课题探究：潮汐现象

课题探究：潮汐现象一. 潮汐现象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。

法国文学称之为“大海的呼吸”。

潮汐现象的特点是每昼夜有两次高潮，而不是一次,“昼涨称潮，夜涨称汐”。

简而言之“潮”指白天海水上涨，“汐”指晚上海水上涨，不过通常我们往往将潮和汐都叫做“潮”。

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，习惯上把海面铅直向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。

涨潮时潮位不断增高，达到一定的高度以后，潮位短时间内不涨也不退，称之为平潮，平潮的中间时刻称为高潮时。

平潮的持续时间各地有所不同，可从几分钟到几十分钟不等。

平潮过后，潮位开始下降。

当潮位退到最低的时候，与平潮情况类似，也发生潮位不退不涨的现象，叫做停潮，其中间时刻为低潮时。

停潮过后潮位又开始上涨，如此周而复始地运动着。

从低潮时到高潮时的时间间隔叫做涨潮时，从高潮时到低潮时的时间间隔则称为落潮时。

一般来说，在许多地方涨潮时和落潮时并不一样长。

海面上涨到最高位置时的高度叫做高潮高，下降到最低位置时的高度叫低潮高，相邻的高潮高与低潮高之差叫潮差。

从各地的潮汐观测曲线可以看出，无论是涨、落潮时，还是潮高、潮差都呈现出周期性的变化，根据潮汐涨落的周期和潮差的情况，可以把潮汐大体分为如下的4种类型：1.正规半日潮在一个太阴日(约24时50分)内，有两次高潮和两次低潮，从高潮到低潮和从低潮到高潮的潮差几乎相等，这类潮汐就叫做正规半日潮。

2.不正规半日潮在一个朔望月中的大多数日子里，每个太阴日内一般可有两次高潮和两次低潮；但有少数日子(当月赤纬较大的时候)，第二次高潮很小，半日潮特征就不显著，这类潮汐就叫做不正规半日潮。

3.正规全日潮在一个太阴日内只有一次高潮和一次低潮，像这样的一种潮汐就叫正规日潮，或称正规全日潮。

4.不正规全日潮是不正规日潮潮汐过程曲线。

显然，这类潮汐在一个朔望月中的大多数日子里具有日潮型的特征，但有少数日子(当月赤纬接近零的时候)则具有半日潮的特征。

凡是一天之中两个潮的潮差不等，涨潮时和落潮时也不等，这种不规则现象称为潮汐的日不等现象。

高潮中比较高的一个叫高高潮，比较低的叫低高潮；低潮中比较低的叫低低潮，比较高的叫高低潮。

从潮汐过程曲线还可看出潮差也是每天不同。

在一个朔望月中，“朔”、“望”之后二、三天潮差最大，这时的潮差叫大潮潮差；反之在上、下弦之后，潮差最小，这时的潮差叫小潮潮差。

二. 潮汐现象产生的原因原来，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。

一方面地球受月球引力作用，一方面地球作圆周运动使得地表的水有被向外甩出的趋势。

地球表面各地离月亮的远近不一样，所以，各处海水所受的引潮力也出现差异。

在正对着月球的地方，向心加速度较小，引力较大，海水被月球吸起；在背对着月球一端，向心加速度较大而引力较小，海水被向外甩出。

一昼夜之间地球上的海水有一次面向月亮，一次背对月亮，所以海水每天有两次涨落。

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。

根据万有引力定律，两个物体之间的引力和它们之间距离的平方成反比。

地面上各点与月球的距离不同，所受月球引力的大小就不同，朝向月球的半个地球上，所受到的引力大于地心和背向月球一面所受到的引力。

离月球最近的点所受到的引力最大，在此点的海水相对于地心而言被月球“拉”了起来，朝向月球的半个地球上的海水都会趋向最近点，该点海水就会上涨，这就是我们常说的涨潮。

离月球最远的点受到月球的引力最小，相对于地心，该点的海水有后退的倾向，我们称之为退潮。

由于地球自转，在月球连续两次经过某地天子午线的时间间隔——24小时50分内，地面上每一地点都会经历了从最近到最远那样的置，因此会产生两次涨潮两次落潮的现象。

三. 潮汐现象的应用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。

潮汐对于沿海沿江地区人民的生产和生活影响很大。

人们在长期生产斗争实践，积累了利用潮汐于航运、农田灌溉渔业、盐业等方面的丰富经验。

潮汐储藏着很大的能量，已被利用来建造潮汐电站发电，造福人类。

潮汐是一种世界性的海平面周期性变化的现象，由于受月亮和太阳这两个万有引力源的作用，海平面每昼夜有两次涨落。

潮汐作为一种自然现象，为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便，更值得指出的是，由于引潮力的作用，使海水不断地涨潮、落潮．涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能；同时，不位逐渐升高，动能转化为势能．落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降，势能又转化为动能．海水在运动中所具有的动能和势能统称为潮汐能．潮汐能的应用之一是发电．潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建筑一座拦水堤坝，形成水库，并在坝中或坝旁放置水轮发电机组，利用潮汐涨落时海水水位的升降，使海水通过水轮机时推动水轮发电机组发电．从能量的角度说，就是利用海水的势能和动能，通过水轮发电机转化为电能．潮汐发电的优点是成本低，每度电的成本只相当火电站的八分之一．20世纪初，欧、美一些国家开始研究潮汐发电。

