为什么会涨潮和退潮,是什么原理?

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镜像科普

2019年07月21日

涨潮和退潮都是正常的自然现象,海水有涨有落,一天之内,海水的涨落可以发生两次,一次在白天,一次在夜晚。

发生于白天的海水涨落现象,称之为潮,而发生于夜晚的海水涨落现象,称之为夕。每当海水涨潮的时候,波涛汹涌,景象蔚为壮观,每当海水退潮的时候,留下一片片海滩。古人有云,:“大海之水,朝生为潮,夕生为汐。”潮和汐二字正好是在朝和夕上加上了三点水偏旁,可见古人对于潮汐现象的描述是多么形象。

中国古人很早以前就已经注意到了海水的周期性涨落现象,在一天之内,海水的涨落会发生两次,在海水的涨潮和退潮的间隙之间,有相当长的一段时间,海水的高度是相对恒定不变的,这个时期称之为平潮。中国古人很早注意到了潮汐现象,但是曾经也一度对这个现象感到很是费解,一度不知道如何去解释这个现象。但是细心的中国古人还是很聪明的,他们发现了潮汐现象和月球之间存在着某种必然的联系。

早在《山海经》中,就已经提到了月球和潮汐的关系,东汉时期,王充更是直接在他的著作《论衡》中这样写到:“涛之起也,随月升衰。”不过呢,中国古人只是知道潮汐和月球有一定的联系,至于其原理是什么,中国古人没有解答。直到牛顿提出了万有引力定律,拉普拉斯才在数学上证明了潮汐现象的确是由太阳和月亮,尤其是月亮的引力引起的。

生活在海边的人们,一天之内可以看见两次海水的涨落现象,月球正对地球一面的海水,由于受到了月球的引力作用,所以海水会涌起,这就是涨潮作用了,而正好背对月球一面的海水,为什么也会涨起呢?这是因为背面的海水主要受到的是地球的离心力作用,而月球引力在背面一侧影响作用最小,所以背面一侧海水也是涌起,则是涨潮了。而地心和月心连线垂直方向上,海水就会跌落,也就是退潮了。当月球地球太阳近似成一条直线的时候,就会出现大潮,这一般发生于农历的初一或者是十五。

智码社

2019年07月15日

涨潮和退潮主要是由月球引起的。

至于月球是怎么影响涨退潮的呢?就要先了解万有引力定律了,由于海水是可以流动的,所以月球出现在地球任何地方的上空时,都会吸引起当地的水,当月球离开时那被吸起的水就会流走,海水这样的留动就形成了我们看到涨潮落潮的场景了。

月球的引力不只是吸引面向月球那面的海水,连没有面向月球那一面的海水也会被吸引到。但离月球越远的地方,受的引力就越小,所以,地球上靠近月亮的那一面所受的引力比较大,而背面受到的引力相对要小一些,这样我们一天会看到两次潮,也就是潮汐了(在早晨的涨潮叫潮,在晚上的涨潮叫汐)。

好学柏树

2022年04月21日

潮起潮落,不是地球本身造成的,目前科学家所发现的主是,月亮.地球,和太阳之间所发生公转和自转造成。如有新的知识还待发现。月亮是绕着地球转,地球是绕着太阳转。地球也自转。它们这转,就产生了相互作用。互相生存。还产生各种自然现象。其中潮起潮落是自然现象之一。

地外天使讲科学

2019年07月17日·优质科学领域创作者

对于为什么会有涨潮和退潮,是什么原理呢之话题,我个人的观点认为,地球海洋上的涨退潮汐现象的发生,是由地球的自转运动现象所引发的一种惯性自然现象。为什么会这样说呢?


因为,目前科学界对地球海洋上的涨退潮汐现象的发生,传统地认为是由月球的反引力作用所引发的一种自然现象,早已成为大家心目中的共识,不必多谈。事实上是这种情况吗?!科学的问题是在肯定与否定中反复辩证过程而得出的真理,对此传统说法我表示质疑:


一方面,地球与月球是太阳系中的一个行卫系,月球围绕地球的公转运行轨道是由地球巨大的磁场所提供的,地球是月球的母星,是依靠地球的磁场掌控着月球的公转循环运动,月球惯性运行的动力来源是地球的自转运动现象引发的,因而,月球惯性运动的过程不会有反引力作用现象的发生。二方面,从地卫系来看,地球与月球之间的运动,地球是主动性的,而月球是被动性的,只有地球的运动,才会有月亮的惯性运动,如果地球停止了运动,月球也会静止不动的现象,月球这种现象是不会对地球产生反引力作用现象发生的情况。


那么,地球海洋上的涨退潮汐现象到底是如何发生的呢?!我经相关研究认为,地球的自转运动是形成海洋涨退潮汐现象发生的主要原因,因为,地球表面覆盖着70%的液态水体(海洋),地球自东向西自转运动的过程,由于液态水体受地心磁性的吸引力作用而产生水垂直重量的现象,与地壳表层的固态物质不是完全同步的,液态水体(海洋)会有向东滞留的情况发生,由于地球的东边方向会有诸多陆地群西岸,阻止了海洋洋流东移的前进步伐,从而引发海洋东面水域的海水升高现象,此时海洋东面的海水就会呈现出涨潮状态,与此同时,海洋西面的海水就自然会呈现出退潮状态。


