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大海涨潮退潮的原因是什么?涨潮的海水从哪来,退潮的海水又回哪去了?

100次浏览     发布时间:2024-09-01 10:48:08    


广义上的潮汐实际上包括地潮海潮气潮三种,分别对应地球岩石圈水圈以及大气圈受到日月引力所产生的周期性运动变化。至于我们通常所说的潮汐,往往指的是“海潮”,也就是海水受日月引力影响产生的海平面周期性涨落现象。当然,这其中还可以进一步划分,比如白天出现的海水上涨现象称之为潮,夜晚出现的则称之为汐

古人对长期的现象多有观察,以至于虽然不解其原理,但也总结出了不少规律,比如每月初八、二十三之后都。会有一次小潮;再比如每月初一、十五后都将发生一次大潮。而就今天来看,潮汐可以根据周期不同大致分为三类,也就是半日潮全日潮混合潮

什么是半日潮呢?其实指的就是一日之内出现两次高潮、两次低潮,而且两次潮差也大致相仿。由于其两次涨潮过程几乎相同,所以其掌握时间也接近相等,大约都在6小时左右。像我国境内出现这种潮型的水域、城市还是不少的,比如说东海、黄海、渤海地区,以及青岛、厦门、大沽等城市。

至于全日潮,顾名思义,指的是潮水在一日内只进行一次涨落,而这种潮型在我国南海汕头地区表现的尤为经典。

最后一种潮型为混合潮,指的是在一个月的范围内,半日潮和全日潮交替出现,这种潮水是稍微显得有些混乱的,因此潮差也相当大,主要在我国榆林港地区表现的很明显。

针对这个问题,其实前面已经有了简述,但这里我们要引入一个更复杂的概念:天体引潮力

在研究潮汐现象的过程中,很多人会将引潮力与万有引力混为一谈,可实际上万有引力只是引潮力的一部分。如何去理解呢?我们将引潮力分为水平和竖直两个方向,其水平方向为惯性离心力、竖直方向即万有引力。惯性离心力促使海水发生了一定的辐射和聚散,引起了潮水的起伏;至于万有引力,则是被重力所抵消,几乎可以忽略不计。

在理解了引潮力的影响后,有关海面变化的阐述,也就不难理解了。我们取地球上的一点海水作为例子,在任何时刻下,海水都是在影潮力水平分量、重力以及压强梯度力的平衡之下的。也就是说当海水受到了引潮力的水平力分量影响后,为了维持原定的平衡期,海平面就必须要相对于原静止海面发生倾斜,而在引潮力水平分量的辐聚点和南北两段的辐散点,海水的堆积与流失情况最多,而这也就促进了潮汐现象的形成。

当然,也有人说潮汐形成的本质原因并不是月球引力作用,而是天体质心变换,但是目前针对这方面的讨论仍然没有得到统一结论,因此人们还是普遍将牛顿在著作中解析的潮汐理论视作主流。

提到潮汐的作用,大家很容易就会想到水力发电,而实际潮汐也的确具备很强的位能与势能。根据有关数据显示,目前全世界潮汐能蕴含的能量总量,理论上高达三乘以十的九次方千瓦。而我国更是潮汐能大国,潮汐能蕴藏量高达一点一乘以的八次方千瓦,尤其是浙江福建两省所蕴藏的潮汐能能量最多,高达全国的80.9%。当然,这都是理论数值,由于很大一部分潮汐能根本无法利用,所以真实数据是远小于以上数字的。

潮汐发电与水库发电有什么区别呢?其实这里主要集中在双方水位落差以及水量上,当海水涨潮时,我们以势能的形式将潮汐能储存起来,在落潮的时候将海水放出、换取动能。由于前后海平面落差并不大,反倒是流量较大,同时还呈现出一定的间歇性,所以潮汐发电的水轮机结构是特定的,符合低水头大流量的特点。

世界上最早的潮汐能发电站是由德国建造的,1912年建于德国布斯姆。世界上最大的潮汐能发电站源于法国,1966年被建造于法国朗斯。除这两国外,世界各国也都陆续选定了不少超性能开发地址,我国也不例外,像我国广东旅顺、山东乳山以及上海崇明等地区,都陆续建立了潮汐发电站。

除了创造巨大的经济效益,潮汐本身还被广泛地运用到了军事之中。

1961年郑成功攻打赤嵌城的时候,就借着潮汐将自己的军队驶入了港口,之后更是力求攻破敌人防线;1936年德国与英国作战的时候,同样也运用潮汐原理,布置了很多的锚雷,给英军带来了很大麻烦……

潮汐的作用颇多,这里我们就不一一举例了,接下来我们来看看潮汐对于天体造成的影响。

科学家们的报道称,由于潮汐现象的出现,地球自转周期将逐渐变慢,只不过变慢的幅度很小,每世纪仅会变成1~2毫米左右。这代表着什么呢?这代表着在很早以前地球的一年远不止365、366天,而这也与人们发现3亿7,000万年前的泥盆纪每年有400多天的情况产生了印证。

除此之外,随着潮汐的不断发生,地球自转角动量会逐渐减少,而在地月系统总角动量保持不变的大前提下,月球对地月系统制质心的角动量必然增大,而这样最终会导致月球以每年3.81厘米的速度远离地球。虽然说这个数据很小,但是与前面我们所说的情况一印证就会发现,这在以后也是个必须要考虑的问题。

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