汹涌的潮汐

汹涌的潮汐

开心问答

我国对潮汐的利用怎么样？

我国唐代诗人白居易曾这样描写海潮：“白浪茫茫与海连，平沙浩浩四无边。”居住在平原海岸的人会看到：滚滚而来的潮水，在和风吹拂下，掀起雪白的浪花，过了一定的时间，海面渐渐下降，露出了漫长的沙滩。上面有跳跃着的弹涂鱼、蚶足、大小不一的招潮蟹、随手既得的黄泥螺……这种使海滨景色发生有规律变化的海面涨落现象，称为潮汐。白天里的海水涨落叫“潮”，晚上的海水涨落称为“汐”。

潮汐是一种有规律的自然现象。宋朝科学家沈括，曾经在海边仔细观察过海潮变化的情况，他发现：每当月亮正好上中天或下中天的时候，则发生海潮，测候起来绝对没有差错。而且，当朔或望时（阴历初一和十五）涨大潮，上弦和下弦时（阴历初七、初八和廿二、廿三）涨小潮。但海洋潮汐的涨落现象是因时因地而不同的，同一纬度海区的不同地点，潮汐涨落规律并不一样，即使相近的海区，潮汐的情况也不尽相同。我国沿海大部分地区每天有两次涨潮和两次落潮，相邻两次高潮或低潮潮位差不多，涨潮的时间和落潮的时间也差不多长，我们称为“半日潮。”在另外一些地方又出现另一种情况：如我国南海北部湾里世界上最典型的“全日潮”，一天只出现一次高潮和一次低潮。还有介于上述两种类型之间的情况，就是“混合潮”。它可分为不正规半日潮和不正规日潮。不正规半日潮基本上具有半日潮的特性，但在一日内相邻的两个高潮和低潮的潮高相差很大，涨潮时间和落潮时间也不等。不正规日潮在一个月内的大多数日子为不正规半日潮，但有时也发生一天一次高潮和低潮的全日潮现象。混合潮里，有的地方半日潮性质多些，有的地方全日潮性质多些。

潮汐现象是如何产生的呢？人们在探索这个问题时发现高潮时（或低潮时）并不是每天都一样，总要拖后一段时间——大约50分钟。这段时间恰好和月亮每天到达天顶推迟的时间相同。而每月的大潮或小潮和月亮的圆缺有关系，长期的观察证实了潮汐现象与月亮有密切的关系。如著名的唯物主义哲学家王充指出：“涛之起也，随月盛衰。”到了17世纪末，牛顿提出了万有引力之后，对于潮汐现象有了更进一步的认识。依据月球对地球的引力在地球表面上分布的不同，可以解释潮汐的成因。潮汐是由于月亮和太阳对地球不同地方的海水质点的引力不同而形成的。

原来，地球吸引着月球，月球也牵引着地球，好像母亲拉着孩子在空间旋转似的。它们一方面各自本身自转，另一方面又各自绕地月系公共质量中心做圆周运动，而不能只讲月球围绕地球旋转。由于地球的质量比月球质量大18倍，所以，公共质量中心偏于地球一侧，大致在地球内部，离地心约4 650千米处。

地球上的物体，除了受地球引力约束外，还要受到地球围绕地球——月球公共质心运动所产生的离心力的影响，什么是离心力呢？我们用一根绳子拴着一块小石头，一手捏着绳子抡着小石头做圆周运动，手就感到有一股向外甩的力，这个力称为石头的离心力。所以，地球绕地月质心运动时，地球上的海水质点也会受到一种离地球而去的力。

不过，地球上不同地方的海水质点都要受到月亮的引力，引力的大小因地球各点距月亮中心远近而有所不同，距月亮中心近的引力大，远的则引力小。又由于地球和月亮绕着地月公共质心的运动可近似地当作匀速圆周运动，地球上各个质点所作的这种运动都是相同的，这样，它们所受到的离心力，也可近似地认为大小相等，方向皆为背离月球的方向。地球上质点所受到月球的引力和离心力的合力，就是产生潮汐的原动力，人们称它为引潮力。

在地球上，地心处受到的月球引力和离心力大小相等，方向相反，两者抵消。在地球的其他地方，引力和离心力未能相互抵消，均有大小不等，方向不同的引潮力。不过，地球上向着月球的一面（向月面），离心力小于月球的引力，引力起主导作用，海水向着月球方向流动，逐渐升高，从而形成高潮。地球上背着月球的一面（背月面），离心力大于月球的引力，离心力起主要作用，海水背着月球方向集中，也可产生高潮，因为海水向两头鼓起来，中间部分的海水就必须凹进去，海面慢慢下降，造成低潮。这样，海面像鸭蛋似的成为一个椭球体，在表面图上成为一个椭圆，海洋学上称之为“潮汐椭圆。”在一个太阳日内，地球上某一海港就要经过向着月球和背着月球各一次，因而，一般海港往往每天应该发生两涨两落的潮汐现象。

除了月亮的引潮力以外，太阳对地球也有引潮力，不过太阳对地球的引潮力要比月亮的引潮力小。尽管太阳的质量远远大于月亮，但是，太阳离地球的距离约为月亮离地球距离的589倍。所以月亮的引潮力反而比太阳的引潮力大一倍多。地球上的海水是在月亮和太阳引潮力的共同作用下形成潮汐的。

