退潮时间表2022年11月(涨潮退潮时间表)

说明:本文内容均摘自美国科普作家菲利普·普莱斯的科普著作《这就是天文学》。

第一，一天总有两次高潮和两次低潮▼

如果每次有人问我潮的时候我都能赚到五个硬币……那我就只有一堆五分硬币了。

人们对潮汐有许多错误的想法。任何在海滩上呆过一天的人都会知道什么是潮汐。涨潮和落潮之间的海平面高度差是相当大的。然而，潮汐现象的细节有点不可思议。比如一天基本上有两次高潮和两次低潮。总有人问我这种现象的问题。大多数人都听说过是月球的引力导致了潮汐，那么为什么每天会有两次高潮呢？月亮高的时候不应该有高潮，月亮在地球另一边的时候不应该有低潮吗？

当我第一次写关于潮汐的网页时，我找不到任何合理的信息来源，现在我为这本书查找有关潮汐的信息。不同的网页，不同的书对潮汐有不同的解释。有些解释一开始还挺有道理，后来就说了明显不对的话；有些解释一开始胡说八道，后来越来越离谱。大多数解释在这一点上接近正确答案，指出潮汐现象取决于许多因素。更糟糕的是:我写完了这一章的草稿，甚至还提交给了编辑，才意识到自己写的东西完全错了！你现在看到的版本是正确的。也很有意思。即使是能正确解释潮汐现象的人，也很少深入探讨。潮汐现象影响深远，不仅导致月球自转与其绕地球轨道同步，还会引发木卫一上的火山活动。潮汐力如此巨大，甚至可以将整个星系被更大的星系撕成碎片。

当天文学家谈论潮汐时，他们通常不是指海水的运动。我们用“潮汐”这个词来指潮汐力。潮汐力是一种类似重力的力。其实和重力有关。我们从蹒跚学步时就第一次感受到了重力的存在。随着年龄的增长，我们对重力的感受越来越深。对我来说，早上起来似乎越来越难，但是掉东西却越来越容易。有时候我甚至在想，地球对我的引力是不是一天比一天强。

当然，这是不可能的。重力不随时间变化。作用在物体上的引力只与两个因素有关:物体的质量和物体与地球的距离。

任何有质量的物体都会受到重力的影响。你有，我有，星球有，一根羽毛也有。我可以稍微“报复”一下地球的引力，因为在地球吸引我的同时，我也在吸引地球。我对地球的吸引力当然可以忽略不计，但确实存在。一个物体的质量越大，它产生的引力就越大。地球的质量比我的大很多(差不多78 000 00000 0000 0000倍，但是谁这么无聊真的算)，所以地球对我的吸引力比我大很多。如果我远离地球，地球引力就会减弱。事实上，引力的减弱与距离的平方成正比。也就是说，如果我和地球的距离变成现在的两倍，那么引力的减弱就是2的平方，也就是2x2=4倍；如果我与地球的距离变成现在的三倍。那么引力的减弱就是3×3 = 9倍，以此类推。

但不代表我爬一个比我高一倍的梯子，我感受到的重力就会变成原来的四分之一！当我们测量一个物体到地球的距离时，不是指物体到地球表面的距离，而是到地心的距离。几百年前，17世纪的哲学家和科学家牛顿用数学工具向我们展示了，在考虑距离时，你可以想象地球的所有质量都集中在它中心的一个小点上。在计算任何物体的引力时，我们用的距离就是它到地心的距离。

地球的半径大约是6400公里，所以如果我想把到地球的距离增加一倍，我就要坐火箭上天:我需要去地球表面以上6400公里的Tai 空，基本上是地球高度和到月球距离的六十分之一。只有在那个地方，我才能感觉到我的重力变成了现在的四分之一。这种减肥方式真的看起来有点极端。

因为月球比地球小得多，轻得多，如果你站在月球表面，你感受到的重力将是地球上的六分之一。这还是一个相当大的拉力。当然，由于月球离我们很远，它对地球上物体的引力要小得多。月球绕地球轨道的平均半径为384000公里。在那个距离上，月球对我们的引力几乎是月球表面引力的五十分之一，所以我们根本感觉不到。

