【2019-2020】潮汐是怎样产生的?-实用word文档 (1页)
大潮和小潮的形成原理
大潮和小潮的形成原理大潮和小潮的形成原理与天体运动有关,主要是月球和太阳对地球海洋的引力作用。
具体来说,大潮和小潮的形成与以下几个因素有关:1. 月球和太阳的引力:月球对地球的引力产生的潮汐力,使得地球上的海水产生周期性的涨落。
月球是地球最近的天体,其引力对地球的影响最为显著。
太阳对地球的引力也会产生潮汐力,但其影响相对较小。
2. 地球的自转:地球自转会导致地球上的物体(包括海水)受到离心力的作用。
这会使得地球上的某些地区的海水向远离赤道的方向移动,从而形成潮汐。
地球自转产生的离心力与月球和太阳的引力相互作用,共同决定了潮汐的大小和涨落时间。
3. 月相变化:月球绕地球运行的周期约为27.3天,这个周期与月球自身的相位变化(新月、满月等)相结合,导致地球上不同位置的潮汐力发生变化。
当月球与太阳相对地球呈直线排列时(即新月或满月),月球和太阳的引力共同作用,产生最大的潮汐力,即大潮。
而当月球与太阳成直角排列时(即上弦月或下弦月),月球和太阳的引力相互抵消,产生的潮汐力较小,即小潮。
4. 地球上的地形和潮汐共振:地球上的地形会对潮汐产生影响。
例如,地球上的山脉、海峡等地貌特征会阻碍海水的流动,导致潮汐的幅度发生变化。
此外,当潮汐力与地球上的地形产生共振时,也会导致潮汐的幅度增大,形成大潮。
5. 地球的椭圆轨道:地球绕太阳的轨道呈椭圆形,而不是完美的圆形。
这意味着地球与太阳之间的距离会随着时间而变化。
当地球与太阳的距离较近时(即近地点),太阳的引力对潮汐的影响较大,产生较大的潮汐。
而当地球与太阳的距离较远时(即远地点),太阳的引力对潮汐的影响较小,产生较小的潮汐。
综上所述,大潮和小潮的形成原理与月球和太阳的引力、地球的自转、月相变化、地球上的地形和潮汐共振以及地球的椭圆轨道等因素有关。
这些因素共同作用,导致地球上的海水产生周期性的涨落,形成大潮和小潮。
大潮和小潮的周期性变化对于海洋生态系统、海洋资源利用和沿海地区的社会经济发展具有重要意义。
潮 汐
潮汐地球上的海水受到月球、太阳的作用会发生有规律的升降运动。
这种海水周期性涨落运动的现象称为潮汐。
与潮汐现象同时发生的还有海水周期性的水平流动,叫做潮流。
尤其在靠近沿岸的岛屿、海峡和江河入海口附近,流向流速变化更为明显。
陆军船艇主要活动在岛礁区和浅水区,与潮汐有着十分密切的关系。
为了准确掌握时机通过浅水区、进出港湾、登退陆和利用潮流航行、靠离码头等,航海人员必须熟悉潮汐的变比规律及计算方法。
第一节潮汐成因及变化规律一、潮汐形成的原因潮汐现象主要是由于地球上的海水受到月球、太阳的共同作用而产生的。
其中由于月球距地球最近,作用也就最大。
我国劳动人民在长期的生产实践中早就发现潮汐现象和月球运行的密切关系,所谓“潮之兴也,与月盛衰”,“潮之涨落,皆系于月”的说法,就是对这种关系的认识。
下面着重讨论月球引潮力的作用。
(一)月球的吸引力万有引力定律指出:宇宙间任何两个物体之间都存在着相互吸引力,吸引力的大小和这两个物体质量的乘积成正比,和它们之间的距离的平方成反比。
由于万有引力的存在,所以月球对地球表面各点的海水都有吸引力,且引力的大小因距离的不同而不同。
距离近的地方比距离远的地方要大,但引力的方向都是指向月球球心的。
(2)月球绕月,地共有重心运动的离心力①向月处③地球表③指人们月球在一个太阴月(29.5天)内绕地球公转一周。
这一运动实际上是月球球心与地球球心都绕月,地共有重心旋转,月球转大圈,地球转小圈。
地共有重心位于距地心7/10地球半径处。
当地心绕g点运动时,地心与地球上任意一点的连线,都在作平行的移动。
也就是说,除地心外,地球上其它各点,都不是绕9运动,而是绕着各自的圆心以相同的半径运动。
地球表面各点的海水在绕各自的圆心旋转时受到一种离心力的作用,这种离心力的大小各处相等,方向都平行地背向月球。
(三)潮汐的形成月球的吸引力和地心绕月、地共有重心旋转的离心力的合力称为,月破己l潮力,地球各点引潮力的大小、方向是不同的,如图4-4所示。
潮汐现象
潮汐现象潮汐现象是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动,习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐,而海水在水平方向的流动称为潮流。
潮汐是所有海洋现象中较先引起人们注意的海水运动现象,它与人类的关系非常密切。
海港工程,航运交通,军事活动,渔、盐、水产业,近海环境研究与污染治理,都与潮汐现象密切相关。
尤其是,永不休止的海面铅直涨落运动蕴藏着极为巨大的能量,这一能量的开发利用也引起人们的兴趣。
凡是到过海边的人们,都会看到海水有一种周期性的涨落现象:到了一定时间,海水推波逐澜,迅猛上涨,达到高潮;过后一些时间,上涨的海水又自行退去,留下一片沙滩,出现低潮。
如此循环重复,永不停息。
海水的这种运动现象就是潮汐。
