《潮汐与海浪的成因》由会员分享，可在线阅读，更多相关《潮汐与海浪的成因（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、潮汐本词条介绍的是潮汐（自然现象），更多含义，请参阅潮汐（多义词）。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。是沿海地区的一种自然现象，古代称白天的河海涌水为“潮”，晚上的称为“汐”，合称为“潮汐”。目录1基本信息2概述定义分类形成原因3推算4咸潮介绍5能源6开发利用发电应用军事应用7世界名潮8扩展介绍1基本信息潮汐【词目名称】潮汐；【词目拼音】chox【基本解释】由于月亮和太阳的引力而产生的周期性运动。特指海潮。【引证解释】在月球和太阳引力作用下，海洋水面周期性的涨落现象。在白天的称潮，夜间的称
2、汐，总称“潮汐”。一般每日涨落两次，也有涨落一次的。外海潮波沿江河上溯，又使的江河下游发生潮汐。北齐颜之推颜氏家训归心：“潮汐去还，谁所节度？”宋苏辙和子瞻雪浪斋：“门前石岸立精铁，潮汐洗尽莓苔昏。”明刘基江行杂诗之七：“坤灵不放厚地裂，应有潮汐通扶桑。”叶圣陶穷愁：“赌窟既破，全市喧传，群来聚视博徒何如人，市嚣乃如潮汐。”2概述海水有一种周期性的涨落现象：到了一定时间，海水推波助澜，海水迅猛上涨，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。我国古代天文学家余靖（字安道）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
3、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。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，永不休止的海面垂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。定义分类由于日、月引潮力的作用，使地球的岩石圈、水圈和大气圈中分别产生的周期性的运动和变化，总称潮汐。作为完整的潮汐科学，其研
4、究对象应将地潮、海潮和气潮作为一个统一的整体，但由于海潮现象十分明显，且与人们的生活、经济活动、交通运输等关系密切，因而习惯上将潮汐（tide）一词狭义理解为海洋潮汐。固体地球在日、月引潮力作用下引起的弹性塑性形变，称固体潮汐，简称固体潮或地潮。潮汐海水在日、月引潮力作用下引起的海面周期性的升降、涨落与进退，称海洋潮汐，简称海潮。大气各要素（如气压场、大气风场、地球磁场等）受引潮力的作用而产生的周期性变化（如8、12、24小时）称大气潮汐，简称气潮。其中由太阳引起的大气潮汐称太阳潮，由月球引起的称月球潮汐。根据潮汐周期又可分为以下三类：半日潮型：一个太阳日内出现两次高潮和两次低潮，前一次高潮和
5、低潮的潮差与后一次高潮和低潮的潮差大致相同，涨潮过程和落潮过程的时间也几乎相等（6小时12.5分）。我国渤海、东海、黄海的多数地点为半日潮型，如大沽、青岛、厦门等。全日潮型：一个太阳日内只有一次高潮和一次低潮。如南海汕头、渤海秦皇岛等。南海的北部湾是世界上典型的全日潮海区。混合潮型：一月内有些日子出现两次高潮和两次低潮，但两次高潮和低潮的潮差相差较大，涨潮过程和落潮过程的时间也不等；而另一些日子则出现一次高潮和一次低潮。我国南海多数地点属混合潮型。如榆林港，十五天出现全日潮，其余日子为不规则的半日潮，潮差较大。不论那种潮汐类型，在农历每月初一、十五以后两三天内，各要发生一次潮差最大的大潮，那时
