大海的潮汐是怎么形成的?

熱心網(wǎng)友：凡是到過(guò)海邊的人們，都會(huì)看到海水有一種周期性的漲落現(xiàn)象：到了一定時(shí)間，海水推波逐瀾，迅猛上漲，達(dá)到高潮；過(guò)后一些時(shí)間，上漲的海水又自行退去，留下一片沙灘，出現(xiàn)低潮。如此循環(huán)重復(fù)，永不停息。海水的這種運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象就是潮汐。法國(guó)文學(xué)稱(chēng)之為“大海的呼吸”。 潮汐現(xiàn)象的特點(diǎn)是每晝夜有兩次高潮，而不是一次,“晝漲稱(chēng)潮，夜?jié)q稱(chēng)汐”。簡(jiǎn)而言之“潮”指白天海水上漲，“汐”指晚上海水上漲，不過(guò)通常我們往往將潮和汐都叫做“潮”。 潮汐現(xiàn)象是指海水在天體(主要是月球和太陽(yáng))引潮力作用下所產(chǎn)生的周期性運(yùn)動(dòng)，習(xí)慣上把海面鉛直向漲落稱(chēng)為潮汐，而海水在水平方向的流動(dòng)稱(chēng)為潮流。 潮汐是所有海洋現(xiàn)象中較先引起人們注意的海水運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，它與人類(lèi)的關(guān)系非常密切。海港工程，航運(yùn)交通，軍事活動(dòng)，漁、鹽、水產(chǎn)業(yè)，近海環(huán)境研究與污染治理，都與潮汐現(xiàn)象密切相關(guān)。尤其是，永不休止的海面鉛直漲落運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)藏著極為巨大的能量，這一能量的開(kāi)發(fā)利用也引起人們的興趣。 有下面這樣一個(gè)事實(shí)：在任何時(shí)刻，圍繞地球的海平面有兩個(gè)突出的部分， 在理想的情況下它們分別出現(xiàn)在地表面離月球最近和最遠(yuǎn)的地方。 如果說(shuō)潮汐是月球的引力造成的，在離月球最近的地方海水隆起是可以理解的，但為什么在遠(yuǎn)離月球的地方海水也隆起？如果說(shuō)潮汐是萬(wàn)有引力現(xiàn)象，似乎應(yīng)該與質(zhì)量成正比，與距離平方成反比。太陽(yáng)的質(zhì)量比月球大2.7×105 倍，而太陽(yáng)到地球距離的平方只比月球到地球距離的平方大1.5×105倍， 兩者相除，似乎太陽(yáng)對(duì)海水的引力比月球還應(yīng)該大180倍，為什么月球?qū)Τ毕鹬饕饔?？這些通過(guò)分析計(jì)算來(lái)加以說(shuō)明。

