潮汐的类型

潮汐的类型

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。“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”。

潮汐现象非常复杂。仅以海水涨落的高低来说，各地就很不一样。有的地方潮水几乎察觉不出，有的地方却高达几米。在我国台湾省基隆，涨潮时和落潮时的海面只差0.5米，而杭州湾的潮差竟达8.93米。在一个潮汐周期（约24小时50分钟，天文学上称一个太阴日，即月球连续两次经过上中天所需的时间）里，各地潮水涨落的次数、时刻、持续时间也均不相同。潮汐现象尽管很复杂，但大致说来不外三种基本类型。

半日潮型：一个太阴日内出现两次高潮和两次低潮，前一次高潮和低潮的潮差与后一次高潮和低潮的潮差大致相同，涨潮过程和落潮过程的时间也几乎相等（6小时12.5分）。我国渤海、东海、黄海的多数地点为半日潮型，如大沽、青岛、厦门等。

全日潮型：一个太阴日内只有一次高潮和一次低潮。如南海汕头、渤海秦皇岛等。南海的北部湾是世界上典型的全日潮海区。

混合潮型：一月内有些日子出现两次高潮和两次低潮，但两次高潮和低潮的潮差相差较大，涨潮过程和落潮过程的时间也不等；而另一些日子则出现一次高潮和一次低潮。我国南海多数地点属混合潮型。如榆林港，十五天出现全日潮，其余日子为不规则的半日潮，潮差较大。

不论那种潮汐类型，在农历每月初一、十五以后两三天内，各要发生一次潮差最大的大潮，那时潮水涨得最高，落得最低。在农历每月初八、二十三以后两三天内，各有一次潮差最小的小潮，届时潮水涨得不太高，落得也不太低。

月球引潮力

引起潮汐的原因是很复杂的，但主要是受月球和太阳“引潮力”引起的。现在我们先看看月球引潮力的两个构成因素。

第一个因素是月球的引力。万有引力定律告诉我们，宇宙中一切物体之间都是互相吸引的。月球和地球是一对天体，因此月球对地球存在着引力。在地球上不同的地方，月球的引力是方向不同、大小不等的。引力的方向指向月球中心，引力的大小因地球上各地距月球中心的距离而不同。如附图所求，在月球直射点B距月球中心最近，引力最大，A点和C点次之，B点的对蹠点D处，月球的引力最小。

月球引潮力的第二个因素是地球绕地月公共质心转动而产生的离心力。由于月球对地球有引力，地球对月球也有引力，在地月之间就构成了一个互相吸引的引力系统，并有一个公共质心，位于距地心0.73倍地球半径的地方。地球除一刻不停地进行着自转和绕日公转外，它还要绕地月公共质心转动，产生离心力。这股离心力刚好和月球对地心的吸引力大小相等，方向相反，从而使地月之间能够保持一定距离。这种情况就好象人们用强子拴

信一块石头使其转动，石头受到人手对它的拉力，并在转动时产生了离心力，并与该拉力正好平衡。由于地球在绕公共质心运动时，地球上各点之间处于平动状态，所以在地球上的不同地方，这股离心力是方向相同，大小相等的。

月球引力和地球离心力是两种对立的力，两者结合起来产生的合力（矢量和），就是月球使海水发生潮汐现象的力量，称为“月球引潮力”。

月球引潮力在地球不同地方各不相同。在面向月球的直射点B，引力大于离心力，两者合成的引潮力，使海水向上（向月球方向）运动，造成涨潮。在背向月球的对蹠点D，离心力大于引力，两者合成的引潮力，也使海水向上（背向月球方向）运动，也造成海水上涨现象。在A点和C点，引力和离心力合成的引潮力向下（向地球中心），使海水向下运动，造成海水下降现象。

在地球自转过程中，地球表面上任何一点，都有经过类似A、B、C、D四个位置的机会，因此在一个太阴日内常见的潮汐有两涨两落的现象。

大潮小潮

上面我们仅说明了月球引潮力所造成的潮汐现象。根据万有引力定律可以推导出：引潮力的大小与天体的质量成正比，而与天体到地球距离的立方成反比。宇宙中天体虽多，但能对地球产生巨大引潮力的却不多。有些天体质量很大，但离地球太远；也有些天体，离地球虽然较近，但质量又太小。除月球外只有太阳的引潮力是比较突出的，太阳的质量大约是月球质量的2700万倍，太阳到地球的平均距离约为月球到地球平均距离的389倍。因此可以推算出太阳的引潮力和月球的引潮力之比为1:2.18，它所引起的潮汐现象虽不易被单独观测到，但却影响着月潮的大小。