1913年德国在北海海岸建立了世界上第一座潮汐发电站．第一座具有商业实用价值的潮汐电站是1967年建成的法国郎斯电站。

该电站位于法国圣马洛湾郎斯河口。

郎斯河口最大潮差13．4米，平均潮差8米。

一道750米长的大坝横跨郎斯河。

坝上是通行车辆的公路桥，坝下设置船闸、泄水闸和发电机房。

郎斯潮汐电站机房中安装有24台双向涡轮发电机，涨潮、落潮都能发电。

总装机容量24万千瓦，年发电量5亿多度，输入国家电网。

我国大陆海岸线长，潮汐能资源很丰富．1957年我国在山东建成了第一座潮汐发电站．据不完全统计，我国潮汐能蕴藏量为1.1亿千瓦，年发电量可达2750千瓦时，其中可供开发的约3850万千瓦，年发电量870亿千瓦时，大约相当于40多个新安江水电站．你知道海洋中的新能源吗同学们，当你面对大海，感慨她的广阔无垠的时候；当你在海滨冲浪，尽享她的欢乐的时候；当你乘船出海，体验她的波涛汹涌的时候，你是否知道：这奔腾不息的大海蕴藏着无限巨大的能源：有日夜涨落、终年不息的潮汐产生的潮汐能；有汹涌澎湃、倒海翻江的海浪产生的波浪能；有若隐若现、行踪难觅的海流产生的海浪能；有上暖下凉，“冷热不均”的海水产生的温差能；还有江河淡水与海洋咸水“会师”时产生的盐差能。

这些能源构成了取之不尽、用之不竭的海洋能。

所以，战略家指出：海洋，人类21世纪开发新能源的主战场。

月亮的礼物——潮汐能月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量，称为潮汐能。

世界上潮汐能最大的地方是加拿大的芬地湾，那里的海潮最高时达到18米，相于6层楼房的高度。

“声驱千骑疾，气卷万山来”的我国钱塘江潮，最大潮差达8.9米，可称为天下一绝。

目前世界上最大的潮汐发电站，是法国朗斯的24万千瓦潮汐电站。

中国的江厦潮汐试验电站，建于浙江省乐清湾北侧的江厦港，装机容量3200千瓦，于1985年正式投入运行海上“烈马”——波浪能波浪能是由于风和水的重力作用形成的起伏运动所带来的能量。

俗话说：“无风海面三尺浪”。

据统计，波浪能是海洋能源中蕴藏最丰富的一种，占整个海洋能的90%以上，是潮汐能蕴藏量的几十倍。

1964年，日本造出世界上第一盏用海浪发电的航标灯。

1985年，挪威建成了一座装机容量500千瓦的波浪能发电站，是迄今为止世界上最大的岸式波浪能电站。

海中之河——海流能海流即洋流，大规模常年稳定地沿着一定方向流动的海水便是洋流。

世界上最大的海流是墨西哥暖流。

该暖流挟带的水量是世界江河总流量的50多倍。

流经我国的黑潮是世界上第二大暖流，它水色深蓝，从远处看像是蔚蓝色的大海里飘着一条黑色的绸带，故有“黑潮”之称。

其宽度为185千米，平均厚度有400米，平均每天的流速是55千米-150千米，它的总流量相当于全世界陆地上的所有河流流量的20倍。

但如何利用海浪发电，目前仍处于小规模试验阶段。

海洋热电站——温差能据科学家长期观测计算，到达海面的太阳辐射能60%被深为1米的表层海水所吸收，而海面下10米深的海水只吸收了太阳能的18%。

因此，不同深度水温迥（jiǒng）异，且随深度增加海水吸收太阳辐射减弱。

因此，在热带和亚热带海区表层海水与深层海水之间的温度差可达20℃-25℃。

由此引起科学家的深思：利用海水这一特性为人类造福。

1930年，古巴建成了世界上第一座海水温差电站。

之后，美国、日本等国也相继建成了海水温差电站。

咸、淡两水的较量——盐差能盐差能是两种含盐度不同的水体相混时放出的一种能量。

其广泛分布于陆地江河入海处。

海水中含有大量的矿物盐，海水含盐浓度大于江河水，形成了盐度差。

当两种不同浓度的溶液混合在一起时，淡的溶液就会向浓的方向渗透，直至浓度平稳为止，这种渗透就带有压差。

研究人员提出了用化学渗透膜隔开浓、淡水，构成盐度差能电站的设想，预计本世纪将取得实质性的突破水产资源是世界的第二大食品海洋中的鱼，有上万种之多。

其中哪些适于食用，人类尚未完全知晓。

最近，日本的渔业人员新开发的新渔业资源主要有：墨鱼、章鱼、鲭（qīng）、鲱（fēi）、鲷（diāo）、鳕（xu ě）、鲽（dié）、牙鲆（píng）等。

切莫因近年来黄鱼难以在酒席上见到而误以为海鱼资源已经枯竭。

海藻资源也是一个尚未充分利用的大“菜篮子”。

除习惯食用的海带、紫菜外，如海苔、裙带菜、石花菜等，都可成为席中佳肴。

渔业的兴盛，使人们又发明了“栽培渔业”。

日本进行鲑(guī，大马哈鱼)和鳟(zūn)的“孵化放流”，每年可新增2000多万尾鱼。

还有人梦想把太平洋作为“海洋牧场”，对一些鱼的幼苗放流培育。

这并非科学幻想，也是能实现的。