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地球律动——潮汐
上传时间：2024-03-15 14:57 来源：地球之歌
作者： 地球之歌
简介:
潮汐是地球上普遍存在的一种周期性水面波动，由月球和太阳的引力相互作用引起，不同地区的潮汐周期中，涨落的次数、时刻和持续时间各有不同。
一、潮涨潮落
潮汐是地球上普遍存在的一种周期性水面波动，由月球和太阳的引力相互作用引起。不同地区的潮汐周期中，涨落的次数、时刻和持续时间各有不同。根据周期的长短，潮汐可分为三种类型：半日潮、全日潮和混合潮。
潮汐现象
半日潮是指在一个太阳日内出现两次高潮和两次低潮，每个过程持续6小时12.5分钟。全日潮是指在一个太阳日内只有一次高潮和一次低潮。混合潮则是指在一个太阳日内有时出现两次高潮和低潮，潮差较大且时间不规律，有时只出现一次高潮和低潮。
世界上潮差最大的地方位于北大西洋加拿大的芬迪湾，潮差可达19.6米。而我国的钱塘江潮的最大的潮差为8.9米。每年农历八月十五，钱塘江的涌潮达到最高峰，形成壮观的景象，被形容为“滔天浊浪排空来，翻江倒海山可摧”。观赏钱塘秋潮的风气早在汉、魏、六朝时期就已经形成，而在唐、宋时期更加盛行。
钱塘江大潮
二、涨落因由
潮汐起源与地球、月球和太阳之间的引力相互作用有关。地球围绕地球—月球质心旋转，该质心位于地球内部（距离地心4671公里处）。地球上的每一点都围绕该质心旋转并产生离心力，就像父母和孩子手牵手滑冰绕对方旋转一样。在这种情况下，如果孩子放手，由于离心力的作用，两个滑冰者都会远离质心。
地球上靠近月球的地区受到来自月球引力的影响更大，形成了潮汐隆起。在地球的另一侧，由于离心力和月球引力之间的差值增大，也形成了相应的潮汐隆起。地球的自转意味着地表的大部分地点在一天内会遇到两次潮高和两次潮低，形成了半日潮系统。早上的高潮称为潮，晚上的高潮称为汐。
月球对地球潮汐影响的示意图
除了月球，太阳也会引起潮汐，尽管影响较小。当地球、月球和太阳排成一条直线时，即满月或新月时，月球和太阳的潮汐力相互加强，导致更大的潮汐，被称为大潮。当月球和太阳的潮汐力相互抵消时，会产生较小的潮汐，被称为小潮。此外，盛行风、天气系统和风暴也会影响潮汐的高度。
每年农历八月十六日至十八日，当太阳、月球和地球几乎排成一条直线时，地球绕地—月（日）质心运动产生的惯性离心力与月（日）引力的合力最大。加之沿海一带常刮东南风，风向与潮水方向大体一致，再加上钱塘江呈喇叭状的地形，形成了著名的钱塘江大潮。
三、遗迹追溯
厚-薄交替的粉砂-泥层偶和极其规则的韵律变化是潮汐旋回的判别特征之一。要理解这种旋回，需要对沉积学背景和潮汐周期有一定的了解。经典的元古代Elatina组韵律岩最初被认为是反映了冰川湖泊的变化，其中纹层厚度的波动被认为受太阳黑子周期控制。然而，对具有较高堆积速率的同时期沉积物的研究揭示了潮汐可能是更合理的解释机制（Williams, 1988, 1989）。
美国伊利诺斯州盆地东部的潮汐韵律沉积（Kvale和Mastalerz, 1998）
小箭头指示小潮沉积，大箭头可能对应风暴沉积
潮汐韵律沉积是由潮汐作用形成的，是除了化石之外，沉积盆地中海洋环境最直接的证据之一。这种沉积记录了地质历史时期的潮汐周期，通过分析沉积岩中记录的韵律变化，我们可以推断过去一个月的天数以及一年中的月数。因此，识别和分析地层中的潮汐韵律沉积成为追溯地月系统演化历史的重要工具。通过综合分析地质历史时期的潮汐韵律沉积和基本的潮汐理论，我们可以推测过去的月球轨道动力学。
潮汐作用的快速沉积保留了最短的天文周期记录。12小时的潮汐束构成了露头沉积，记录了上游的涨潮和下游的退潮。浅色纹层由砂岩组成，形成于潮汐最强时期，暗色纹层由细粒淤泥组成，在潮汐停滞时沉积。在满月时，束最厚；小潮时的束最薄。
然而，要分析地质历史时期的潮汐沉积并非易事。在地质历史时期，月球离地球更近，导致轨道周期更短。因此，确定过去的地月距离和地球古自转参数存在一定的困难和歧义，而确定月球恒星月的绝对长度更具挑战性。
四、应用价值
远古先民巧妙地利用潮汐进行生产活动。他们善于利用涨潮机会，在海滩上铺设大渔网，等待潮水退落，从而获得丰富的鱼虾资源。此外，在涨潮时，将潮水注入晒盐池，通过晒盐的方式生产更多的食盐。
潮汐的规律性为航行提供了便利和安全性，使得航海活动更加可靠高效。船只可以利用潮汐的周期性，在退潮时进行航行，而在涨潮时停靠，从而减少撞船的风险。
潮汐能被认为是一种可再生能源，而中国是全球潮汐发电站最多的国家。潮汐发电利用潮汐的周期性运动，通过建设潮汐发电站进行能源收集。潮汐发电的原理类似于水力发电，利用潮汐带来的潮起潮落蓄积海水的势能，然后通过水轮发电机将水能转化为动能，再进一步转化为电能。这种发电方式具有多重优势：不需要消耗其他资源，不会对环境造成污染，操作简便且可持续，充分利用了自然规律，是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。
潮汐能
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