住在海边的朋友们对潮汐现象不会陌生。每当早上或晚上,部分地区的海水沿着海岸缓缓升起。过了一段时间,这部分海水逐渐褪色。古人对这一现象起了“助手”的美丽名字,但几千年来,有一个问题困扰着他们,那就是这个助手到底从哪里来?去哪里?
广义的潮汐实际上包括地球岩石圈、水圈、大气对日月重力引起的周期性运动变化作出反应的潮汐、海潮、和气潮三种。我们常说的潮汐,常指“海潮”。也就是说,海水受日月重力影响而产生的海平面周期性波动现象。当然,可以进一步区分,例如把白天的海水上升现象称为潮汐,晚上出现的现象称为试金石。(我是说,我是说,我是说,我是说,我是说,我是说,我是说,我是说,我是说,我是说,我是说,我是说。
古人对长期现象进行了大量观察,不理解其原理,但总结了很多规律,如月初8、23日以后。会有一次助手。另外,一个月初,15日以后将出现一次大浪。(威廉莎士比亚、温斯顿、月初、月初、十五、十五)从今天来看,助手根据周期大致可以分为三类:半日照、全日照、混合组。
什么是半天潮?事实上,一天两次高潮,两次低潮,还有两次潮汐差异也大致相同。由于两次涨潮过程几乎相同,其掌握时间也几乎相同,都在6个小时左右。我国境内这种鸟类型水域、城市仍不少。例如东海、黄海、渤海地区、青岛、厦门、大邱等城市。
至于全日潮,顾名思义,潮意味着一天只有一次颠簸,这种造型在我国南海汕头地区尤为经典。
最后一个造型是混合造型。指在一个月的范围内反日潮和全日潮交替出现。这种助手看起来有点混乱,所以即使是相当大。主要表现在我国榆林港地区。
对于这个问题,其实前面已经简述过了,但在这里我们要引入一个更复杂的概念,即天体的潮汐力。
在研究潮汐现象的过程中,很多人混淆潮汐力和万有引力,但事实上万有引力只是潮汐力的一部分。我怎么能理解呢?我们把潮汐力分为水平和垂直两个方向。水平方向是惯性离心力,垂直方向,即万有引力。惯性离心力使海水产生一定的辐射和散射,引起潮汐的起伏。万有引力被重力抵消,几乎可以忽略。
理解潮汐力的影响后,海平面变化的叙述也不难理解。我们以地球上的一点海水为例。在任何时刻,海水都处于影子潮汐力水平成分、重力和压力梯度力的平衡之下。也就是说,海水受潮汐力的水平力成分影响后,为了维持原定的平衡期,海平面必须相对于原来的静止海平面倾斜,在潮汐力水平成分的辐射点和南北两段辐射点,海水的积累和流失最多,这促进了潮汐现象的形成。
当然,有人说潮汐形成的本质原因不是月球的引力作用,而是天体质心的转换,但目前关于这方面的讨论仍然没有得到统一的结论,所以人们仍然将牛顿在著作中解释的潮汐理论纳入主流。
提到潮汐的作用时,人们很容易想到水力发电,但实际潮汐也确实有很强的节拍和能量。根据相关数据,目前全球潮汐能所含能源总量理论上达到3乘10的9胜千瓦。我国是潮力能源大国,潮力能源储量乘以1:1的8次千瓦,特别是浙江福建省蕴藏的潮力能源占全国的80.9%。当然,这是一个理论数字。潮汐能量的很大一部分根本无法使用,因此实际数据比上面的数字小得多。
潮汐发电和水库发电有什么区别?其实这里主要关注双方水位差距和水量,海水涨潮时,我们以势能的形式储存潮汐能量,退潮时释放海水,交换动能。前后海平面差距不大,反而有流量大、间歇性的情况,所以潮汐发电的涡轮结构是特定的,符合低水头流量的特点。
31825&index=4" width="640" height="334"/>世界上最早的潮汐能发电站是由德国建造的,1912年建于德国布斯姆。世界上最大的潮汐能发电站源于法国,1966年被建造于法国朗斯。除这两国外,世界各国也都陆续选定了不少超性能开发地址,我国也不例外,像我国广东旅顺、山东乳山以及上海崇明等地区,都陆续建立了潮汐发电站。
除了创造巨大的经济效益,潮汐本身还被广泛地运用到了军事之中。
1961年郑成功攻打赤嵌城的时候,就借着潮汐将自己的军队驶入了港口,之后更是力求攻破敌人防线;1936年德国与英国作战的时候,同样也运用潮汐原理,布置了很多的锚雷,给英军带来了很大麻烦……
潮汐的作用颇多,这里我们就不一一举例了,接下来我们来看看潮汐对于天体造成的影响。
科学家们的报道称,由于潮汐现象的出现,地球自转周期将逐渐变慢,只不过变慢的幅度很小,每世纪仅会变成1~2毫米左右。这代表着什么呢?这代表着在很早以前地球的一年远不止365、366天,而这也与人们发现3亿7,000万年前的泥盆纪每年有400多天的情况产生了印证。
除此之外,随着潮汐的不断发生,地球自转角动量会逐渐减少,而在地月系统总角动量保持不变的大前提下,月球对地月系统制质心的角动量必然增大,而这样最终会导致月球以每年3.81厘米的速度远离地球。虽然说这个数据很小,但是与前面我们所说的情况一印证就会发现,这在以后也是个必须要考虑的问题。
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