6、潮水涨得最高，落得最低。在农历每月初八、二十三以后两三天内，各有一次潮差最小的小潮，届时潮水涨得不太高，落得也不太低。形成原因在不考虑其他星球的微弱作用的情况下，月球和太阳对海洋的引潮力的作用是引起海水涨落的原因。引潮力又是怎样的一种力呢？在物理学看来，在非惯性系下，引潮力是月球的万有引力和与之对应的惯性力，还有太阳的万有引力和与之对应的惯性力等四种力的合力。有的资料提到“离心力”也是引潮力的分力之一，物理学中有离心现象的提法，却没有“离心力”的概念和定义。不过“离心力”的本意正是惯性力。只用月球的引力作用解释不了，为什么涨潮现象同时发生在地球离月球最近的海面和离月球最远的海面这两个区域，从而
7、使球形的海平面变成纺锤体形，如图。同样太阳的引力也是如此。截止到2012年，物理学界出现了最新颖的重力概念和定义。定义的内容是：“在静力学范围内，以放置物体的支撑物或物体自身为非惯性参照物，重力是物体所受各万有引力与各惯性力的合力。”该定义能成功地解释潮汐成因。这里要注意的是，在把各星球看做质点的情况下，求地面上物体的重力时，只有地球对物体的万有引力和与物体随地球自转的向心力对应的惯性力参加运算，其他各星球的万有引力都和与之对应的惯性力抵消了。详细论述请看重力词条潮汐的形成原因如下：先说月球的作用。把地球和月球看做质点，说月球绕地球做圆周运动，实际上是月球和地球都绕二者的共同质心做圆周运动，只
8、是地球的圆周轨道小得多。（双星的两个质量相近的星球的圆周轨道近似相等）以地心为非惯性参照物，地球质点受到月球质点的万有引力正是地球质点绕共同质心做圆周运动的向心力，而此向心力对应的惯性力与此向心力大小相等方向相反。所以地球质点受月球质点的万有引力与这个惯性力相互抵消。既然地球被看做质点，就可以把地球上物体的运动轨迹和动力学规律看做与地球质点完全一样。这样物体受的月球的万有引力和与之对应的惯性力相互抵消。实际上地球的体积很大，在离月球最近的地面上的物体，绕地、月共同质心做圆周运动的轨道半径明显小于地球质点的轨道半径，物体所受月球的万有引力就会大于所受对应的惯性力，这两个力不能再抵消，其合力与物体
9、受地球的万有引力方向相反，使物体的重力明显变小。如果所说的“物体”是这里的海水，那么这里就会有涨潮发生。用同样的方法研究离月球最远的地面上的物体，月球对此处物体的万有引力小于与之对应的惯性力，它们的合力又是与地球对此处物体的万有引力方向相反，也是使物体的重力明显变小。所以在离月球最远的那部分海水同时也会有涨潮发生。这就使本应是球形的海平面微微呈现出纺锤体形状。研究太阳对潮汐的作用，与研究月亮作用的方法相同。如果认为地球绕太阳的中心做圆周运动，问题就简单了。这里不做详细论述。地潮、海潮和气潮的发生都是上述原因引起的，三者之间互有影响。因月球距地球比太阳近，月球与太阳引潮力之比为11：5，对海洋而
10、言，月亮潮比太阳潮显著。大洋底部地壳的弹性和塑性导致潮汐形变，会引起相应的海潮，即对海潮来说，存在着地潮效应的影响；而海潮引起的海水质量的迁移，改变着地壳所承受的负载，使地壳发生可复的变曲。气潮在海潮之上，它作用于海面上引起其附加的振动，使海潮的变化更趋复杂。这种能量通过浅海区和海岸区的磨擦，以1.7TW(1.7x1012W)的速率消散。3推算在很早以前，古人就已经观察到了潮汐的现象。在我国古代，把发生在白昼的海水涨落称为“潮”；把发生在黑夜的海水涨落称为“汐”，合称“潮汐”。我国古代的先民已察觉到潮汐同月球有关系，因而古语曰：“涛之起也，随月盛衰”。虽然古人观察到了潮汐与月球有关，但并没有对
11、其原理做出解释。1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、地球三者的关系形成的，而且主要是由月亮的引力造成的。月球引力和太阳引力的合力是引起海水涨落的引潮力。因为月球距地球比太阳近，所以对海洋而言，月亮潮比太阳潮显著。太阳的引力潮虽然不算太大，但能影响潮汐的大小。有时它和月球形成合力，相得益彰。在月相为下弦时，即农历的二十三时，太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分，所以就发生了“小潮”说。在月相为上弦时，即农历的初八时，太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就发生了“小潮”说。有些生物学家认为，潮汐的变化很可能推动生命的进化过程。涨潮时，海水拍击海岸
