課外地理|八月十八,潮汐與潮流
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海洋潮汐,俗稱“天文潮”或“海潮”,是指海水在其他
(日、月)
天體引潮力作用下發生的週期性漲落現象。
潮汐,一般包括海面週期性的垂直漲退(狹義上的潮汐)和海水週期性的水平流動(習稱潮流)。白天的海水漲落稱為潮,夜間的海水漲落稱為汐,合稱潮汐,兩者名異實同。
注意,
潮流是和潮汐現象同時產生的,即凡是有潮汐的海區,就必有相應的潮流,而且他們的週期又是相同的。
海洋中的潮流受海洋地理環境影響而有差異,在大洋中部潮流不顯著,流速小;淺海區潮流較顯著,潮速較大;海峽、海灣入口處潮流最明顯,潮速最大。
潮流的運動形式一般有兩種:一是旋轉流(迴轉流),主要發生於外海和開闊海區,潮流流向可在半日或一日內旋轉360°。二是
往復流,主要發生在海峽、港灣入口或江河海口,潮流受到海洋寬度的限制,經常作直線式的往復流動(即流向主要在兩個相反方向上變化)。
根據萬有引力定律,兩個物體相互吸引的力與其質量成正比,而與其距離的平方成反比。
月球質量雖小但距地球很近,太陽質量雖大但距地球太遠,月球的引潮力約為太陽引潮力的2。17倍。因此,在近似地討論潮汐現象時,僅用月球引潮力,而忽略太陽引潮力。
由於月球繞地球轉動,在一個朔望月(約為29.5日)內,潮汐的大小受地、月、日三者之間(尤其是地、月之間)的距離影響,並隨著三者相互位置的變化而產生週期性的變化。
當朔日(農曆初一)和望日(農曆十五),日、月、地三個天體中心大致位於同一直線上,由於日、月的引潮力疊加,潮水位特別高(潮差最大)
,形成大潮,故稱大潮或朔望潮。當月相處於上弦(農曆初八)和下弦(農曆二十三)時,日、月、地三者的位置形成直角,月、日的引潮力相互抵消一部分(相當於月球和太陽引潮力之差),潮水位不高(潮差小),故稱為小潮。
實際觀察到的大小潮並不一定在朔望日和上下弦日,而多少有所滯後(
大陸對海水阻隔作用,海洋深淺不一、海底崎嶇不平,海水粘滯性和慣性等影響
),一般會“遲到”1—3天,例如中國沿海的大潮多發生於農歷初三和初八。
由於月球軌道面與黃道面大致呈5°的夾角,而地球的黃赤交角為23。5°,所以月球軌道一般不會超過地球南北緯的28。5°,
潮汐從低緯向高緯減小,兩極地區不再有大潮和小潮的區別。
如果僅從這些方面去考慮,那麼根據科學家的計算,地球上的潮差(海水漲落過程中,相鄰高潮與低潮的水位高度差)理論數值應不大於10米
——但是,加拿大芬迪灣潮差約為15米,但可達到或超過20米(世界上最大的潮差),中國錢塘江口海寧附近潮差約為8。9米(中國最大潮差)。
實際上,
除了天文因素對潮汐變化的影響,各地的潮汐現象還受當地的自然地理條件的作用。
其中,喇叭形河口或海灣(海面寬度、海岸地貌)等因素,對潮汐興衰的“作用”極強,即受地形的影響,常出現湧潮(潮差較大的特殊潮汐現象,也稱作“怒潮”)。
漲潮時,海水湧進河口,遇河床或海灣地形急驟縮窄,水深變淺,致使潮波(由日月引潮力引起的一種海洋波動現象)能量集中,潮差增大,引起水位暴漲,形成陡立水牆向前推進。
除了中國的錢塘江,還有中東(亞洲)波斯灣(阿拉伯灣)、印度的恆河口、北美東岸(加、美交界處)的芬迪灣、巴西的亞馬孫河口以及(南美)麥哲倫海峽都有湧潮現象。
此外,潮汐還受
海洋深度(淺海區,潮水與河海底面發生摩擦,使得進入海灣的海水受阻放慢速度,造成“後浪推前浪”的局面,潮頭越湧越高)
,海洋自然振動週期(海洋隨著地球運動本身會產生一種自然振動,如果潮汐週期與海洋自然振動週期相同,這兩者就會互相加強,使得振幅加大),
盛行風(信風、季風或中緯西風,如果風向與潮水同向或者說海灣、河口的朝向是迎風面,則會“風生水起”,助推水勢發展。此外,颱風引起的風暴潮也會加大潮差)
,氣壓變化(氣壓變化會營生高低壓控制區,形成海陸風,如果吹的是海風則易激起怒潮)等多方面的影響,並因此導致了不同海域潮差大小不同。
附錄:小學語文《觀潮》
錢塘江大潮,自古以來被稱為天下奇觀。
農曆八月十八是一年一度的觀潮日。這一天早上,我們來到了海寧市的鹽官鎮,據說這裡是觀潮最好的地方。我們隨著觀潮的人群,登上了海塘大堤。寬闊的錢塘江橫臥在眼前。江面很平靜,越往東越寬,在雨後的陽光下,籠罩著一層濛濛的薄霧。鎮海古塔、中山亭和觀潮臺屹立在江邊。遠處,幾座小山在雲霧中若隱若現。江潮還沒有來,海塘大堤上早已人山人海。大家昂首東望,等著,盼著。
午後一點左右,從遠處傳來隆隆的響聲,好像悶雷滾動。頓時人聲鼎沸,有人告訴我們,潮來了!我們踮著腳往東望去,江面還是風平浪靜,看不出有什麼變化。過了一會兒,響聲越來越大,只見東邊水天相接的地方出現了一條白線,人群又沸騰起來。
那條白線很快地向我們移來,逐漸拉長,變粗,橫貫江面。再近些,只見白浪翻滾,形成一堵兩丈多高的水牆。浪潮越來越近,猶如千萬匹白色戰馬齊頭並進,浩浩蕩蕩地飛奔而來;那聲音如同山崩地裂,好像大地都被震得顫動起來。
霎時,潮頭奔騰西去,可是餘波還在漫天卷地般湧來,江面上依舊風號浪吼。過了好久,錢塘江才恢復了平靜。看看堤下,江水已經漲了兩丈來高了。
未完待續,敬請期待……
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