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什么是潮汐?

来源:新能源网
时间:2024-08-17 13:33:34
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什么是潮汐?热心网友:不论什么时刻,地球面向月亮的一侧比其对面一侧更靠近月亮,其差大约是地—月间距离的7%。这就意味着,前者受到月亮的吸引力大于后者受到的吸引力。地球在这个吸引力和

热心网友:不论什么时刻,地球面向月亮的一侧比其对面一侧更靠近月亮,其差大约是地—月间距离的7%。这就意味着,前者受到月亮的吸引力大于后者受到的吸引力。地球在这个吸引力和离心力的共同作用下,将在地—月连线上的长度加长。因此,我们能在地球的这条线的两端发现隆起的现象。对于地球上的固态物质而言(如陆地),它在上述位置时的隆起并不明显,然而,对于聚集力低于固态物质的海水而言,隆起的程度就明显地大多了。海水若在上述位置时,两面却有隆起现象发生,其中一面朝向月亮,而另一面背向月亮。当地球自转时,地球表面上的各个点陆续地进入这个位置,而后又离开了它。人们站在陆地上观看海面,似乎水面升高了,直至最高潮,然后又开始回落,直至最低潮。这样的起伏每天要反复两次。月亮在其轨道上运行时,伴随着地球的自转,地球上的各部位都有两次涨潮,间隔约12.5小时。对于这一事实,人类从远古时代就把海水的涨落——潮汐现象和月亮联系起来了,只是实际情况比他们想象的要复杂得多。太阳对地球也会产生潮汐作用,只是比月亮造成的潮汐高度小。当太阳、地球和月亮处于同一条直线上,即满月和新月时,产生的潮汐比往常的潮汐剧烈得多,海水涨得也高,回落得也低;但当太阳和月亮间的位置关系是以地球为顶点的直角关系,即逢“半月”时,潮汐的强度就低于平时。不过,对某地来说,潮汐是否出现,以及出现的时间和强度,还与地理位置、海岸线形状有关。早期的欧洲人大多聚集于地中海地区,这个地区是一个几乎被陆地所包围的港口。涨潮的时候,来自大西洋的海水通过直布罗陀海峡流入港口,但还没等潮汐过程全部结束,退潮就开始了,海水开始从港口涌出。可还没等海水完全退去,下一次涨潮又开始了。最终结果是地中海的水位几乎没有什么变化。大约在公元前300年时,古希腊探险家费萨斯驾船驶出地中海,他横渡了大西洋、不列颠群岛,然后到达斯堪的纳维亚。航行过程中,他亲眼目睹了一些潮汐现象,对此他做了详细的记录,并进一步提出这种现象的产生与月亮有关。但是他的观点几乎没得到任何重视。当儒略·恺撒率领一支偷袭军队进入不列颠时,他把船队停泊在离岸上稍高一点的地方,后来不期而遇的涨潮来临时,几乎将他的船只全部卷走。作为恺撒大帝,他很快纠正了自己的错误。如果缺乏对万有引力的理解,是很难接受潮汐现象与月亮有关这一事实的。比如说伽利略,在多数方面,他是一个不折不扣的思想家,居然也对月亮对地球有一定的影响这一事实嗤之以鼻,他认为潮汐现象是因为地球自转时海洋的海水晃动而引起的。直到后来牛顿于1687年发现了宇宙间万有引力的存在,人们才完全弄懂潮汐现象的起因。

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热心网友: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的总称。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;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,由月球引起的称太阴潮。因月球距地球比太阳近,月球与太阳引潮力之比为11:5,对海洋而言,太阴潮比太阳潮显著。地潮、海潮和气潮的原动力都是日、月对地球各处引力不同而引起的,三者之间互有影响。大洋底部地壳的弹性—塑性潮汐形变,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。作为完整的潮汐科学,其研究对象应将地潮、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,因而习惯上将潮汐一词狭义理解为海洋潮汐。

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热心网友: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的总称。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;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,由月球引起的称太阴潮。因月球距地球比太阳近,月球与太阳引潮力之比为11:5,对海洋而言,太阴潮比太阳潮显著。地潮、海潮和气潮的原动力都是日、月对地球各处引力不同而引起的,三者之间互有影响。大洋底部地壳的弹性—塑性潮汐形变,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。作为完整的潮汐科学,其研究对象应将地潮、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,因而习惯上将潮汐一词狭义理解为海洋潮汐。 潮汐能是以位能形态出现的海洋能,是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。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的深海波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;当它们成直角时,就产生小潮。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。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。如果用万有引力计算,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O.246m,但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。这种实际与计算的差别目前尚无确切的解释。一般认为当海洋潮汐波冲击大陆架和海岸线时,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。 潮汐是因地而异的,不同的地区常有不同的潮汐系统,它们都是从深海潮波获取能量,但具有各自独特的特征。尽管潮汐很复杂,但对任何地方的潮汐都可以进行准确预报。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磨擦,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。据最新的估算,有开发潜力的潮汐能量每年约200TW·h。 全世界潮汐能的理论蕴藏量约为3 ×109kw。我国海岸线曲折,全长约1.8×104km,沿海还有6000多个大小岛屿,组成1.4×104km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1.1×108kw,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。