潮汐会给海洋带来什么变化(涛之起也随月盛衰)
潮汐会给海洋带来什么变化(涛之起也随月盛衰)图解:潮汐图表-这张典型潮汐图表展示了由于地球自转而半天循环一次的高潮和低潮,以及太阳和月球在一条直线上时半个月循环一次的大潮和小潮。(公有领域图像,作者:Nicky McLean)地球在潮汐隆起下自转,让潮汐隆起出现横扫地球的现象,就如同地球自转让太阳每天表现出东升西落的样子。地球上不仅仅有一个潮汐隆起,而是有两个,所以高潮和低潮的循环每天发生两次。形成两个潮汐隆起也是引力梯度而非引力总和引发潮汐的直接结果。两周循环一次的大小潮和半天循环一次的高低潮可以由下表直观地展示。要注意,由于不同的特定地点间水深、岸形、洋流等自然因素是不同的,所以实际潮汐的形式不同。月球绕地球的公转周期为一个月,所以强潮一个月出现两次。当太阳和月球不在一条直线上时,他们的引力梯度会逐渐抵消,此时会发生弱潮(高潮不太高,低潮不太低,潮差较小)。当太阳和月球以地球为顶点形成一个直角时,由于月球的引力梯度比太阳的引力梯
(上图:两周一次的大潮;下图:两周一次的小潮)
橙色区域为由太阳引起的海洋潮汐隆起,白色区域为由月亮引起的海洋潮汐隆起,实际潮汐是这两部分之和。该示意图未按真实大小和距离比例绘制。(公有领域图像,作者:Christopher S. Baird.)
地球上的海潮是由月球的引力和太阳的引力共同引发的。一般来说并非太阳和月球引力的总强度引发了海潮,而是当它们作用在地球上时,不同点之间大小存在着差异(即产生了引力梯度),由此引发海潮。尽管太阳的体积比月球大得多、引力总和比月球的大,但是月球离地球近,所以其引力梯度比太阳的大。海水对引力梯度的效应就是海潮现象,因此月球在二者之间,对海潮的形成起到了更为重要的作用。不过由于太阳在整个地球上引力梯度非常明显,所以太阳也影响了海潮的形成。
根据Kim Long 在其所著《月球之书(The Moon Book)》中的细节可以知道,我们在地球上经历的海潮,与太阳和月球引力梯度的和有关。当太阳和月球在一条直线上或近似在一条直线上时,他们对地产生引力梯度的区域建设性地重合在了一起,引发了强潮(高潮更高,低潮更低,潮差较大),太阳和月球会在每两周形成一次直线排列,时间在新月或满月。
月球绕地球的公转周期为一个月,所以强潮一个月出现两次。当太阳和月球不在一条直线上时,他们的引力梯度会逐渐抵消,此时会发生弱潮(高潮不太高,低潮不太低,潮差较小)。当太阳和月球以地球为顶点形成一个直角时,由于月球的引力梯度比太阳的引力梯度大,此时会发生平潮。不过太阳的引力梯度永远不会和月球的引力梯度完全抵消。
两周一次的强潮被称为“大潮/朔望潮(spring tides)”。尽管以单词“spring”命名,大潮在一年中每个月都会发生。“spring tides”中的“spring”并不是指春季,而是其作为动词时,在词组中意为“猛涨”。这样命名是因为强潮涨潮时会涨得比海岸还高。而两周一次的弱潮则被称为“小潮”。
太阳、月球与地球相关的位置只与两周循环一次的大潮和小潮有关。平日里潮汐高潮和低潮的现象却不是由三者相对位置的变换产生的,而是由地球自转直接产生的。由于地球绕地轴自转需要一天的时间,所以高潮和低潮每天重复两次。事实上海洋潮汐隆起的形式由太阳和月球固定,平日里地球就在这种以固定形态隆起的海水下自转。
地球在潮汐隆起下自转,让潮汐隆起出现横扫地球的现象,就如同地球自转让太阳每天表现出东升西落的样子。地球上不仅仅有一个潮汐隆起,而是有两个,所以高潮和低潮的循环每天发生两次。形成两个潮汐隆起也是引力梯度而非引力总和引发潮汐的直接结果。两周循环一次的大小潮和半天循环一次的高低潮可以由下表直观地展示。要注意,由于不同的特定地点间水深、岸形、洋流等自然因素是不同的,所以实际潮汐的形式不同。
图解:潮汐图表-这张典型潮汐图表展示了由于地球自转而半天循环一次的高潮和低潮,以及太阳和月球在一条直线上时半个月循环一次的大潮和小潮。(公有领域图像,作者:Nicky McLean)
(图片:横坐标:1991年9月1日0时起的时间,纵坐标:英尺,波形:潮水高度,Bridgeport CN U.S.A)
参考资料
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2.天文学名词
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2.天文学名词
3.原文来自:http://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/05/09/why-does-the-moons-gravity-cause-tides-on-earth-but-the-suns-gravity-doesnt/
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