为什么会涨潮和退潮,是什么原理
涨潮和退潮都是正常的自然现象,海水有涨有落,一天之内,海水的涨落可以发生两次,一次在白天,一次在夜晚。
发生于白天的海水涨落现象,称之为潮,而发生于夜晚的海水涨落现象,称之为夕。每当海水涨潮的时候,波涛汹涌,景象蔚为壮观,每当海水退潮的时候,留下一片片海滩。古人有云,:“大海之水,朝生为潮,夕生为汐。”潮和汐二字正好是在朝和夕上加上了三点水偏旁,可见古人对于潮汐现象的描述是多么形象。
中国古人很早以前就已经注意到了海水的周期性涨落现象,在一天之内,海水的涨落会发生两次,在海水的涨潮和退潮的间隙之间,有相当长的一段时间,海水的高度是相对恒定不变的,这个时期称之为平潮。中国古人很早注意到了潮汐现象,但是曾经也一度对这个现象感到很是费解,一度不知道如何去解释这个现象。但是细心的中国古人还是很聪明的,他们发现了潮汐现象和月球之间存在着某种必然的联系。
早在《山海经》中,就已经提到了月球和潮汐的关系,东汉时期,王充更是直接在他的著作《论衡》中这样写到:“涛之起也,随月升衰。”不过呢,中国古人只是知道潮汐和月球有一定的联系,至于其原理是什么,中国古人没有解答。直到牛顿提出了万有引力定律,拉普拉斯才在数学上证明了潮汐现象的确是由太阳和月亮,尤其是月亮的引力引起的。
生活在海边的人们,一天之内可以看见两次海水的涨落现象,月球正对地球一面的海水,由于受到了月球的引力作用,所以海水会涌起,这就是涨潮作用了,而正好背对月球一面的海水,为什么也会涨起呢?这是因为背面的海水主要受到的是地球的离心力作用,而月球引力在背面一侧影响作用最小,所以背面一侧海水也是涌起,则是涨潮了。而地心和月心连线垂直方向上,海水就会跌落,也就是退潮了。当月球地球太阳近似成一条直线的时候,就会出现大潮,这一般发生于农历的初一或者是十五。
为什么会涨潮和退潮是什么原理
涨潮和退潮都是正常的自然现象,海水有涨有落,一天之内,海水的涨落可以发生两次,一次在白天,一次在夜晚。
地球海洋上的涨退潮汐现象到底是如何发生的呢?
经相关研究认为,地球的自转运动是形成海洋涨退潮汐现象发生的主要原因,因为,地球表面覆盖着70%的液态水体(海洋),地球自东向西自转运动的过程,由于液态水体受地心磁性的吸引力作用而产生水垂直重量的现象,与地壳表层的固态物质不是完全同步的。
液态水体(海洋)会有向东滞留的情况发生,由于地球的东边方向会有诸多陆地群西岸,阻止了海洋洋流东移的前进步伐,从而引发海洋东面水域的海水升高现象,此时海洋东面的海水就会呈现出涨潮状态,与此同时,海洋西面的海水就自然会呈现出退潮状态。
不仅仅海洋有潮汐
我们知道来自太阳与月球的引力不仅仅会作用在海洋,当这种引力作用在地表时也会使地表产生起伏变化,这种现象被称为固体潮。不过地球的岩石圈不同于液态的海洋,固体潮所产生的起伏变化并不明显。由于固体潮的存在,地球其实处于周期性的变形之中,科学家认为固体潮可能是地球地震的主要动力。
同样,固体潮也会作用在月球上,由于潮汐力影响,质量较小的月球已经处于潮汐锁定状态,其自转周转与公转周期相同,所以月球只有一个面朝向地球,而且在潮汐力的作用下月球已经变扁了。
相似的原理,还有大气潮的存在,和海洋潮汐类似,大气潮每天也会产生两次涨潮两次落潮的现象,不过由于空气的密度太小,我们需要精密的仪器才能观察到大气潮现象。
潮汐中的涨潮和落潮主要就是由于月球引力的影响
地球质点受到月球质点的万有引力就是地球质点绕共同质心做圆周运动的向心力,而这个向心力对应的惯性力与这个向心力大小相等方向相反,所以这两个力相互抵消。
但是由于在实际上地球体积比较大,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,这两个力就不能再相互抵消,物体的重力就会明显变小。
如果把所描述的“物体”换成是海水,那么在这里就涨潮,所以在离月球最远的海水同时也会发生涨潮现象。简单的来说,涨潮退潮就是所谓的潮汐。而涨潮的原理就是地球上月亮面对的一侧因为受到月球的引力,水涌起,这时力是最大的,而背对月亮的一侧,月球对它向地心的引力最小,水仍然涌起,这就是涨潮了;而退潮的原理,就是与月亮、地心联机垂直的地方,水位变低而形成的。
为什么会涨潮和退潮这是什么原理
涨潮和退潮统称为潮汐,这是大海在太阳和月球的引力作用下而出现的一种很正常的现象。白天的称为潮,就是我们所说的涨潮,夜晚的称为汐,相当于我们所说的退潮。
在不考虑其他星球对于地球的影响情况下,其实海水发生潮汐的主要原因还是月球和太阳的作用。我们可以把月球和地球看成两个质点,而月球是一直在围绕着地球进行运动的,这个运动的轨迹是一个圆圈。而在运动的过程中说是产生一定的引力的,我们可以想象一下,可以在中间摆一根羽毛,然后在羽毛10厘米外摆一个铁球,让铁球做匀速的运转。这个运动会越来越快,其实月球的运动速度也是非常快的,只不过由于我们所处的地球比较大,所以才让人感觉很慢。在铁球运动的过程中,就会产生一定的拉扯力,这种拉扯力被我们称作引力,就会引起海水的运转。而太阳有着类似的道理,地球是围着太阳转动的,白天的时候就会涨潮,夜晚的时候会在月球的作用之下退潮。
沿海很多人已经掌握了涨潮与退潮的规律,会在涨潮的时候回家,退潮的时候去赶海。多少动物都会在涨潮的时候被迫来到海岸上,在这里进行觅食,而退潮的时间是不一定的,有些小动物就来不及跟着潮水回家,就有可能被遗留在沙滩上面,人们就可以把这些东西带回家进行售卖或者自己食用。在观察了潮汐的发生规律之后,人们就开发出了潮汐能,这样也能供给人们使用,让资源不至于走向枯竭。
随着科学技术的发展,人们可能会发现涨潮与退潮的真正奥秘,现阶段就只能停留在这一步了,没有办法精进。