在太阳和月球引潮力的作用下，地球上的一切物体都受到影响，陆地也在动荡，只不过因为它是固体，动荡相当微小，凭人们的感觉无法感知罢了。

因为海水是流体，受引力之后比较容易发生变化，所以潮汐现象就明显得多了。

当农历初一（朔）和十五（望）时，太阳、月球和地球三个天体几乎在同一条直线上，这时的引潮力相当于月球引潮力和太阳引潮力之和。海水涨潮时升得特别高，落潮时也降得特别低，就形成大潮。大潮在我国沿海发生在朔望后2～3天。其他时间它们不在一条线上，就把力量分散了。当初八（上弦）、二十三（下弦）的时候，太阳、月亮和地球中心几乎成一直角的位置，引力最小，潮差也最小，称为小潮。地球正对太阳和月亮的那一面引潮力向着太阳和月亮，背面离心力起作用，潮力就背着太阳和月亮。

潮汐现象是复杂的。地球有时离太阳近（约在1月2日至4日），有时离太阳远（约在7月2日至5日），一远一近，两者相差500万千米。月亮有时也靠近地球，有时又离得远一点。当它们靠近时，吸引力就大些，反之就小些。此外，地面水的不均匀分布，海区地形的形状和深度千差万别，因而潮汐呈现出多种多样的姿态。是不是说潮汐就没有规律可循呢？通过大量观测和计算，人们发现潮汐的情况不仅可以摸清而且可以根据它的活动规律予以预报，于是编出了潮汐表。

在我国杭州，宋代就出现了全年的潮汐表，表上列出了春、夏、秋、冬各季该地的高潮时和粗略的潮高。

在半日潮区，通过长期的观测，人们又发现月亮到达天顶时并不和高潮时相吻合，高潮时总是落后一段时间，这段时间称为“高潮间隙”，低潮落后的时间就是“低潮间隙”了。把一个月的高（低）潮间隙平均一下得出一个平均高（低）潮间隙，这样就可以推算出某一天高潮时间。

在我国北部湾沿海的全日潮海区，渔民中流传着一首计算潮水从小潮开始转向大潮时候的口诀；在不易推算的全日潮或混合潮地区还流行着一种“流水簿”“水路簿”。它记载着某些地方全年每天的潮汐特征，便利航海活动。

现代计算潮时、潮高、编年潮汐表时，把潮汐看成是一系列和谐的振动所组成的，每一种振动称为一个分潮，逐个计算，再综合叠加起来。除了考虑与天文有关的分潮之外，也考虑长期气候的影响，这样就比过去的口诀要精确得多了。

讲到潮汐，大家一定熟悉钱塘涌潮，它汹涌澎湃，势不可挡，震撼着观潮者的心灵。

关于钱塘江涌潮的形成，一般认为是由于江口的宽度和深度向上游方向急速变窄、变浅的缘故。潮波由宽阔处向狭窄处涌来，能量被集中，潮差和流速显著增大。在澉浦尖山河段，水底有一条南北相连的沙坝，水深从原来湾口附近平均约10米处，来到平均只有2米左右的地方，阻力大大增加，潮波的波峰也就像一堵陡立的水墙。过了尖山，潮波波峰破碎，但传播速度仍然相当快，南岸潮头行进较快，直扑北岸的老盐仓，当潮头折回时，在八堡附近又与北岸涌来的潮头相会，为中沙所阻碍而后至的潮水也赶来相会，于是在这江面上造成蔚为壮观的钱塘怒潮。其形似万马横奔，腾起高高的雪白浪峰；其声像万面鼓擂，震天动地，极为雄伟壮观。

潮汐十分明显地影响着海洋中的生物和人类生活，因此，无论是海洋生物，还是人类都会对潮汐的变化作出相应的反应。

美国加利福尼亚海岸有一种发光的银汉鱼，在3～8月的满月时，乘大潮进入沙滩，雌的排卵，雄的受精。大潮过后，大量的受精卵埋在暖而湿的沙土中，经过半个月的孵化，鱼卵完成了自身的发育，正巧遇到下一个大潮。在潮波的刺激作用下，稚鱼破膜而出，进入海水中。这种小鱼之所以能够生存，是与其产卵适应半月周期潮分不开的。

海港的建设要了解当地的潮汐情况，码头、仓库、厂房要选择合适的高度，既要避免涨潮时被淹没的危险，又要考虑落潮时的方便；要保障生产航行的安全，又要尽可能节约投资。航行船只如果顺潮流，既能节约燃料，又速度快。有些港口必须在高潮时才能进出，否则只好在港内或港外抛锚待潮。

潮汐在军事上也有广泛的应用。登陆作业一定要掌握高潮时刻，布设水雷也得了解布雷区的潮差和潮汐性质。一般在潮差大的海区应放音响或磁性水雷，不适宜布放触发水雷。即使在潮差小的海域布雷，也要了解潮汐的涨落情况，选择恰当的深度，否则布深了水雷无效，布浅了就暴露了目标。

地震的发生、台风的生成都与引潮力的变化有一定的关系。地震是板块运动中的一种现象，当地壳内部形变应力积累到一触即发时，若是正逢初一、十五左右，月球和太阳的引潮力相互叠加，可能对某些地震活跃的地区起到激发的作用，所以，民间流传的“抬头一看月儿圆，初一、十五有点悬”的谚语，确有道理。此外潮汐现象与台风的形成也有关系，并在科学的实践中受到人们的注意。现代科学技术的发展，使滚滚而来的潮水得到了利用，为人类提供了新的能源——潮汐能。

答：目前，我国建成了十多座潮汐电站，1980年建成的江厦潮汐电站，每年可发电10 700万度，由于潮汐电站既不浪费能源，也不污染环境，因而，给人们带来了无限的光明和利益。