潮涨潮落的主要原因是什么(涨潮退潮和月亮的关系)

先说结论:地球上的水涨来涨去就那么多,还是在海洋这个大盆子里。高潮和低潮都不是多余的水,而是一个盆里的水。这里高,那里低,这里跌回去,那里又涨起来,这样来回折腾

潮涨潮落的主要原因是什么(涨潮退潮和月亮的关系)插图

先说结论:地球上的水涨来涨去就那么多,还是在海洋这个大盆子里。

高潮和低潮都不是多余的水,而是一个盆里的水。这里高,那里低,这里跌回去,那里又涨起来,这样来回折腾。

那么潮水是从哪里来的,或者说又回到了哪里?

地球是一个直径为12756公里的大球。这个球由几层组成,即大气圈、水圈、地壳、地幔和地核。

水圈是占地壳71%的河流、湖泊和海洋,主要是海洋。地球的引力将水牢牢地吸在地壳上。

但是,地球是旋转的,受月球、太阳等天体引力的影响,这就意味着水不可能一直保持平静的状态,一定会呈波浪式起伏。

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潮起潮落是地球自转和引力摄动的结果。

引力是我们这个世界最基本的四种力之一,它遍及宇宙的每一个角落,任何物体之间都存在引力。

我们受到太阳引力的约束,不得不围着太阳转;而月球受到地球引力的约束,所以要绕着地球转。

这些引力必然会对地球上的物体产生影响。

万有引力定律表示为:f = GMM/r 2。

其中,f代表重力值,g为重力常数,约为6.67 X10-11n·m ^ 2/kg ^ 2;m是两个相互作用的物体的质量;r是物体粒子间的距离。

该定律指出,重力与物体之间的质量乘积成正比,与距离的平方成反比。也就是说,距离越近,引力越大,距离越远,引力会呈指数递减。

所以,虽然太阳的引力很强,但人和各种物体因为离地球太近,仍然被牢牢地吸引到地球表面。同样,由于太阳距离地球1.5亿公里,月球平均距离地球38.4万公里,因此地球和月球之间的引力相互作用比太阳更明显。

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引力派生出了引潮力,这才是涨潮落潮的根本原因。

重力是对整个物体的拉力,而潮汐力是由重力导出的对物体不同部位的拉力。

星球是一个圆,重力落在星球的不同地方,这样重力就不一样了。这就是潮汐力。

引潮力与重力有些不同,它与距离的关系更加敏感和密切。

引潮力公式:F1 = GMM/R 3

其中F1是潮汐力值;g是引力常数;m是引潮力天体质量;r是作用在引潮力上的天体之间的距离。

从公式中可以看出,引潮力比重力衰减得更厉害,它以立方指数衰减。

因此,当距离较远时,天体之间的引潮力并不明显。随着距离的拉近,变得越来越厉害,甚至极端。

潮涨潮落的主要原因是什么(涨潮退潮和月亮的关系)插图(3)

引潮力极端临界点就叫“洛希极限”。

所谓“罗氏极限”,是指当两个天体接近临界点时,引潮力会将其中一个天体撕裂开来。

人们认为,当一个小天体接近土星并达到洛希极限时,土星光环由土星潮汐力撕裂的碎片组成。

引潮力实际上是一种在总引力作用下,对星球不同部位表现出不同拉力,使星球变形的力。

地球月球上的引潮力已经有这种作用,但由于月球是一个坚硬的岩石外壳,引潮力引起的形变并不明显,人眼除了用精密仪器测量外是看不到的。

地球到刚体罗氏极限的距离是9495665米,流体到罗氏极限的距离是18261459米。实际上,地球和月球之间的距离远没有达到洛希极限,所以地球的潮汐力不会损坏月球的刚体外壳。

重力是相互的,月球当然对地球有引潮力,而地球的大气圈和水圈是流体,所以引潮力造成的变形是显而易见的。

所以高潮和低潮都是潮汐力造成的变形。

其实潮起潮落的不仅仅是水,还有大气,这里就不说了。

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地球的潮涨潮落主要是受月球影响。

月球到太阳的距离要近得多,大约只有太阳到地球距离的390倍。

根据引潮力的距离立方衰减,月球的引潮力比太阳大得多。据估计,月球的引力潮是太阳的2.2倍。

因为地球自转,月球正对的地方,那个地方的水被月球的引潮力拉上来,而不正对的其他地方的引潮力比较小,会往引潮力大的方向流。

这样,月球正对的地方会涨潮,海水涨得更高,而不正对的地球两边的水就会下降,变成落潮。

潮涨潮落的主要原因是什么(涨潮退潮和月亮的关系)插图(5)

那么背对着月球的地球另一面为什么也会涨潮呢?

本来地球背对月球的另一面由于引力变得最小,对海水的拉力也小。再加上地球自转的离心力,水被倒掉了,也出现了同样的涨潮现象。

地球每天自转一周,所以每个海域都有两次高潮和低潮。但是,由于月球也是绕着地球转的,这种复杂的运行机制不会一天两次那么精确。

因此,地球的涨潮和落潮主要受月球引潮力的影响,是此起彼伏的现象。水还是那些水,在海洋的大盆里一个接一个的自得其乐。

潮涨潮落的主要原因是什么(涨潮退潮和月亮的关系)插图(6)

除了月球,太阳和其他行星对地球也有一定的引潮力影响。

虽然太阳对地球的引潮力没有月球大,但影响是显而易见的。

这种效应在太阳与月球和地球处于一条直线上时最为明显,在处于三角形位置时也最为明显。

农历十五和初一没有月亮的时候,太阳基本上和月亮、地球在一条线上。这个时候是太阳和月亮潮汐力的叠加,是潮汐最大的时候,称为大潮。

世界上观潮的时间基本都在这个时期左右,比如钱塘潮。

在农历七月的第七天、第二十二天和第二十三天,月亮移动到与地球和太阳成三角形的位置。此时月球和太阳对地球的引潮力相互拉散一部分,所以是潮汐最少的时候,称为小潮。

这也是阴历最有用的地方,因为阴历本来就是按照满月来定的。

火星、木星、金星等行星对地球也有一定的引潮力,但影响比较小,一般忽略不计。

月球对地球的引潮力约占68%,太阳约占31.4%,其他行星加起来约占0.6%。

这就是潮汐的起源和过程。

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