随着人们对潮汐现象的不断观察,对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。
我国古代余道安在他著的《海潮图序》一书中说:“潮之涨落,海非增减,盖月之所临,则之往从之”。
哲学家王充在《论衡》中写道:“涛之起也,随月盛衰。
”指出了潮汐跟月亮有关系。
到了17世纪80年代,英国科学家牛顿发现了万有引力定律之后,提出了潮汐是由于月亮和太阳对海水的吸引力引起的假设,科学地解释了产生潮汐的原因。
[编辑本段]形成由于日、月引潮力的作用,使地球的岩石圈、水圈和大气圈中分别产生的周期性的运动和变化,总称潮汐。
固体地球在日、月引潮力作用下引起的弹性—塑性形变,称固体潮汐,简称固体潮或地潮;海水在日、月引潮力作用下引起的海面周期性的升降、涨落与进退,称海洋潮汐,简称海潮;大气各要素(如气压场、大气风场、地球磁场等)受引潮力的作用而产生的周期性变化(如8、12、24小时)称大气潮汐,简称气潮。
其中由太阳引起的大气潮汐称太阳潮,由月球引起的称太阴潮。
因月球距地球比太阳近,月球与太阳引潮力之比为11:5,对海洋而言,太阴潮比太阳潮显著。
地潮、海潮和气潮的原动力都是日、月对地球各处引力不同而引起的,三者之间互有影响。
大洋底部地壳的弹性—塑性潮汐形变,会引起相应的海潮,即对海潮来说,存在着地潮效应的影响;而海潮引起的海水质量的迁移,改变着地壳所承受的负载,使地壳发生可复的变曲。
潮 汐 的 形 成
海面因为受到引潮力影响而发生的周期性涨落现象,叫做潮汐。
所谓引潮力,也就是潮汐的原动力,主要因为天体对地球上不同地点的引力差异而产生;其中以月球为最大,遥远的太阳次之(平均为月球的46%),其他天体则非常微弱。
原则上,一天升降两次;但也有一天只升降一次的地方。
海面上某点的水位上升到极致的状态,称为高潮;下降到极致的状态,称为低潮。
自低潮到高潮的变化,称为涨潮。
相反地,由高潮到低潮的变化,称为落潮。
以月球为例,地表正对和正背向月球的两处都是引潮力最大的地方,因此造成高潮现象。
由于地球不断自转的原故,通常由高潮到下一个高潮,约隔12小时25分钟,而到再下一个高潮,则约隔24小时50分钟。
这是因为地球自转的同时,月球也以同方向绕地球运行,每天在绕地轨道上前进的角度是360°/29.5天,所以地球上同一点要多花24/29.5小时(即50分钟)才能再度正对月球。
此外,每当日、月、地球三者连成一线(即朔和望)过后的一、两天,海面所受引力为日、月的总和,因而出现最高的高潮和最低的低潮,s潮差最大,这就是大潮。
而每当日、月、地球三者成直角关系(即上弦和下弦)过后的一、两天,日、月的引力互相抵消,便出现最低的高潮和最高的低潮,潮差最小,形成了小潮。
因此,一个月中会发生两次大潮和两次小潮。
这里发生的迟缓一、两天的原因,一般认为与海水相互之间及海水和海底间发生的摩擦力有关。
另一方面,月球和太阳的引潮力,除海洋外,也会使固体的地壳及气体的大气引起周期性变化,分别称为地球潮汐和大气潮汐。
(中学地理教学资源网)。
潮汐的出现是有规律的,农历初一、十五涨大潮。
此时,月球、地球和太阳三个天体差不多在同一条直线上,月球与太阳的引潮力几乎作用于同一个方向,两者的合力最大,海水就涨得最高,落得最低,即大潮。
到了初八、二十三,太阳、月球、地球三者位置形成直角,此时太阳引潮力和月球引潮力两者合力最小,这时出现两次最低的高潮和最高的低潮,称为“半日潮”,通常,地球上绝大部分地方的海水每天出现这种潮。
什么是潮汐
什么是潮汐?
潮汐是海洋中水位周期性地上升和下降的现象,是由月球和太阳的引力作用于地球海洋水体而产生的。
潮汐是海洋中一种常见的自然现象,对海洋生态系统、渔业和航海等具有重要影响。
潮汐的形成主要受到以下几个因素的影响:
月球引力:月球对地球的引力是产生潮汐的主要因素之一。
月球引力的作用导致地球表面的海水被月球吸引,形成潮汐。
太阳引力:太阳对地球的引力也会对潮汐产生影响,尽管其影响不及月球。
在月球和太阳处于同一直线上时(即满月或新月时),太阳引力会增强月球的引力,形成春潮;而在月球和太阳形成直角时(即上弦月或下弦月时),太阳引力会削弱月球的引力,形成露潮。
地球自转:地球的自转也会对潮汐产生影响。
地球自转导致地球表面上各点的海水不断变化其位置,形成潮汐波。
根据月球和太阳的位置关系以及地球的自转等因素,潮汐一般表现为每日两次高潮和两次低潮的周期性变化。
高潮时海水上涨,低潮时海水下降。
潮汐的周期大约为12小时半,因为月球的公转周期约
为27.3天,导致每天的潮汐周期略长于24小时。
潮汐对于海洋生态、渔业、航海和沿海建设等都具有重要影响。
航海和渔业活动常常根据潮汐的变化来调整行程和作业时间。
同时,潮汐还能影响沿海地区的海岸线、滩涂、河口和海洋生态系统。
潮汐的形成
潮汐的形成1.3 潮汐之基本概念潮汐是由於月球和太陽等天體對地球各處引力不同所引起的水位、地殼和大氣的週期性升降現象,其中以海洋潮汐最為明顯。
海面上升時稱為漲潮(flood);海面下降時稱為退潮或落潮(ebb)。
