米高,差不多7米是月球造成的,太阳的贡献只有3米,其他行星不足0.6毫米。
太阳的引潮力虽然不算太大,但能影响潮汐的大小。有时它和月球形成合力,相得益彰,有时是斥力,相互牵制抵消。在新月或满月时,太阳和月球在同一方向或正相反方向施加引力,产生高潮;但在上弦或下弦时,月球的引力作用对抗太阳的引力作用,产主低潮。其周期约半月。从一年看来,也同样有高低潮两次。春分和秋分时,如果地球、月球和太阳几乎在同一平面上,这时引潮力比其他各月都大,造成一年中春、秋两次高潮。此外,潮汐与月球和太阳离地球的远近也有关系。月球的公转轨道是个椭圆,大约每27.55天靠近地球和远离地球一次,近地潮要比远地潮大39%,当近地潮与高潮重合时,潮差特别大,若远地潮与低潮重合时,潮差就特别小。地球围绕太阳的公转轨道也是椭圆,在近日点太阳引力大,潮汐强,远日点,引力小,潮汐弱。
从一天看来,因地球自转和月球公转,潮汐波由东向西,沿周日运动的方向传播,一次潮汐涨落经历的时间是半个太阴日,即12小时25分,也就是所谓的半日潮,生活在海边上的人,每天都可以看到海水有规律地升落两次。白居易“旱潮才落晚潮来,一月周流六十回”的佳句便打此而来。
实际的潮汐还会受地理环境、海岸位置、洋流运动等诸多因素的制约。以钱塘江潮为例,我们知道,钱塘江口的杭州湾呈喇叭口状,越往里越窄,加之涨潮时带进的泥沙淤积在江底形成沙坎,从而造成潮势汹涌澎湃。
月球的引潮力不仅会在地球上产生海潮,还会引起大气潮。但是大气潮远没有海潮这样惊天动地,气势磅礴。又因为我们身在其中所以是很难察觉的。除此之外,引潮力还会使地球的本体,包括地表(大陆和洋底以下各部分)产生潮汐,这种潮汐称为固体潮,固体潮引起地表的起伏很小,只有用精密的仪器才能测出来,这可能对地球的引力场有细微影响。地球内部有一部分是液态的,因此那里也会产生潮汐,有人认为地球内部的潮汐是诱发地震的原因之一。
作用总是相对的,有作用力便有反作用力。月球对地球有引潮力,反过来,地球对月球同样也有引潮力。按理说,地球的质量比月球大80多倍,地球对月球的引%B
潮汐现象是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动,习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐,而海水在水平方向的流动称为潮流。
潮汐是所有海洋现象中较先引起人们注意的海水运动现象,它与人类的关系非常密切。海港工程,航运交通,军事活动,渔、盐、水产业,近海环境研究与污染治理,都与潮汐现象密切相关。尤其是,永不休止的海面铅直涨落运动蕴藏着极为巨大的能量,这一能量的开发利用也引起人们的兴趣。
凡是到过海边的人们,都会看到海水有一种周期性的涨落现象:到了一定时间,海水推波逐澜,迅猛上涨,达到高潮;过后一些时间,上涨的海水又自行退去,留下一片沙滩,出现低潮。如此循环重复,永不停息。海水的这种运动现象就是潮汐。
随着人们对潮汐现象的不断观察,对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。我国古代余道安在他著的《海潮图序》一书中说:“潮之涨落,海非增减,盖月之所临,则之往从之”。哲学家王充在《论衡》中写道:“涛之起也,随月盛衰。”指出了潮汐跟月亮有关系。到了17世纪80年代,英国科学家牛顿发现了万有引力定律之后,提出了潮汐是由于月亮和太阳对海水的吸引力引起的假设,科学地解释了产生潮汐的原因。
我们都知道地球自转一周的时间是24小时,而每天有两个潮汐周期,所以我们可以认为每个高(低)潮间的间隔是整整 12小时。但是月亮每天升起都会比前一天晚50分钟。
因此两个潮汐间的间隔就是12小时25分钟。也就是说,大海每隔6小时12分钟就会涨潮或落潮。
在每一个海滨地带,我们可以准确地推算出未来几年内潮汐涨落情况。指数会给出高潮时间和低潮时间,还有潮汐系数,也就是潮汐力,从20(死汛)到120(活汛),平均为70。
摘自双螺旋童书馆出品《一起去旅游(全3册)-去海边》