地球上出现的潮汐是由于

时间:2023-10-19 09:19:11 王娟 试题答案 投诉 投稿
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地球上出现的潮汐是由于

  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。下面是小编整理的关于地球上出现的潮汐是由于什么的相关内容,欢迎大家阅读。

地球上出现的潮汐是由于

  试题:

  地球上出现的潮汐是由于什么?

  答案:

  日月引力

  解析:

  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。

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  引潮力产生的海洋长周期波动现象。地球潮汐的一部分,主要表现为水体的潮汐运动(海潮);此外还有海底岩石圈的潮汐(属地潮)和海上大气边界层的潮汐(属气潮),都对海潮产生影响。

  中国人称早晨海水上涨为潮,黄昏上涨为汐。合称潮汐或海潮。汉代王充指出它依靠于月球,宋代燕肃指出它“随日而应月”、“盈于朔望”、“虚于上下弦”,宋代余靖指它是波动现象。17世纪英国牛顿提出万有引力定律,从此确认了引潮力是产生潮汐的原因,在此基础上发展构成了潮汐学。

  引潮力是其他天体对地球上某点的单位质量物体的引力与对地心单位质量物体的引力的向量差。大小与此天体的质量成正比,与此点同此天体质心的距离的3次幂成反比。地球上的引潮力因时因地而异。太阳引潮力只有月球的46%。前者产生太阳潮,后者产生太阴潮。其他天体产生的潮汐远不能同它们相比。

  潮位升至最高点称为高潮或满潮,持续阶段称为平潮,随后降落,至最低点称为低潮或干潮,持续阶段称为停潮,随后又上升,反复波动。高潮和低潮的潮位差值称为潮差。月球、太阳和地球的相对位置变化,使引潮力变化,使潮位和潮时变化而表现为潮汐不等现象。最主要的是半月不等现象;农历每月的朔(初一)和望(十五或十六),月球、太阳、地球处于一条直线上,两种引潮力相互加强,潮差达极大值,称为大潮或朔望潮;上弦(初八或初九)和下弦(廿二或廿三)因3者处于正交三角形的顶点,两种引潮力相互削弱,潮差出现极小植,称为小潮或方照潮。大潮小潮顺次更迭,都是约每半月出现一次,故称半月不等现象。此外还有月不等、赤纬不等、日不等等现象。潮汐可视为许多周期不同振幅各异的分潮所合成,主要分潮有太阴半日分潮、太阳半日分潮、太阴太阳合成日分潮、太阳日分潮等,合成的结果使不同的地点出现不同的潮汐类型,依周期不同可分为半日潮、混合不正规半日潮、混合不正规全日潮和全日潮等。

  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:到了必须时间,海水推波逐澜,迅猛上涨,到达高潮;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,它与人类的关系十分密切。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。

  有下面这样一个事实:在任何时刻,围绕地球的海平面有两个突出的部分,在理想的状况下它们分别出此刻地表面离月球最近和最远的地方。如果说潮汐是月球的引力造成的,在离月球最近的地方海水隆起是能够理解的,但为什么在远离月球的地方海水也隆起?如果说潮汐是万有引力现象,似乎就应与质量成正比,与距离平方成反比。太阳的质量比月球大2.7×105倍,而太阳到地球距离的平方只比月球到地球距离的平方大1.5×105倍,两者相除,似乎太阳对海水的引力比月球还就应大180倍,为什么月球对潮汐起主要作用?这些通过分析计算来加以说明。

  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。

  原先,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构成了引潮力。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一天都要推后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。

  潮汐的形成原因如下:

  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。

  实际上地球的体积很大,在离月球最近的地面上的物体,绕地、月共同质心做圆周运动的轨道半径明显小于地球质点的轨道半径,物体所受月球的万有引力就会大于所受对应的惯性力,这两个力不能再抵消,其合力与物体受地球的万有引力方向相反,使物体的重力明显变小。如果所说的“物体”是这里的海水,那么这里就会有涨潮发生。用同样的方法研究离月球最远的地面上的物体,月球对此处物体的万有引力小于与之对应的惯性力,它们的合力又是与地球对此处物体的万有引力方向相反,也是使物体的重力明显变小。所以在离月球最远的那部分海水同时也会有涨潮发生。这就使本应是球形的海平面微微呈现出纺锤体形状。

  研究太阳对潮汐的作用,与研究月亮作用的方法相同。如果认为地球绕太阳的中心做圆周运动,问题就简单了。这里不做详细论述。

  地潮、海潮和气潮的发生都是上述原因引起的,三者之间互有影响。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,月亮潮比太阳潮显著。大洋底部地壳的弹性和—塑性导致潮汐形变,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。气潮在海潮之上,它作用于海面上引起其附加的振动,使海潮的变化更趋复杂。

  这种能量通过浅海区和海岸区的磨擦,以1.7TW(1.7x10^12W)的速率消散。

  即朔点时刻处太阳和月球在地球的一侧,所以就有了最大的引潮力,所以会引起“大潮”,在农历每月的十五或十六附近,太阳和月亮在地球的两侧,太阳和月球的引潮力也会引起“大潮”;在月相为上弦和下弦时,即农历的初八和二十三时,太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就发生了“小潮”,故农谚中有“初一十五涨大潮,初八二十三到处见海滩”之说。另外在第天也有涨潮发生,由于月球每天在地球上东移13度多,合计为50分钟左右,即每天月亮上中天时刻(为1太阴日=24时50分)约推迟50分钟左右,(下中天也会发生潮水每天一般都有两次潮水)故每天涨潮的时刻也推迟50分钟左右。

  世界名潮

  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2000余年,已成为当地的习俗。

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