從漲潮轉為退潮時海水位達到相對最高時稱為高潮或滿潮(high water);從退潮轉為漲潮時,海水位達到相對最低時稱為低潮或干潮(low water)。
高潮或低潮時,有一段很短的時間,海面無升降現象,稱為停潮或平潮(stand)。
潮汐的週期(period of tide),即高潮至下一次高潮或低潮至下一次低潮相隔的時間,各地都不一樣,平均約為12時25分。
高潮和相臨的低潮之水位差稱為潮差(tidal range)。
潮差也有週期性,即潮差會由小變大,再由大變小。
以半日潮為例,其週期約為14.77日。
潮差相對最大時稱為大潮(spring tide);相對最小時稱為小潮(neap tide)。
每天有兩次高潮兩次低潮稱為日雙潮(double day tide)或半日潮(semidiurnal tide),兩次高潮之較高的稱為較高高潮(higher high water)或高高潮,較低的稱為較低高潮(lower high water)或低高潮,兩次低潮也可分為較高低潮(higher low water)和較低低潮(lower low water),或簡稱高低潮和低低潮。
由圖1.5的1991年農曆3月21-23日的潮汐資料為例,可看出實際的情況並不單純。
台中港的落潮潮差和漲潮潮差相差不多,基隆港的各種高低潮就有很大的不同,而高雄港在當時每天卻只有一次高潮一次低潮。
這種每天僅有一次高潮一次低潮的現象稱為日單潮(single day tide)或全日潮(diurnal tide)。
而實際的潮汐現象並不單純為半日潮或全日潮,稱為混合潮(mixed tide)。
地球的自轉地球自轉一週所需的時間稱為一日,在天文學上有恆星日、太陽日和太陰日的區別。
潮汐现象的科学原理
潮汐现象的科学原理潮汐现象是指海洋水体因月球、太阳与地球之间引力的相互作用而引起的周期性涨落现象。
它不仅对自然界造成深远影响,同时也对人类的生活和经济活动产生重要影响。
本文将从潮汐的成因、类型、周期、影响等方面详细探讨潮汐现象的科学原理。
一、潮汐的成因潮汐现象主要由天体引力引发,具体来说,包括以下几个原因:月球的引力:月球是离地球最近的大天体,其引力对地球上的水体有着显著的影响。
由于月球离地球较近,其引力会使得靠近月球的一侧海面出现升高,也就是形成了“潮涨”。
太阳的引力:尽管太阳距离地球更远,但由于其质量巨大,对地球的引力影响同样不容忽视。
太阳的位置变化会造成海洋水位的变化,尤其是在新月和满月期间,太阳和月球呈一直线时,潮汐增大,这被称为“春潮”。
地球自转:地球自转导致了相对于月球和太阳的位置变化,使得不同地点受到引力的影响出现差异。
这种差异使得海水在不同区域形成高低起伏。
地形因素:沿海地区的地形、河流口和岛屿等可能影响潮汐的实际表现,例如在狭窄入海口潮水涌动会更为明显。
当地形条件与潮汐组合时,会产生一定程度上的共振现象。
气候与气压变化:气候条件的变化也可能引起局部的潮位波动。
例如,低气压天气系统可能导致海平面升高,而强风则可能影响水面的运动。
通过这些因素,我们可以认识到潮汐是一种复杂的物理现象,其研究需要考虑多重变量及其相互作用。
二、潮汐的类型根据其产生的原因和表现形式,潮汐可以分为几种类型:半日潮:一天内有两个高潮和两个低潮,幅度相似。
通常情况下,在赤道附近及大部分热带海洋区域较为常见,受月球和太阳引力共同作用。
全日潮:一天内只出现一次高潮和一次低潮,高潮和低潮之间相隔约24小时。
全日潮多见于一些特定地区,如格林兰附近,由于特殊地形和气候条件造成。
不规则潮(混合潮):若干种不同形式的潮汐交错在一起,在时间特征和高度上存在显著差异。
这类潮汐多见于东南亚地区及其他受到大规模水体调动影响的区域。
春秋潮与尺量潮:春秋潮是指新月和满月发生时,由于日月同一方向,因此产生最大幅度高低变化。
潮汐现象的形成机制
潮汐现象的形成机制潮汐现象是地球表面海洋水体周期性升降的现象,它不仅影响着海岸生态系统,还对人类社会、航运和渔业等多方面产生着深远的影响。
潮汐的形成机制非常复杂,涉及到天体引力、地球自转和海洋水体的相互作用等多个因素。
本文将全面探讨潮汐现象的形成机制,并对其中的重要因素进行详细分析。
引力的基本原理潮汐现象的主要驱动力是天体之间的引力作用,尤其是月球和太阳对地球海洋水体的引力。
根据万有引力定律,任何两个物体之间都存在着一种吸引力。
对地球而言,月球和太阳是对其产生潮汐作用最显著的两个天体。
月球引力月球离地球较近,因此它对地球海洋水体的引力影响最大。
当月球位于地球的一侧时,其引力将把近地面的水向月球一侧拉动,从而使得这一侧的海水位明显升高,这就是我们所称的高潮。
同时,地球由于自转也会使月球对另一侧水体产生相对较弱的引力,导致远离月球的一侧海平面降低,形成低潮。
太阳引力虽然太阳的质量比月球大得多,但由于其距离地球较远,实际上对海洋的影响较小。
但在特定条件下来,太阳对潮汐现象的影响依然不可忽视。
当地球、月球和太阳排成一条直线时(即满月与新月期间),太阳与月球共同作用,会导致更为显著的潮涌现象,这称为“春潮”;而当太阳和月球成直角排列时(即第一季度与最后一个季度期间),就会出现相对弱一些的潮汐,这称为“秋潮”。
