月亮绕地球一圈需一个月,地球上的潮汐一天两次,潮汐究竟是不是 月亮引起的?

2024-03-19 11:58 来源: 高考学习网 本文影响了:1224人

月球对地球最重要的影响之一是引起潮汐,因此潮汐与月亮存在着千丝万缕的关系,但和月球一样,太阳对地球的引力也会导致潮汐涨落,只不过太阳的潮汐并不像月亮的潮汐那样每天都在变化。正是因为月球的引力以及相对较小的太阳引力,才使得海平面每天交替涨落两次。

地球上的潮汐现象

潮汐是一种发生在沿海地区的自然现象,它是在月球和太阳的引力作用下而形成海水周期性的涨落现象。

为了方便识别,人们习惯把海面垂直方向涨落称为潮汐,而海水在水平方向上的流动称为潮流,而且为了方便表示生潮的时刻,把发生在白昼的海水涨落称为“潮”,把发生在夜间的海水涨落称为“汐”,合称“潮汐” ,而潮汐的名称就是由此而来的。

其实在我国古代人们就已经察觉到潮汐与月球有关,东汉王充曾经在《论衡》一书里已提到:“涛之起也;随月盛衰”。但是真正对潮汐现象做出科学的解释,也是在万有引力定律发现之后,经过科学家们的研究,发现潮汐现象实质上是由于月球和太阳对地表海水和地球中心的引力之差产生的,一般来说潮汐是自东向西传播的,与地球的自转方向相反。

潮汐的产生

月球和太阳作为距离地球最近的天体,对地球上的海水都有较强的引力。虽然月球、太阳和地球的位置在时刻变化着,但是相互之间的引力始终都存在,也正是由于这股引力的作用,才促就了潮汐的产生。

一开始,我们认为是由于月球和太阳对地表海水和地球中心的引力之差所产生的,但经过科学家们的进一步的研究发现,其实是因为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,所以这两个力可以相互抵消。

但实际上地球体积较大,在距离月球最近的地面上物体,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,所以物体所受月球的万有引力就会大于所受对应的惯性力,因此这两个力就不能相互抵消,此时物体的重力就会明显变小。如果这里所描述的“物体”是海水,那么这里就涨潮,所以在距离月球最远的海水也就会有涨潮现象的发生。

通俗的来说,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,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;退潮的原理就是与月亮、地心连线垂直的地方,水位变得最低的地方。

月球每天只升落一次,那么为什么地球上的潮沙会涨落两次呢?

这个问题我们可以先假设整个地球都是被海水覆盖,而距离月球比较近的地面的水域受月球拉力最大,因此水就会朝向正对月球的那一点聚集;相反在地球的另一面,月球对地面的拉力要比对水的拉力大,因此水域在离月球最远的一点也形成了凸点,于是地球就有了大潮、小潮这两个最高水域点。

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因此,当地球完成一次完整的自转,几乎地球上的每个点就都出现两次潮汐现象啦!

海洋中的潮汐隐藏着巨大的能量

其实利用潮汐可以发电,而且潮汐发电与我们的普通水力发电原理类似。

在涨潮的时候,将海水储存在水库内,以势能的形势进行保存,然后,在落潮时放出海水,从而利用高、低潮位之间的落差来推动水轮机旋转,带动发电机发电。潮汐除了能发电,还可以利用潮汐进行捕鱼、产盐及发展航运、海洋生物养殖等。

潮汐同时也是一大自然景观,世界上最著名的三大潮分别在南美洲的亚马逊、印度的恒河和我国的钱塘江,与前两者相比,钱塘江的潮汐则显得亲民很多。在钱塘江观潮的那一天,尤其是农历八月十八日前后,远眺钱塘江出海的喇叭口,潮汐形成汹涌的浪涛,犹如万马奔腾,遇到澉浦附近河床沙坎受阻,潮浪掀起三至五米高,潮差竟达九至十米,确有“滔天浊浪排空来,翻江倒海山可催”之势,而且钱塘江大潮变化万千,当你身处不同的地段,可赏到的潮景也不尽相同。

在农历每月的初一即朔点时刻处,太阳和月球就会在地球的一侧,所以就有了最大的引潮力,这也是“大潮”,而且在农历每月的十五或十六附近,太阳与月球在地球的两侧,太阳与月球的引潮力也会引起“大潮”。

在月相为上弦和下弦时,即农历的初八和二十三时,由于太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分,所以会发生“小潮”现象。因此在农谚中有“初一十五涨大潮,初八二十三到处见海滩”之说。

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