燃爆了（潮汐，引潮力，海潮，潮汐力，究竟是什么？）

受日、月引潮力的作用而使地球的岩石圈、水圈和大气圈中分别产生的周期性的运动和变化，总称为潮汐。完整的潮汐科学的研究对象应包括地潮、海潮和气潮，但由于海潮现象十分明显，且与人们的生活关系密切，因而人们习惯上将潮汐(tide)一词狭义理解为海洋潮汐。此外，海水在日、月引潮力作用下引起的海面周期性的涨落与进退，则称为海洋潮汐，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则称为大气潮汐，简称气潮，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。有趣的是，固体的地球在受到潮汐力影响时也会发生一些微小的弹性/塑性形变。这种在日、月引潮力作用下引起的形变被称为固体潮汐，简称固体潮或地潮。

在正式介绍海潮之前，我想首先介绍一种特殊的潮型，这种潮是由旱情引起的咸潮，这种潮汐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入海河流或一些废弃河道倒灌到内陆区域，这种咸潮也就是高中地理中所提到的海水倒灌。咸潮的影响主要表现在会增加氯化物的含量上，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。这种水质由于造成的土地次生盐渍化，还会危害到当地的植物生存。

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、灌溉的淡水，而是陆地生命无法赖以生存的海水。我国的咸潮一般多发生在珠江口附近。

下面我来介绍一下三种最基本的海潮类型：

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。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。

通常认为潮汐是由月球引力造成的，那么我们来思考一下，如果地球海水只受到月球引力的影响才升高海面的话，那么只有近月点的海面才会发生高潮，而它的对跖点受到的月球引力最小，且总是来自月球方向。考虑到地球的自转规律，1天之内地球上的某个点只会转到离月球最近的地方1次，可是实际上一天会发生2次高潮，所以只考虑月球的引力是无法解释潮汐的原因的。

由于每天发生两次高潮，也就是说潮汐不仅受到月球引力的影响，还会受到地球“公转”产生离心力影响。当然咯，这里的公转不是地球围绕太阳的公转，而是指地球围绕地月系质心（地球和月球共同的质心）的旋转运动。由于地球围绕地月系质心不断做圆周运动，所以产生了惯性离心力。当地球围绕地球和月球的共同质心旋转时，会产生在地球各点大小相同的惯性离心力。现在我们假设地球上存在互为对跖点的两点A和B，再假设A,B两点及地球质心，月球在同一直线上，忽视地球自转的影响，那么各点的轨迹呈现相同大小的圆，并且各点的移动速度也相同。可以说，地球上任何一点，其绕地球和月球的共同质心旋转时产生的惯性离心力都是一样大的。因此，靠近月球的A点所受到的月球引力大于所受到的惯性离心力，而B点所受到的月球引力小于所受到的惯性离心力，这样在A,B两点处就都产生了使海面升高的力，这个力就是月球引力与惯性离心力之和，叫做引潮力，这也是引起海水涨落的原因所在。在A,B两处形成高潮的同时，在与AB连线垂直方向上的两点（设为C,D）也会产生使海面略微下降的引潮力，形成低潮。

高潮与低潮每天都会发生两次，两次潮汐水位相同的情况很少，这种变化是因为地球的自转轴与白道面不是互相垂直的。不仅月球会影响潮汐，太阳也在影响着潮汐，当日地月一线时，月球引力与太阳引力方向大致相同，力量叠加，此时高低潮水位差达到最大，即为大潮。恰好这样的情况是满月和新月时，所以一直被人误认为月相变化引起潮汐变化，然而引起海水涨落的力量其实是引潮力。

现在我们来回顾一下潮汐的产生原理，海水涨落的潮汐现象是由地球和天体运动以及它们之间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。由于地球的旋转，这种水位的上升以周期为12小时25分和振幅小于1m的深海***浪形式由东向西传播。太阳引力的作用与此相似，但是作用力小些，其周期为12小时。当太阳、月球和地球在一条直线上时，就产生大潮(springtides);当它们成直角时，就产生小潮(neaptides)。除了半日周期潮和月周期潮的变化外，地球和月球的旋转运动还产生许多其他的周期性循环，其周期可以从几天到数年。同时地表的海水又受到地球运动离心力的作用，月球引力和离心力的合力正是引起海水涨落的引潮力。而这一过程中很明显在源源不断地产生能量，也就是常说的潮汐能。潮汐能是以位能的形态出现的海洋能，它的本质是海水涨落过程中形成的水的势能。

除月球、太阳外，其他天体对地球同样会产生引潮力。虽然太阳的质量比月球大得多，但太阳离地球的距离也比月球与地球之间的距离大得多，所以其引潮力还不到月球引潮力的一半。其他天体或因远离地球，或因质量太小所产生的引潮力微不足道。根据平衡潮理论，如果地球完全由等深海水覆盖，用万有引力计算，月球所产生的最大引潮力可使海水面升高0.563m，太阳引潮力的作用为0.246m，夏威夷等大洋处观测的潮差约1m，与平衡潮理论比较接近，近海实际的潮差却比上述计算值大得多。如我国杭州湾的最大潮差达8.93m，北美加拿大芬地湾最大潮差更达19.6m。通过上升、收聚和共振等运动，使潮差增大。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。或者说，与潮差的平方和水库的面积成正比。和水力发电相比，潮汐能的能量密度很低，相当于微水头发电的水平。世界上潮差的较大值约为13~15m，但一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。

海洋潮汐从地球的旋转中获得能量，并在吸收能量过程中使地球旋转减慢。但是这种地球旋转的减慢在人的一生中是几乎觉察不出来的，而且也并不会由于潮汐能的开发利用而加快。这种能量通过浅海区和海岸区的摩擦，以1.7TW的速率消散。只有出现大潮，能量集中时，并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方，从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有，但世界各国已选定了相当数量的适宜开发潮汐能的站址。全世界潮汐能的理论蕴藏量约为3×10^9kw。我国海岸线曲折，全长约1.8×10^4km，沿海还有6000多个大小岛屿，组成1.4×10^4km的海岸线，漫长的海岸蕴藏着十分丰富的潮汐能资源。我国潮汐能的理论蕴藏量达1.1×10^8kw，其中浙江、福建两省蕴藏量最大，约占全国的80.9%，但这都是理论估算值，实际可利用的远小于上述数字。

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