地球自转与潮汐周期除了引力外,地球自转也是导致潮汐现象的重要因素。
地球自西向东自转,同时调整了水体相对于静止点(即水面未受引力影响状态)的分布。
这种旋转影响了潮汐的周期性表现,使得一个地方每日经历两个高潮和两个低潮。
在大多数情况下,一个完整的潮汐周期约为24小时50分钟,这个时间差主要是由于月亮绕地球公转所导致。
潮汐波与波动传播海洋中的潮汐波并不是瞬时发生,而是以波动形态传播。
潮汐波以一种所谓“潮波”的形式前进,这一过程涉及到面临多种物理因素,如水体深度、地形以及天气变化等。
潮波传播速度在开阔的大洋中,潮波可以以很高的速度传播,但在近海地区,由于水深较浅以及其他障碍物的影响,这一速度会减缓。
阐述潮汐现象特征及其产生的原因
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潮汐发电原理是什么
潮汐发电原理是什么
潮汐发电原理:
在海湾或感潮河口,可见到海水或江水每天有两次的涨落现象,早上的称为潮,晚上的称为汐。
这种现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成的。
潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的可再生能源。
建设潮汐电站,不需要移民,不淹没土地,没有环境污染问题,还可以结合潮汐发电发展围垦、水生养殖和海洋化工等综合利用项目。
潮汐发电与普通水利发电原理类似,通过出水库,在涨潮时将海水储存在水库内,以势能的形式保存,然后,在落潮时放出海水,利用高、低潮位之间的落差,推动水轮机旋转,带动发电机发电。
差别在于海水与河水不同,蓄积的海水落差不大,但流量较大,并且呈间歇性,从而潮汐发电的水轮机结构要适合低水头、大流量的特点。
潮汐发电是水力发电的一种。
在有条件的海湾或感潮口建筑堤坝、闸门和厂房,围成水库,水库水位与外海潮位之间形成一定的潮差(即工作水头),从而可驱动水轮发电机组发电。
与潮汐发电相关的技术进步极为迅速,已开发出多种将潮汐能转变为机械能的机械设备,如螺旋浆式水轮机、轴流式水轮机、开敞环流式水轮机等,日本甚至开始利用人造卫星提供潮流信息资料。
利用潮汐发电日趋成熟,已进入实用阶段。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
1。
潮汐与及潮汐推算
4 潮汐预报精度:正常情况下,我国沿岸潮时误差在20-30min, 潮高误差在20-30cm
中版《潮汐表》使用注意事项
实际中应注意下列情况: 寒潮、台风及其他天气剧烈变化时,潮汐预报值和实际值出入 较大,寒潮会引起减水,台风会造成增水,个别情况预报和实 际值相差1m以上。 有些日潮混合潮港,高低潮常常有较长时间的平潮时间,预报 的潮时与实际有时相差1小时以上,但潮高与实际较相符。 在江河口预报点,在汛期洪水下泄时,水位急涨。 一般利用差比关系推算的潮汐精度较低。 我国沿岸潮流预报分为两种:往复流和回转流,而第4册潮流大 多数为往复流。 还须注意,潮流预报仅仅是实际流中的潮流部分,但有些情况下, 表层海流受实际风影响较大,实际流与预报值相差较大。
由于月引潮力的存在,使地球表面 上的海水形成月潮椭圆体。 特点:长轴方向位于月地连线上,
短轴方向位于月地垂线上。
A
如4图,设是月球赤纬为零
的月潮椭圆体,此时椭圆
体长轴与地轴垂直,PN为
地理北极,A1、A2、A3、
M
A 1
PA4分别为A在地球A自3转一周
中的四个位置。
在A1点,月球处于上中天,该地海面上升A到最高位置形成高潮;
❖ 第二册:中国东海沿岸,从长江口至台湾。
❖ 第三册:中国南海沿岸及诸岛,包括广东、广西和 南海诸岛。
❖ 第四册:太平洋及邻近海域。
❖ 第五册:印度洋沿岸(含地中海)及欧洲水域。 。
❖ 第六册:大西洋沿岸及非洲东海岸。
中版《潮汐表》主要内容
主港(Standard Port):《潮汐表》中刊载了高、低潮的 潮汐资料的港口。
附港(Secondary Port):利用和主港的差比关系和主港的 潮汐资料来推算潮汐的港口。
潮汐
潮汐一、潮汐及其成因潮汐是海水的一种周期性涨落运动.一般情况下,每昼夜海面有两次涨落,一次在白天,一次在夜晚.在潮汐涨落的每一周期内,当水位上涨到最高位置时,叫做高潮;当水位下降到最低位置时,叫做低潮.相邻高潮与低潮的水位差叫做潮差.从低潮到高潮过程中,水位逐渐上升,叫做涨潮;从高潮到低潮的过程中,水位逐渐下降,叫做落潮.潮汐是由月球和太阳的引潮力所产生的.引潮力是月球和太阳对地球上海水的万有引力与地球绕地月公共质心旋转时所产生的惯性离心力的合力.它是引起潮汐的原动力.海面上的任何一个水质点均受到太阳系内的各种天体的万有引力作用.但是,其中以月球的引力为最大,太阳的引力次之(月球引力约是太阳引力的2.17倍).为简化问题的研究,我们仅分析月球对海水的万有引力及地球绕地月公共质心G旋转而引起的惯性离心力共同作用引起潮汐的原因.由万有引力定律可知,地球上不同地方的水质点所受月球引力大小是不一样的.