12、；退潮时，把大片浅滩暴露在阳光下。原先栖息在海洋中的某些生物，在海陆交界的潮间带经受了锻炼，使海洋生物的登陆成为可能，一些坚强的生命就在这海陆交界地带最先生存了下来。潮汐的发生和太阳，月球都有关系，也和我国传统农历对应。在农历每月的初一即朔点时刻处太阳和月球在地球的一侧，所以就有了最大的引潮力，所以会引起“大潮”，在农历每月的十五或十六附近，太阳和月亮在地球的两侧，太阳和月球的引潮力你推我拉也会引起“大潮”；在月相为上弦和下弦时，即农历的初八和二十三时，太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就发生了“小潮”，故农谚中有“初一十五涨大潮，初八二十三到处见海滩”之说。另外在第天也有涨潮发生，由
13、于月球每天在天球上东移13度多，合计为50分钟左右，即每天月亮上中天时刻（为1太阴日=24时50分）约推迟50分钟左右，（下中天也会发生潮水每天一般都有两次潮水）故每天涨潮的时刻也推迟50分钟左右。我国劳动人民在千百年来总结经验出来许多的算潮方法（推潮汐时刻）如八分算潮法就是其中的一例：简明公式为：高潮时=0.8h农历日期-1(或16)+高潮间隙上式可算得一天中的一个高潮时，对于正规半日潮海区，将其数值加或减12时25分(或为了计算的方便可加或减12时24分)即可得出另一个高潮时。若将其数值加或减6时12分即可得低潮出现的时刻低潮时。但由于，月球和太阳的运动的复杂性，大潮可能有时推迟一天或几天
14、，一太阴日间的高潮也往往落后于月球上中天或下中天时刻一小时或几小时，有的地方一太阴日就发生一次潮汐。故每天的涨潮退潮时间都不一样，间隔也不同。4咸潮介绍咸潮，主要是由旱情引起的，一般发生在上一年冬至到次年立春清明期间，由于上游江水水量少，雨量少，使江河水位下降，由此导致沿海地区海水通过河流或其他渠道倒流到内陆区域。咸潮的影响主要表现在氯化物的含量上，按照国家有关标准，如果水的含氯度超过250毫克/升就不宜饮用。这种水质还会危害到当地的植物生存。潮汐(6张)咸潮上溯属于沿海地区一种特有的季候性自然现象，多发于枯水季节、干旱时期。咸水上溯意味着位于江河下游的抽水口在咸潮上溯期间抽上来的不是能饮用、
15、灌溉的淡水，而是陆地生命无法赖以生存的海水。我国的咸潮多发生在珠江口。咸潮成因1、降水减少降雨比多年平均减少。降雨锐减导致江、湖、库水位急剧下降，降雨减少导致江河流量严重减少，上游少雨，源水水量减少，下游则受海水潮汐影响，形成咸潮。2、沿江无序挖沙非法采沙船导致河段已基本没有河沙；没有河沙河段正沿着大江大河自下溯江而上；过量滥采河沙造成河床严重下切，引发咸潮上溯。3、海平面上升加剧咸潮蔓延海平面上升与咸潮之间的关系引人注目。河口三角洲将遭受更为严重的洪水、风暴潮、涝灾和咸潮的袭击，面临“被淹”的危险。4、生产和生活用水增加随着经济急速发展，工业生产规模扩张，常住人口增长，生产和生活用水急剧增加，导致江河水流量减少，这使咸潮入侵日益严重。咸潮危害海水的氯化物浓度一般高于5000毫克/升，当咸潮发生时，河水中氯化物浓度从每升几毫克上升到超过250毫克。水中的盐度过高，就会对人体造成危害，老年人和患高血压、心脏病、糖尿病等病人不宜饮用。水中的盐度高还会对企业生产造成威胁，生产设备容易氧化，锅炉容易积垢。在咸潮灾害中，生产中用水量较大的化学原料及化学制品制造、金属制品、纺织服装等产业受到的冲击较大，其中一些企业不得不停产。咸潮还会造成地下水和土壤内的盐度升高，给“鱼米之乡”的珠三角农业生产造成严重影响，危害到当地的植物生存。从广州市番禹区农村看到的情况令人触目惊心。在番禹石楼镇的一些稻田
