海水为什么会有涨潮和落潮

8　海水为什么会有涨潮和落潮——万有引力作用

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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，海水推波助澜，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，这就是潮汐，它是如此循环重复，永不停息。

潮汐是在月球和太阳引力的作用下，海洋水面周期性的涨落现象。

中国古代哲学家王充

我国古代哲学家王充指出了潮汐跟月亮有关系，“涛之起也，随月盛衰”。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，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。

到了17世纪80年代，牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中科学地解释了产生潮汐的原因。

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牛顿与万有引力

牛顿一直在研究是什么力量驱使月球围绕地球转，地球围绕太阳转？为什么月球不会掉落到地球上？为什么地球不会掉落到太阳上？想了很久也没有头绪，他正好休假就到乡下姐姐家度假。

有一天早上牛顿看见小外甥正在玩小球，他手上拴着一条皮筋，皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球，然后越来越快，最后小球就径直抛出。牛顿猛地意识到月球和小球的运动与此极为相像。两种力量作用于小球，这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样，也有两种力量作用于月球，即月球运行的推动力和重力的拉力。牛顿首次认为，重力不仅仅是行星和恒星之间的作用力，有可能是普遍存在的吸引力，这使他断言，相互吸引力不但适用于硕大的天体之间，而且适用于各种体积的物体之间。牛顿推动了引力定律的发展，指出万有引力不仅仅是星体的特征，也是所有物体的特征。作为所有最重要的科学定律之一，万有引力定律及其数学公式已经成为整个物理学的基石。

潮汐根据它的周期可分为以下三类：

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。如榆林港，15天出现全日潮，其余日子为不规则的半日潮，潮差较大。

潮汐发电设备原理图

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世界三大著名潮汐发电站

第一，加拿大安纳波利斯潮汐电站1984年投入运行，坐落在芬地湾口安纳波利斯—罗亚尔，潮差为4.2～8.5米。该电站机房由100千米外的一座水电站遥控，年发电量5000万千瓦时。

第二，法国朗斯潮汐电站，坐落于法国朗斯河口，该站址潮差最大13.4米，平均8米。1966年投入运行，年平均发电量5.44亿度，是第一个商业化电站。该电站除正向发电、反向发电、正向排水、反向排水外，还能正向泵水和反向泵水。各种工况的优化运行，用计算机进行控制，这种多功能机组在当时是一项重大的技术成就。

第三，基斯拉雅潮汐电站，建于摩尔曼斯克附近的基斯拉雅湾。电站成功地采用沉箱法建造堤坝和厂房。该电站1968年投入运行。