离月球近的质点引力大,反之则小,但引力方向均指向月球球心.然而,海洋上水质点,不论位于何处,它所受到的惯性离心力的大小都相等,方向都背离月球,而且彼此平行.对此作如下证明:图1如图1所示,E为地心,M为月球球心,G为公共质心.月球与地球构成地月系,可近似认为二者是以其公共质心为圆心做匀速圆周运动,且地球、月球、公共质心始终都在同一直线上.因此地球上的任意一点同时参与了两种运动的合运动,一种是绕公共圆心G的匀速圆周运动,另一种是绕地轴的匀速圆周运动.在研究地轴绕公共质心产生的离心力时,由于地轴上任意一点到公共质心的距离都近似等于地心到公共质心G的距离.由离心力公式F=mω2R可知,地轴上任意一点绕公共质心运动的惯性离心力大小和方向与地心处质量相等的质点近似相同.由于地心处的质点绕公共质心G运动所受的惯性离心力恰好与月球对它的引力相等,因此地面上任一质点由于参与绕公共质心G运动所受的惯性离心力,也就等于月球对地心处具有相同质量的质点所受的引力,但惯性离心力方向都与月球对地心处的引力方向相反.由此可得出结论:地面上任一水质点所受惯性离心力的大小都等于月球对地心处相等质量质点的引力大小,其方向在各地均一样,都与月球对地心处的引力方向相反.图2总之,地球上各质点的引潮力,一方面取决月球和太阳对它的引力,另一方面取决于地球绕地月公共质心运动时所产生的惯性离心力.地球表面上各水质点的惯性离心力大小都相等,但各地水质点所受月球对它的引力是不相同的,因此各地水质点的引潮力也有差别.如图2所示,在点A处,因距月球近,引力最大,引力大于惯性离心力,两力的合力使海水上涨,潮水方向与月球引力方向一致,故称顺潮;在B点因距月球最远,引力最小,惯性离心力大于引力,两力的合力也使海水上涨,但合力方向与月球引力方向相反,故称对潮;在C、D两点引力和惯性离心力合成的结果,将产生落潮,因而形成了潮汐椭圆,使得地球表面的海水成为一椭球,且椭球的长轴总与地球球心、月球球心的连线重合.二、潮汐的变化规律潮汐现象是由月球和太阳的引潮力引起的,而引潮力又与天体和地球的周期性变化规律有关,因而潮汐也具有周期性变化.1.潮汐的日变当只考虑天文因素(月球)对潮汐的影响时,潮汐的日变有如下规律:图3当月球赤纬为零度时,即月球在地球赤道平面内时,海面在一个昼夜将发生两次高潮和两次低潮.两次高潮与两次低潮的时间间隔为12小时25分,涨、落潮时间各为6小时12.25分,而且潮差相等.此时,由于引潮力的作用,使得地球表面的水成为一椭球,这一椭球的长轴与地心、月球球心连线重合,如图3所示.此时,近月点A1处于高潮位,远月点A3也处于高潮位,点A2处于低潮位.因为月球公转角速度仅为地球自转角速度的1/30,所以在一昼夜间内可简单地认为月球静止不动,即椭球相对于月球静止,只有地球的自转.则地球赤道面上的各点将依次经过A3、A2、A1点.因此,一昼夜地球上各点将出现两次高潮和低潮,且潮汐高度从赤道向两极递减,并与赤道相对称.当月球赤纬不为零时,地球上各点的潮汐类型和潮差有所不同,但分析方法与上面相同.2.潮汐的月变潮汐的月变有两种:一种是半月周期潮,另一种是月周期潮.图4半月周期潮是由月、日、地三者所处位置不同而产生的.当朔、望日(农历初一、十五时)月、日、地三个天体的中心大致位于同一直线上,如图4所示.由于月球和太阳的引潮力叠加,因此它们所合成的引潮力在一个月之内最大,所以潮汐现象特别明显,高潮特高,低潮特低,潮差最大,故称为大潮.“初一、十五涨大潮”就是这个道理.它的变化周期为半个月.当月相处于上、下弦(即初八、二十三)时,太阳、月球、地球三者的位置形成直角,月、日的引潮力相互抵消一部分,故这时合成的引潮力最小,形成高潮不高,低潮不低,潮差最小,所以叫做小潮.它的周期也是半个月.月周期潮,是由于月球绕地球旋转而产生的.当月球运行到近地点时,引潮力要大一些,因此潮差也要大一些,这时所发生的潮汐称为近地潮.当月球运行到远地点时,引潮力和潮差都要小一些,这时所发生的潮汐,称为远地潮.它们的变化周期为一个月,故称为月周期潮.3.潮汐的年变地球绕太阳公转,当地球运行到近日点时所产生的潮汐,要比远日点所产生的潮汐大,要大10%左右.它的变化周期为一年.多年内月球的轨道在其长轴方向上不断地变化着,近地点也在不停地向东移动,其周期约为8.85年,因此潮汐也有8.85年的长周期变化.此外,由于黄白交点的不断移动,其周期约为18.61年,故潮汐还有18.61年的长周期变化.4.地形对潮汐的影响上面所述是天文因素对潮汐的变化影响,实际上各地的潮汐现象还要受当地的自然地理条件的影响.图5地球上各地海水对天体引潮力反应还受海区地理条件的影响.世界上一些喇叭形河口区,由于受地理形势的影响,常出现涌潮或暴涨潮.我国浙江钱塘江大潮属于涌潮.如图5所示,它在澉浦以东,潮波变形不显著;当潮波传至澉浦以西,由于河槽变窄,河底迅速升高,大量水体拥入河道,潮波能量高度集中,使潮峰传播速度大于潮谷传播速度,到大尖山附近,潮峰追上了潮谷,潮波前坡壁立,波顶倒卷而破碎,水位暴涨,流速迅疾,来势凶猛,出现汹涌澎湃的涌潮.历史上最大潮差曾达8.93米.