正文 第17章 潮汐對風暴潮的影響(2)(1 / 3)

我國古代餘道安在他著的《海潮圖序》一書中說:“潮之漲落,海非增減,蓋月之所臨,則之往從之。”漢代思想家王充(公元27~97年)在《論衡》中寫道:“濤之起也,隨月盛衰,大小滿損不齊同。”古代濤和潮通用,指的都是潮水。這段話科學地說明了潮汐對月球的依賴關係。唐代竇叔蒙(8世紀中後期)在《海濤誌》中對潮汐現象的記述,對其成因的闡說和對其高潮時刻的推算,在潮汐學史上都有一定的價值。北宋燕肅(約公元961~1040年),指出潮汐變化“隨日而應月……盈於朔望……虛於上下弦”。他對海潮進行了10年之久的觀察,並總結出高潮時刻與月中天時刻的關係,至今仍有參考價值。宋代的餘靖(1000~1064年)指出,潮汐是一種“彼竭此盈,往來不絕”的波動現象。

除了中國以外,其他一些國家對潮汐也有種種曆史記述。

到了17世紀80年代,英國科學家牛頓發現萬有引力定律之後,提出了潮汐是由於月亮和太陽等天體對海水的吸引力引起的科學假設解釋了潮汐產生的原因。原來,海水隨著地球自轉也在旋轉,而旋轉的物體都受到離心力的作用,使它們有離開旋轉中心的傾向,這就好像旋轉張開的雨傘,雨傘上水珠將要被甩出去一樣。同時海水還受到月球、太陽和其他天體的吸引力。這兩種力合起來就是引潮力。

引潮力的大小與天體的質量成正比,而和天體到地球中心距離的三次方成反比。太陽的質量約為月球質量的2717萬倍,但日地間距離平均約為月地間距離的389倍,計算可得到月球引潮力約為太陽引潮力的2.17倍。另外,也可計算出月球引潮力約為金星近地時引潮力的2萬倍。

可見,海洋的潮汐現象主要是由月球產生的,其次是由太陽產生的,其他天體的引潮力作用很小,一般可以忽略不計。

由於月球和太陽的位置在不斷地改變,它們相對於地球的距離也在不斷地改變,而且它們在各自的軌道上圍繞各自的公共質心運動,因此月球和太陽相對於地球的運動是十分複雜的。但它們的運動又具有諸多的周期,而且在同一類周期裏還參差不齊。地球、月球與太陽的相對位置的周期性變化,使得引潮力隨之發生周期性變化,這就使潮汐現象周期性地發生。

海洋潮汐的周期大約為半天或一天,同時還具有半月、月、年、18.61年等長周期變化。

在朔日和望日發生大潮,因為那時月球、太陽和地球幾乎在同一直線上,太陰潮和太陽潮同時發生,彼此疊加,以致漲潮特別高,落潮特別低。而逢上弦和下弦時,月球和太陽的黃經相距90°,太陰潮的漲潮和太陽潮的落潮同時發生,兩者互相抵消,就隻能形成小潮。

月球每天在天球上還東移13°多,合計為50分鍾,即每天月亮上中天時刻(為1太陰日=24時50分)約推遲50分鍾左右,下中天也會發生潮水,每天一般都有兩次潮水,故每天漲潮的時刻也推遲50分鍾左右。

但由於月球和太陽運動的複雜性,大潮可能有時推遲一天或幾天,一太陰日間的高潮也往往落後於月球上中天或下中天時刻一小時或幾小時,有的地方一太陰日就發生一次潮汐。

全球潮汐概況

世界大洋潮汐狀況

全球海洋大多數海區為半日潮類型,少數海區為混合潮和全日潮類型。

大洋潮汐是月、日引潮力引起的強迫振動,它在固定海盆(海域)產生旋轉潮波係統,然後向四周傳播,形成各大洋附屬海的潮汐。潮汐現象是許多分潮疊加的結果,每一個分潮都是一個旋轉潮波係統。對於某一旋轉潮波係統而言,有一個無潮點,振動幅度在無潮點處為零,向四周逐漸增大。海洋中存在著許多旋轉潮波係統,這個潮波係統的無潮點對於另一個潮波係統則可能就不是無潮點,仍會有潮位振動。

科學家已經計算出了各個大洋和海區一些主要分潮的分布情況,類似的無潮點每個大洋都有幾個,我國海區也有。這就使得世界大洋的潮汐分布多種多樣,各不相同。大洋中部潮差小,一般為1米左右,周圍較大;東部潮差比西部大,但最大潮差出現在西岸。