熱心網(wǎng)友：潮汐 于日、月引潮力的作用，使地球的巖石圈、水圈和大氣圈中分別產(chǎn)生的周期性的運(yùn)動(dòng)和變化的總稱(chēng)。固體地球在日、月引潮力作用下引起的彈性—塑性形變，稱(chēng)固體潮汐，簡(jiǎn)稱(chēng)固體潮或地潮；海水在日、月引潮力作用下引起的海面周期性的升降、漲落與進(jìn)退，稱(chēng)海洋潮汐，簡(jiǎn)稱(chēng)海潮；大氣各要素（如氣壓場(chǎng)、大氣風(fēng)場(chǎng)、地球磁場(chǎng)等）受引潮力的作用而產(chǎn)生的周期性變化（如8、12、24小時(shí)）稱(chēng)大氣潮汐，簡(jiǎn)稱(chēng)氣潮。其中由太陽(yáng)引起的大氣潮汐稱(chēng)太陽(yáng)潮，由月球引起的稱(chēng)太陰潮。因月球距地球比太陽(yáng)近，月球與太陽(yáng)引潮力之比為11：5，對(duì)海洋而言，太陰潮比太陽(yáng)潮顯著。地潮、海潮和氣潮的原動(dòng)力都是日、月對(duì)地球各處引力不同而引起的，三者之間互有影響。大洋底部地殼的彈性—塑性潮汐形變，會(huì)引起相應(yīng)的海潮，即對(duì)海潮來(lái)說(shuō)，存在著地潮效應(yīng)的影響；而海潮引起的海水質(zhì)量的遷移，改變著地殼所承受的負(fù)載，使地殼發(fā)生可復(fù)的變曲。氣潮在海潮之上，它作用于海面上引起其附加的振動(dòng)，使海潮的變化更趨復(fù)雜。作為完整的潮汐科學(xué)，其研究對(duì)象應(yīng)將地潮、海潮和氣潮作為一個(gè)統(tǒng)一的整體，但由于海潮現(xiàn)象十分明顯，且與人們的生活、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、交通運(yùn)輸?shù)汝P(guān)系密切，因而習(xí)慣上將潮汐(tide)一詞狹義理解為海洋潮汐。 潮汐能是以位能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能。海水漲落的潮汐現(xiàn)象是由地球和天體運(yùn)動(dòng)以及它們之間的相互作用而引起的。在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋轉(zhuǎn)，這種水位的上升以周期為12小時(shí)25分和振幅小于1m的深海波浪形式由東向西傳播。太陽(yáng)引力的作用與此相似，但是作用力小些，其周期為12小時(shí)。當(dāng)太陽(yáng)、月球和地球在一條直線上時(shí)，就產(chǎn)生大潮(spring tides)；當(dāng)它們成直角時(shí)，就產(chǎn)生小潮(neap tides)。除了半日周期潮和月周期潮的變化外，地球和月球的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)還產(chǎn)生許多其他的周期性循環(huán)，其周期可以從幾天到數(shù)年。同時(shí)地表的海水又受到地球運(yùn)動(dòng)離心力的作用，月球引力和離心力的合力正是引起海水漲落的引潮力。除月球、太陽(yáng)外，其他天體對(duì)地球同樣會(huì)產(chǎn)生引潮力。雖然太陽(yáng)的質(zhì)量比月球大得多，但太陽(yáng)離地球的距離也比月球與地球之間的距離大得多，所以其引潮力還不到月球引潮力的一半。其他天體或因遠(yuǎn)離地球，或因質(zhì)量太小所產(chǎn)生的引潮力微不足道。根據(jù)平衡潮理論，如果地球完全由等深海水覆蓋，用萬(wàn)有引力計(jì)算，月球所產(chǎn)生的最大引潮力可使海水面升高0．563m，太陽(yáng)引潮力的作用為O．246m，夏威夷等大洋處觀測(cè)的潮差約1m，與平衡潮理論比較接近，近海實(shí)際的潮差卻比上述計(jì)算值大得多。如我國(guó)杭州灣的最大潮差達(dá)8．93m，北美加拿大芬地灣最大潮差更達(dá)19.6m。這種實(shí)際與計(jì)算的差別目前尚無(wú)確切的解釋。一般認(rèn)為當(dāng)海洋潮汐波沖擊大陸架和海岸線時(shí)，通過(guò)上升、收聚和共振等運(yùn)動(dòng)，使潮差增大。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比。或者說(shuō)，與潮差的平方和水庫(kù)的面積成正比。和水力發(fā)電相比，潮汐能的能量密度很低，相當(dāng)于微水頭發(fā)電的水平。世界上潮差的較大值約為13～15m，但一般說(shuō)來(lái)，平均潮差在3m以上就有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 潮汐是因地而異的，不同的地區(qū)常有不同的潮汐系統(tǒng)，它們都是從深海潮波獲取能量，但具有各自獨(dú)特的特征。盡管潮汐很復(fù)雜，但對(duì)任何地方的潮汐都可以進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。海洋潮汐從地球的旋轉(zhuǎn)中獲得能量，并在吸收能量過(guò)程中使地球旋轉(zhuǎn)減慢。但是這種地球旋轉(zhuǎn)的減慢在人的一生中是幾乎覺(jué)察不出來(lái)的，而且也并不會(huì)由于潮汐能的開(kāi)發(fā)利用而加快。這種能量通過(guò)淺海區(qū)和海岸區(qū)的磨擦，以1.7TW的速率消散。只有出現(xiàn)大潮，能量集中時(shí)，并且在地理?xiàng)l件適于建造潮汐電站的地方，從潮汐中提取能量才有可能。雖然這樣的場(chǎng)所并不是到處都有，但世界各國(guó)已選定了相當(dāng)數(shù)量的適宜開(kāi)發(fā)潮汐能的站址。據(jù)最新的估算，有開(kāi)發(fā)潛力的潮汐能量每年約200TW·h

熱心網(wǎng)友：地球與月球的引力共同作用