三、潮汐能图6图6表示利用潮汐发电的原理图.一昼夜中,二次涨潮,二次落潮,左方为陆地和海湾,中间为水坝,其下有通道,水流经过通道可带动发电机发电.涨潮时,水进入海湾,待内外海水面高度一致时,堵住通道,如图6(A)所示,潮落至最低点时,放水发电,如图6(B)所示;待内外水面高度相同,再堵住通道,直到下次涨潮至最高点,如图6(C)所示,打开通道,又进水发电.21世纪人类面临的最主要的问题是能源问题.如何找到无污染、可再生能源早已摆在人们的面前.现在,人们在核能、地热能、风能、太阳能、潮汐能等的开发和利用上都已取得了一定的成效.其中潮汐能就是一种高效、无污染、可再生的资源.如果能在我国沿海地区合理选择海湾拦海筑坝,充分利用大自然给与我们的取之不尽的潮汐能,这不但会缓解目前我国沿海开放城市电力资源严重不足的现状,促进当地经济的快速发展,而且从长远来看,还对调整我国电力结构,增大水电等清洁能源的比重起到积极的推动和示范作用.。
潮汐现象及其成因
(2)引潮力的水平分力随天顶距θ的变化而变化,而且有一定 的变化周期,诚然,水位振动也应随地月的相对位置而有复杂的周 期变化。
分点潮和回归潮
3、潮汐成因及潮汐理论
(1)引潮势:自地心(the earth‘s center)移动单 位质量物体克服引潮力所做功。 等势面
(2)潮汐静力学理论(或称平衡潮理论)
理论假定;形成潮汐椭球
(3)潮汐的不等现象 分点潮和回归潮 、 朔望大潮和两弦小潮 近点潮与远点潮 潮汐的年不等现象 潮汐多年不等现象
7理论表明朔望日必发生大潮但实际上多数的地方大潮出现在朔望日之后两天左右即大潮出现的时间比朔望日的时间迟后数天这迟后的天数称为分潮符号即假想天体符名称周期平太阳时相对振幅取m2100半日分潮太阴主要半日分潮太阳主要半日分潮太阴椭率主要半日全日分潮太阴太阳赤纬全太阴主要全日分潮太阳主要全日分潮太阴椭串主要全日浅水分潮太阴浅水14日分潮太阴浅水16日分潮太阴太阳浅水14124211200012658119672393425819240662686862106140610310046519112754441519379常用的8个分潮和3个浅水分潮
(三)春分点、秋分点、升交点及降交点
太阳从南向北穿过天赤道的点称为春分点(一般用γ表示),从北向南穿过 天赤道的点称为秋分点。同样,月球由南向北和黄道相交的点称为升交点(一般 用Ω表示),由北向南和黄道相交的点称为降交点。
升交点平均以每小时0.002o沿黄道西退,即每年沿黄道向西移动约19o21’。 约经过18.61年,升交点可在黄道上移动一周。由于升交点的西退,使得白道面 与天赤道面的交角发生变化。当升交点位于春分点时,此交角达最大(23o27’+ 5o09’=28o36’);而当升交点位于秋分点时,为最小(23o 27 ’ -5o09’=18o18’)
潮汐是如何形成的简答
潮汐,是发生在沿海地区的一种自然现象,是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动。
那么潮汐是如何形成的呢?下面是整理的详细内容,一起来看看吧!潮汐的形成方式先说月球的作用。
把地球和月球看做质点,说月球绕地球做圆周运动,实际上是月球和地球都绕二者的共同质心做圆周运动,只是地球的圆周轨道小得多。
(双星的两个质量相近的星球的圆周轨道近似相等)以地心为非惯性参照物,地球质点受到月球质点的万有引力正是地球质点绕共同质心做圆周运动的向心力,而此向心力对应的惯性力与此向心力大小相等方向相反。
所以地球质点受月球质点的万有引力与这个惯性力相互抵消。
既然地球被看做质点,就可以把地球上物体的运动轨迹和动力学规律看做与地球质点完全一样。
这样物体受的月球的万有引力和与之对应的惯性力相互抵消。
钱塘江大潮是潮汐吗钱塘江大潮是世界三大涌潮之一,是天体引力和地球自转的离心作用,加上杭州湾喇叭口的特殊地形所造成的特大涌潮。
钱塘江口外宽内窄,呈明显的喇叭状。
出江口的江面有一百千米宽,越往里江面越窄到海宁盐官镇一带时江面骤然降到只有3千米宽。
钱塘江暴涨潮和深入内陆六百多公里的长江潮。
主要是由于潮流沿着入海河流的河道溯流而上形成的。
潮水涌入三角形海湾中,潮位堆高,潮差增大。
当潮流涌来时,潮端陡立,水花四溅,象一道高速推进的直立水墙,前面的还没有疏通,后面的浪又赶上来,一浪高过一浪,十分壮观,形成"滔天浊浪排空来,翻江倒海山为摧"的壮观景象。
余亚飞诗云“钱塘一望浪波连,顷刻狂澜横眼前;看似平常江水里,蕴藏能量可惊天”。
潮头初临时,江面闪现出一条白线,伴之以隆隆的声响,潮头由远而近,飞驰而来,潮头推拥,鸣声如雷,顷刻间,潮峰耸起一面三四米高的水墙直立于江面,喷珠溅玉,势如万马奔腾。
观潮始于汉魏,盛于唐宋,历经2余年,已成为当地的习俗。
潮汐原理及福州潮汐时间表
潮汐原理及福州潮汐时间表夏天游泳确实是一种很好的消暑、娱乐和锻炼的方式,但是如果不了解潮汐的规律,随便到海里游泳,那就有可能造成被退潮的海水卷走而无法上岸的悲剧;如果不了解潮汐规律,不择时间远道去游泳,就可能出现到了河边看到河水枯竭而望河兴叹的情况。