大家知道，地球绕太阳公转，而月球又绕地球转动，它们三者的连线有时会成一直线，有时又成直角关第。每当农历初一（朔）或十五（望）时，地球、月球、太阳的位置几乎在同一直线上，月球和太阳的引潮力是一致的，两种力量迭加在一起，就使海水出现大潮。可是每当农历初七、八（上弦）或二十二、三（下弦）时，月球对地球的引潮力与太阳对地球的引潮力互相垂直，太阳引潮力削弱了月球引潮力，因而海水就出现了小潮。实际上，大潮往往发生在朔望后二、三天，小潮大都出现在上、下弦后二、三天，其原因是海水在流动过程中受到本身粘滞性和海底地形因素的影响造成的。

潮流

引潮力不仅使海水产生上述的潮汐涨落运动，而且还使海水发生水平运动，这就是潮流，所以潮汐涨落和潮流流动是分不开的。地形对潮流的影响十分显著，在大洋和近海里，潮流象在兜圈子似的，时刻在变化着方向和速度，形成“回转流”。回转流在每一太阴日回转一次（全日潮型）或两次（半日潮型）。在狭窄的海峡、湾口或河口地方，潮流流动的方向主要在两个相反方向上变化着，叫做“往复流”。其最大流速和最小流速相差很大，当出现最小流速（每小时小于0.2公里）后，潮流就要从原来的流动方向反转过来，向另一个方向流动了。往复流在每一太阴日改变方向两次（全日潮型）或四次（半日潮型）。

潮流又能沿着入海河流的河道溯流向上。如在我国长江，海潮可以上溯到江阴一带，影响着河水的水位和流速。在一些喇叭形河口地区，还会出现一种奇特的现象。这种潮来临时，潮端陡立，来势凶猛，犹如一道直立的水墙高速地推过来一样，叫做“涌潮”。如中外闻名的钱塘江大潮，发生在喇叭形的杭州湾，涌潮起处，水位暴涨，流速湍急，潮头高达2～3米，水速竟达每秒7米，势如千军万马奔腾而来，异常壮观。

潮汐对农业、渔业的影响

“水利是农业的命脉”。解放以来沿海地区建造了许多灌溉闸口和护岸工程，这些工程的进行都需考虑潮汐的影响。在河流下游地区，涨潮时河水和海潮发生顶托现象，造成河流水位提高，这时灌溉农田非常方便。我国长江口和珠江下游等地都利用这一有利条件为农业服务。

准确掌握海水规律对渔业有很大关系。因为海洋上大潮流水急，鱼群容易分散排向外海，或栖居于中上层；小潮流水缓慢，鱼群易集中推向内海，并下沉海底，是底拖网渔轮捕捞的好机会。因此掌握潮情对确定鱼区地点、张网高度、航行时间等都是非常秘要的。

涨潮时，外海高盐度的海水被推向岸边，是提取海水晒盐的好机会。那时打开盐田闸门，海水自然流进盐田，既保证海水质量又可节省人力物力。盐业工人同志们还创造了不少好经验，如：“雨后纳潮尾，长晴纳潮头”，“秋天纳夜潮，夏天纳日潮”等。

潮汐对交通航运的影响

海上航运事业和潮汐关系更加密切，潮流影响着航行的方向和速度。例如，在某些海区潮流速度很大，如逆水行舟是很困难的，反之顺流航行，既能节省燃料，又能缩短航行时间。因此海上航运必须了解潮汐和潮流情况。

掌握潮汐规律，又能使港口增加大船的通过能力。我国有些海港如天津、上海等就是利用涨潮时的自然水深，使万吨远洋海轮顺流而入，及时进港停靠，又利用退潮时刻顺流出港，也比较省力方便。

此外，建筑海港码头时，为了使高潮时不致淹没码头，低潮时又不致使船只搁浅，在施工前也必须掌握潮汐涨落的高度。

潮汐发电

海水一涨一落，潮位相差悬殊，蕴藏着巨大的能量，可以利用于发电。据估计，世界海洋的潮汐能约有十亿多瓩，每年可生产12400亿度电能，尤其在浅海中潮汐能量更大，黄海就有5500万瓩。本世纪五十年代以来，各国开始兴建潮汐发电站，目前最大的一座每年发电量为五亿多度。

潮汐发电的原理，和一般水力发电完全相同，就是利用海水涨落及其造成的水位差，来推动水轮机，水轮机再带动发电机发电。发电站的布置型式通常有三种：单程式（涨潮