潮起潮落是(shi)什么原因引起的(潮起潮落是什么原因引起的让幼儿好理解)
住在海边的朋友一(yi)定对潮汐现象不陌生,每到清晨或(huo)傍晚,总有一部分(fen)地区的海水会沿着海岸缓缓(huan)升起;而一段时间过后,这部分海水(shui)又渐渐褪去。古人为这一现象(xiang)起了一个美丽的名字,叫做“潮汐”,可数千年来,一直有一个问题困扰(rao)着他们,那就是这潮水究竟从哪(na)里来?往哪里去?
广义上的潮汐实(shi)际上包括地潮、海潮和气潮三种,分别对应地球岩(yan)石圈、水圈以及大气圈受到日月引力所(suo)产生的周期性运动变化。至于我们通常(chang)所说的潮汐,往往指的是“海潮(chao)”,也就是海水受日月引(yin)力影响产生的海平面周期性涨落现象(xiang)。当然,这其中还可以进一步划分(fen),比如白天出现的海水上(shang)涨现象称之为潮,夜晚出现的则称(cheng)之为汐。
古人对长期的现象多有观察(cha),以至于虽然不解其原理,但也总(zong)结出了不少规律,比如每月初(chu)八、二十三之后都(dou)。会有一次小潮;再比如每月初一、十(shi)五后都将发生一次大(da)潮。而就今天来看,潮(chao)汐可以根据周期不同大致分为三(san)类,也就是半日潮、全日潮和混合潮(chao)。
什么是半日(ri)潮呢?其实指的就是一日之内出现两(liang)次高潮、两次低潮,而且两次潮差(cha)也大致相仿。由于(yu)其两次涨潮过程几乎相同,所以(yi)其掌握时间也接近相等,大约都在6小(xiao)时左右。像我国境内出现这(zhe)种潮型的水域、城市还是(shi)不少的,比如说东(dong)海、黄海、渤海地区,以及(ji)青岛、厦门、大沽等城市。
至于(yu)全日潮,顾名思义,指的是潮水(shui)在一日内只进行一次涨落,而这(zhe)种潮型在我国南海汕头地区表现的尤(you)为经典。
最后一种(zhong)潮型为混合潮,指的是在一个月的范围内,半(ban)日潮和全日潮交替出现,这(zhe)种潮水是稍微显得有些混乱的(de),因此潮差也相当大,主要在我(wo)国榆林港地区表现(xian)的很明显。
针对这个问题,其实前面(mian)已经有了简述,但这里我们要引入(ru)一个更复杂的概念:天体引潮力。
在研究潮汐现象的过程中,很多人会将引潮力(li)与万有引力混为一谈,可实际(ji)上万有引力只是引潮力的一部分。如(ru)何去理解呢?我们(men)将引潮力分为水平和竖直两个方向(xiang),其水平方向为(wei)惯性离心力、竖直方(fang)向即万有引力。惯性离心力促使海水发生了一定的辐射(she)和聚散,引起了潮水的起伏;至于万有(you)引力,则是被重力(li)所抵消,几乎可(ke)以忽略不计。
在理解了引潮力的影响后,有(you)关海面变化的阐述,也就不(bu)难理解了。我们取地(di)球上的一点海水作为例子(zi),在任何时刻下,海水都是在影潮力水平分量、重力(li)以及压强梯度力的(de)平衡之下的。也就是说(shuo)当海水受到了引潮力的水(shui)平力分量影响后,为了维持(chi)原定的平衡期,海平面就必须要(yao)相对于原静止海面发(fa)生倾斜,而在引潮力水平分量(liang)的辐聚点和南北两段(duan)的辐散点,海水的堆积与(yu)流失情况最多,而这(zhe)也就促进了潮汐现(xian)象的形成。
当然,也有人说潮汐形成(cheng)的本质原因并不是(shi)月球引力作用,而是天体质心变(bian)换,但是目前针对(dui)这方面的讨论仍然(ran)没有得到统一结论,因此人们还是普(pu)遍将牛顿在著作中解析的潮汐理论视(shi)作主流。
提到潮汐的作用(yong),大家很容易就会想到水力发电(dian),而实际潮汐也的确具(ju)备很强的位能与势能。根据(ju)有关数据显示,目前全(quan)世界潮汐能蕴含的能量总量,理(li)论上高达三乘以十的九次方千(qian)瓦。而我国更是潮汐(xi)能大国,潮汐能蕴藏量高(gao)达一点一乘以的(de)八次方千瓦,尤其是浙江福建两省(sheng)所蕴藏的潮汐能能量最多(duo)com,高达全国的(de)80.9%。当然,这都是理(li)论数值,由于很大一部分潮汐能根(gen)本无法利用,所以真实数据(ju)是远小于以上数字的。
潮汐发电与水库发(fa)电有什么区别呢?其实这里主要(yao)集中在双方水位落差以及水(shui)量上,当海水涨潮时,我们以(yi)势能的形式将潮(chao)汐能储存起来,在落潮的时候将海(hai)水放出、换取动能。由于前后海平面落(luo)差并不大,反倒是(shi)流量较大,同时还呈现出一定的间歇性(xing),所以潮汐发电的水轮机结构是(shi)特定的,符合低水头大流量的特点(dian)。
世界上最早的潮汐能(neng)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(fa)国,1966年被建造于法国(guo)朗斯。除这两国外,世界各(ge)国也都陆续选定了不少(shao)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(qu),都陆续建立了潮汐发电站(zhan)。
除了创造巨大的经济效益,潮(chao)汐本身还被广泛地运用到了军事之(zhi)中。
1961年郑成(cheng)功攻打赤嵌城的时(shi)候,就借着潮汐将自己的军(jun)队驶入了港口,之后更是力(li)求攻破敌人防线;1936年德国与英国作战的(de)时候,同样也运用潮(chao)汐原理,布置了很多的(de)锚雷,给英军带来了(le)很大麻烦……
潮汐的作用颇多(duo),这里我们就不一(yi)一举例了,接下来我们(men)来看看潮汐对于天体造成的影响。
科学家们(men)的报道称,由于潮汐现象的出现,地球自转周期将(jiang)逐渐变慢,只不(bu)过变慢的幅度很小,每世纪仅(jin)会变成1~2毫米左右(you)。这代表着什么呢?这代表着在(zai)很早以前地球的一年远不止365、366天,而这也与人(ren)们发现3亿7,000万年前的泥盆(pen)纪每年有400多天的情况产生了印证(zheng)。
除此之外,随着(zhe)潮汐的不断发生,地球自转(zhuan)角动量会逐渐减少,而在地月系统(tong)总角动量保持不变(bian)的大前提下,月球对(dui)地月系统制质心的角(jiao)动量必然增大,而这样最终会(hui)导致月球以每年3.81厘米的速度远离地球。虽然说这个(ge)数据很小,但是与前面(mian)我们所说的情况一印证就会发(fa)现,这在以后也是个必须要考虑的问(wen)题。
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