人们喜欢游泳、钓鱼,但是这些活动受潮汐的影响比较大,因此了解潮水涨落的规律就显得很有必要。
潮汐现象是由月球和太阳等天体的引力造成的。
引潮力和引潮天体(月球、太阳、星星)的质量成正比,和该天体到地球的距离的立方成反比。
因为太阳的质量是月球质量的2710×104倍,而日地间的平均距离是月地间平均距离的389倍,所以月球的引潮力是太阳引潮力的2.17倍,因此潮汐确实主要是由月球引起的。
可以这么理解:如果某地潮水高1米,那么差不多0.7米是月球造成的,太阳的影响只有0.3米,其他行星不足0.06毫米。
由于海水的涨潮退潮主要是受到月球引力影响而产生的,因此涨潮退潮的规律实际上就是月球绕地球运动的规律。
当月球正对着我国上空时,周边海洋的水被月球吸引了过来,于是我们看到了高潮现象;随着时间的推移,月球逐渐向西移动,本地海水被月球吸引、追随月球远离我们而去,于是我们就看到了低潮现象;当月球继续西行到达西半球而完全背离我们的时候,月球引力透过地球中心再一次聚集起我国近海的水,于是我们又一次看到高潮的现象……潮起水落不断反复,周而复始,就是我们看到的潮汐现象。
在地球的某个地点上看,月球从地球的正面绕到地球的背面需要时间12小时25分,再回到地球正面又需要12小时25分;月亮从东方升起到西边落下然后再一次从东方升起这一过程约需要时间24小时50分钟,这个时间天文学上称为太阴日。
一个太阴日大约要比一个太阳日长50分钟。
因此,月球通过当地的时刻总比前一天延迟50分钟。
所以,一日之内,地球上除南北两极及个别地区(如南海、渤海秦皇岛)外,各处的潮汐均有两次涨落,每次周期12小时25分,两次共24小时50分,潮汐涨落的时间每天都要推后50分钟。
潮汐形成的机制原理
潮汐形成的机制原理【原创】徐朝宪序言;自从爱因斯坦根据‘落体失重’的科学实验结果取消牛顿的引力概念,科学界就进入了无引力的时代,进入了用空间弯曲概念解释万物运动规律的时代。
而根据引力概念解释的潮汐形成理论自然成了伪科学理论,爱因斯坦取消了引力概念,月球是如何作用地球的海水潮涨潮落的新观点,新机制爱因斯坦没有说,也没有用他的空间弯曲理论解释月球是如何作用地球的,是如何让地球的海水形成潮涨潮落的现象。
现在的科学界,一方面认为引力概念与;落体失重,的事实冲突,一方面离开引力概念又不行,潮汐现象离开引力概念,就会成为没有科学理论解释的自然现象,还有黑洞概念,离开引力,黑洞的怎么形成。
还有引力波,取消引力何谈引力波,何谈诺贝尔奖发给发现引力波的科学家。
是爱因斯坦的空间弯曲正确,还是牛顿的引力概念正确。
科学家们有统一的认识吗?离开了引力,离开了空间弯曲我们不能用一种全新的科学概念解释万物运动的规律吗?不能用外力概念解释万物运动的规律吗?不能用外力观点解释潮汐的形成机制吗?事实上,经过我的10年思考,用外力概念可以完美解释万物运动背后的力学本质,解释潮涨潮落的力学运行机制,解释落体失重的力学机制,解释重力加速度的力学机制,解释地球如何作用月球运行,而这一切解释都在力学的三要素的框架中运行,作用力点,作用力的方向,作用力的大小统统都在外力概念中体现出来,相对引力概念没有力学图像的缺陷,外力概念拥有简单,直观的力学图像,是外力概念比引力理论的重大优势。
有力学图像,有力学三要素的描述,潮汐现象的机制解释相对引力理论更科学,更合理,更简单,同时相对爱因斯坦连解释潮汐现象都不能做到空间弯曲理论,外力理论比空间弯曲理论更好,更接近自然,更接近科学经验常识。
为什么我怎么肯定我的观点比爱因斯坦的观点好,是因为我的观点是在力学框架中运行的,而爱因斯坦的观点是脱离了力学框架,用苹果落地是不受力的观点解决苹果落地的。
不受力是空间弯曲的中心思想,也就是说,苹果落地是惯性运动,没有力量作用苹果,可能吗?宇宙可能有自己落地的苹果吗?说起来引力的缺陷点,三天三夜也说不完。
海洋为什么会有潮汐变化
海洋为什么会有潮汐变化在我们广袤的地球上,海洋占据了约 71%的面积。
当我们漫步在海边,或者乘船出海时,会发现海洋的水位会有规律地上升和下降,这种现象被称为潮汐。
那么,海洋为什么会有潮汐变化呢?这背后其实有着一系列复杂而又有趣的科学原理。
要理解海洋潮汐的变化,首先得从引力说起。
我们都知道,任何两个物体之间都存在着引力,引力的大小与两个物体的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
在太阳系中,对地球影响最大的天体无疑是太阳和月球。
月球虽然比太阳小得多,但由于它距离地球更近,所以对地球产生的引潮力要比太阳大得多。
当月球绕着地球转动时,它对地球不同部分的引力是不一样的。
面向月球的一侧,受到的月球引力较大;而背向月球的一侧,受到的月球引力较小。
这种引力的差异就导致了海洋水体的变形,从而形成了潮汐。
想象一下,地球就像一个巨大的球体,被一层海洋包裹着。
当月球位于地球的一侧时,它会把这一侧的海水“拉”起来,形成一个隆起的区域,这就是涨潮。
而在地球的另一侧,由于离心力的作用,海水也会出现一个隆起的区域,同样是涨潮。