随着东面水位升高到一定的程度,洋流向东移的力量将会被升高的水域所抵消,鉴于海洋的海水有重力平衡之物理表现特征,东边高水位的海域将会反向流动,并往海洋西边较低的海域前进,而海洋的西边也有诸多的陆地群体东岸,阻止其洋流前进的步伐,从而,会使海洋西边海域的海水升高而出现涨潮现象,与此同时,东边海域流走的海水而出了退潮现象的发生。上述现象在海洋中的循环反复发生,才形成了地球海洋涨退潮汐的惯性现象。

由此可见,地球海洋上的涨退潮汐现象的发生,是由地球的自转运动现象所引发的一种惯性自然现象。而绝非是由月球的反引力作用所引发的自然现象。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的对,希给个点赞并关注我,可阅读到我相关科学领域前沿上千个的原创答题,欢迎大家一起来讨论和学习。宇明于东莞市。(注:原创作品,版权所有,抄袭必究。)

漫步科学

2020年01月12日

“为什么会涨潮和退潮,是什么原理?”,由于月球和太阳对地球的引力影响,地球表面的海水会发生周期性的升高与降落,这种现象发生在白天被称为“潮”,发生在夜晚则被称为“汐”。

引力与潮汐

万有引力定律告诉我们,任何有质量的物体之间都会存在吸引力,而力的大小和物体的质量以及二者的距离有关。首先来说,距离地球最近的天体就是月球了,月球之所以可以稳定的围绕地球进行公转,正是二者之间引力的作用,由于引力的存在,地球表面与月球表面会产生隆起效应,当这种隆起效应位于海洋时,就会带来海水的起伏变化。

除了月球外,地球还会受到太阳的引力影响,因此太阳与地球之间的引力也会使地球的海水产生起伏变化,不过太阳引力所造成的海水起伏变化并没有月球引力带来的变化大,这是什么原因呢?我们可以分析一下,我们知道大海之所以可以附着在地球上,是由于地球的引力作用,因此在太阳—地球-月球系统中,海水一方面受到地心的引力而附着在地表,另一方面则受到太阳与月亮引力而具有“掉到天上”的趋势,海水的起伏变化其实就是这几种力的相互较量,虽然太阳与地球之间的总引力大于月球与地球之间的总引力,但是由于月球距离地球更近,月球对海洋的引力与地心对海洋的引力差值大于太阳和地心对海水的引力差,科学家发现,引潮力的大小和引潮天体的质量成正比关系,而和这个天体与地球的距离的立方成反比关系,计算表明月球引潮力是太阳引潮力的2.25倍,因此月球对于潮汐现象的作用比太阳更大。

离心惯性力与潮汐

在解释潮汐形成的原理时,我们常常会用到下图中的形式:

在面对这张图时,许多人会有一个疑惑,为什么背离月球的一面依然会产生高潮?我们知道海水的起伏是受到了力的影响,既然背离月球的一面,海水依然产生了隆起,那就必然受到了力的作用,那这个力来自哪里呢?答案是惯性。我们常常说月球围绕地球进行公转,严格来说这句话并不正确,而是月球与地球围绕二者之间的公共质心进行运转,因此月球与地球的运行状态和下图比较接近:

值得注意的是,地球的质量较大,因此质心的位置更靠近地球,通过质量的比值可以计算出,地月之间的公共质心位于地球内部位于距地心4671千米远的地方。通过上图中的模型,我们可以直观的感受到,在背离月球的一面,由于地球围绕地月质心运转,所以会存在离心惯性力,因此这个位置的海水由于具有“远离地表的趋势”,所以也会隆起。同样,在面向月球的一面,依然存在离心惯性力,但是由于月球的引力占据主导地位,所以离心惯性力并不明显。

由潮汐力的产生原因可知,太阳-地球-月球之间不同的位置关系,会产生不同的引潮力,当太阳月球在地球的同一侧时,由于引力的叠加,海洋会产生更大的涨潮,如果太阳与月球分居地球两侧,则涨潮幅度较小。由于月球在围绕地球公转的同时地球也在自转,因此一天之内会发生两次涨潮与落潮。

不仅仅海洋有潮汐

我们知道来自太阳与月球的引力不仅仅会作用在海洋,当这种引力作用在地表时也会使地表产生起伏变化,这种现象被称为固体潮。不过地球的岩石圈不同于液态的海洋,固体潮所产生的起伏变化并不明显。由于固体潮的存在,地球其实处于周期性的变形之中,科学家认为固体潮可能是地球地震的主要动力。同样,固体潮也会作用在月球上,由于潮汐力影响,质量较小的月球已经处于潮汐锁定状态,其自转周转与公转周期相同,所以月球只有一个面朝向地球,而且在潮汐力的作用下月球已经变扁了。

相似的原理,还有大气潮的存在,和海洋潮汐类似,大气潮每天也会产生两次涨潮两次落潮的现象,不过由于空气的密度太小,我们需要精密的仪器才能观察到大气潮现象。最猛烈的大气潮大概就是下图的样子。

总结

潮汐的变化是由于海洋受到了力的作用,这种力主要来自于月球的引力,还有太阳的引力以及地球运转产生的离心惯性力,由于这些力的存在,海洋会发生一定的“隆起”,这就是涨潮的原因,由于大量的海水被“集中提起”,海洋的其他区域则会发生退潮,这就是涨潮与退潮的原理。

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