与此同时,在与月球垂直的两个方向上,海水则会相对下降,形成落潮。
随着地球的自转,地球上的每个地方都会依次经历涨潮和落潮的过程,从而形成了潮汐的周期性变化。
一般来说,每天会有两次涨潮和两次落潮。
除了月球,太阳对地球的潮汐也有一定的影响。
虽然太阳的引潮力相对较小,但在特定的时候,比如当太阳、月球和地球处于同一直线上时(也就是朔日和望日),太阳和月球的引潮力会相互叠加,形成大潮,这时的潮汐幅度会比平时更大。
而当太阳和月球的位置呈直角时(也就是上弦日和下弦日),它们的引潮力会部分相互抵消,形成小潮,潮汐幅度相对较小。
海洋的形状、深度和海岸线的轮廓也会对潮汐产生影响。
比如,在一些狭窄的海湾和海峡中,潮汐的幅度可能会被放大,形成汹涌的潮流。
而在一些广阔的浅海区域,潮汐的变化可能相对较为平缓。
此外,地球的自转速度、大气压力、海底地形等因素也会在一定程度上影响潮汐的特征。
地球上的天文潮汐
地球上的天文潮汐一、潮汐现象居住在海滨的人都知道,海水有周期性的涨落现象。
当海水上涨时,大片海滩被海水吞没,此时谓之涨潮;当海水退落时,海水又远离岸边,此时谓之落潮。
海水这种大规模的涨落,大约每天有两次。
我国古代曾把白天的上涨叫做“潮”,晚上的上涨叫做“汐”,合称“潮汐”。
人们很早就认识到,潮汐的产生与日月有关。
但对潮汐成因真正做出科学的解释,则是从牛顿发现了万有引力才开始的。
根据牛顿的理论分析,潮汐现象是由于太阳、月球的引力在地球上分布的差异产生的。
这个引力的差异叫做引潮力。
我们设想整个地球都由海水所包围,引潮力可以把地球拉成长球体(右图)。
对着日月的一点叫正垂点,海水隆起,背着日月的一点叫反垂点,海水也隆起。
正、反垂点的联线恰是这个长球体的长轴。
二、引潮力太阳和月球何以会对地球产生引潮力?地球何以会被拉成长球体?以太阳为例。
我们知道,地球之所以不断绕日公转,是由于地球受到太阳吸引(实际是两者互相吸引),使地球获得一个指向太阳中心的向心加速度,从而不断地改变地球的运动方向才作曲线运动的。
在一般情况下,讨论地球绕日公转运动时,由于日地距离比地球半径大的太多,所以把地球看作一个质点。
但当我们分析太阳引力在地球上的分布与其有关的潮汐现象时,地球的大小和形状则是必须考虑的。
在图2中,设O为地球中心,太阳对地心单位质量物质的引力为OF,(即太阳对地球的平均引力)。
设P和P′为地面上任意两点,太阳对其单位质量的引力分别为PQ和P′Q′,其方向都指向太阳中心。
由于P距太阳较地心近些,P′较地心远些,所以PQ较OF长些,P′Q′较OF短些。
按照力学平行四边形分解法则,它们各有两个分力。
一个分力PN和P′N′必须与OF大小相等,方向一致。
只有这样才能保证地球上的每一个质点都随同地球中心同步绕日公转。
否则,地球将会被不同方向和大小的引力所分裂而不能成为一个整体。
另一个分力PL和P′L′,即平行四边形的短边,两矢量之差。
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潮汐是怎样产生的?
到过海边的人都知道,海水有涨潮和落潮现象。
涨潮时,海水上涨,波浪滚滚,景色十分壮观;退潮时,海水悄然退去,露出一片海滩。
涨潮和落潮一般一天
有两次。
海水的涨落发生在白天叫潮,发生在夜间叫汐,所以也叫潮汐。
我国
古书上说“大海之水,朝生为潮,夕生为汐”。
在涨潮和落潮之间有一段时间
水位处于不涨不落的状态,叫做平潮。
事出有因,是什么原因使大量的海水产生如此频繁的运动呢?
许多学者都探讨过这一问题,提出过一些假想。
古希腊哲学家柏拉图认为地球
和人一样,也要呼吸,潮汐就是地球的呼吸。
他猜想这是由于地下岩穴中的振
动造成的,就像人的心脏跳动一样。
我国晋朝有人则认为,海水的定期涨落是
因为有一条无比巨大的海生动物定期出入海宫而造成的。
随着人们对潮汐现象的不断观察,对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。
我国
古代余道安在他著的《海潮图序》一书中说:“潮之涨落,海非增减,盖月之
所临,则之往从之”。
哲学家王充在《论衡》中写道:“涛之起也,随月盛衰。
”指出了潮汐跟月亮有关系。
到了17世纪80年代,英国科学家牛顿发现
了万有引力定律之后,提出了潮汐是由于月亮和太阳对海水的吸引力引起的假设,科学地解释了产生潮汐的原因。
原来,海水随着地球自转也在旋转,而旋转的物体都受到一种力的作用,使它
们有离开旋转中心的倾向,这就好像旋转张开的雨伞,雨伞上水珠将要被甩出
去一样。
同时海水还要受到月球、太阳及其他天体的吸引力,因为月球离地球
最近,所以月球的吸引力较大。
这样海水在这两个力的共同作用下形成了引潮力。
由于地球、月球在不断运动,地球、月球与太阳的相对位置在发生周期性
变化,因此引潮力也在周期性变化,这就使潮汐现象周期性地发生。
一日之内,地球上除南北两极及个别地区外,各处的潮汐均有两次涨落,每次周期12小时25分,一日两次,共24小时50分,所以潮汐涨落的时间每天都要推后50分钟。
生活在海边有经验的人,大都能推算出潮汐发生的时间。