但这种引力依然存在，宇宙引力永远不会完全消失。虽然月球产生的引力对于地球上的物体来说相当微弱，但它还是张开了它看不见的手，抓住了我们的星球，拉着它。

因为月球对地球的吸引力随着距离的增加而减小，所以对地球产生了有趣的影响。在地球上，靠近月球的一侧感受到的月球引力比远离地球的一侧感受到的要大。距离的不同——也就是地球的直径——导致了月球引力的不同。靠近月球的一侧感受到的月球引力比远离月球的一侧感受到的月球引力强6%左右，这种引力的差异会把地球撕裂。因为月球在地球两侧的引力不同，所以我们称之为引力差。

引力是一种引力，所以月球产生的引力总是指向月球的拉力。因此，读者可能会认为，由于月球附近的地球感受到了更强的拉力，水面可能会上升，所以出现了涨潮现象。在地球的远侧会发生落潮，可以理解为水面被压平，因为来自月球的引力虽然弱，但仍然指向月球。

但是我们知道这是错误的。一天总有两次高潮和两次低潮。这意味着，在任何时间点，地球的远侧都会出现高潮。这怎么可能呢？

二。一天两次高潮两次低潮的原因▼

显然，重力差不足以解释潮汐现象。为了得到答案，我们需要再次回头看月亮。

请允许我暂时运行一个问题。

几年前，我的两个好朋友本和尼基结婚了。他们让我当时只有三岁的女儿佐伊做花童。这是一个非常漂亮的婚礼，然后我们所有人都在婚宴上跳舞。佐伊想和我跳舞。作为一个骄傲的父亲，我怎么拒绝呢？

所以，我牵着她的小手，我们绕着圈子跳舞。跳舞的时候，我得向后仰一点，确保我们不会摔倒。我和她一起转圈的时候，也注意到她脚步在地板上画的圈很大，而我画的圈很小。因为我当时的体重是她的5倍，所以她画的圈是我的5倍大。

那么这个故事和潮汐有关系吗？太切题了。我和佐伊的小舞就像是地球和月球之间探戈舞蹈的迷你版。地球和月球不像我们这样牵着手，但它们之间有引力。就像我和佐伊一样，地球和月亮同时在旋转。

月球的质量是地球的八十分之一，所以月球对地球的作用是地球对月球的八十分之一。就像我女儿在舞池里画一个大圈，我画一个小圈，月亮绕着地球转一个大圈，地球也绕着一个小圈。

这意味着月球和地球实际上是围绕它们之间的一点运行的。可以认为地球一月系统的所有质量都集中在这一点上。我们称之为质心，或者严格来说，质心。因为地球的质量是月球的80倍，所以地球-一月系质心到地心的距离是其到月球中心距离的八十分之一。也就是离地心4800公里左右，或者说地表以下1600公里左右。如果你从Waitai 空看我们的地球，你会发现它绕着一个点做一个小的轨道运动，一个月转一圈，这个点在地表下1600公里。换句话说，地球的质心(基本上是地球本身的中心)绕着地月系的质心运行，每个月画一个小圆。

这种现象产生了非常有趣的影响。为了说明这一点，请读者想想Tai 空站的宇航员。它们可以自由漂浮，仿佛不受重力影响。事实上，他们感受到的重力几乎和我们在地球表面感受到的一样强烈；毕竟他们离我们只有几百公里，和地球6400公里的半径比起来根本不算什么。宇航员能漂浮是因为他们处于自由落体状态，地球吸引他们，所以他们会落到地球上。但同时它们又有很高的切向速度，可以说会一直错过地球，无法在上面着陆。它们围绕地球运行，轨道曲率与地球一致。所以他们一直在做向地心的自由落体运动，但是离地球表面的距离从来没有变过。

如果一个在Tai 空空站的宇航员给自己称重，体重秤显示的数字将是零，因为她正在向地心自由落体。重力作用于她，但她感觉不到。对于在圆形轨道上运动的物体，情况总是如此。

但是要记住，地球的中心也是绕着地月系统的质心运行的。所以，虽然地心受到来自月球的引力影响，但如果有人站在地心，他就感受不到这种引力。他会处于自由落体的状态！

但是，当月球空时，地表以上的人可以感受到来自月球的牵引力。站在地球背面的人也能感受到这种力量，只是力量较弱。但是，由于在地心对月球引力的感知为零，所以我们可以以地心为参照物来测量月球的引力。月球附近的人会感觉到这个来自月球的重力指向月球，而地球中心的人不会感觉到任何重力(记住，此时人处于自由落体状态)。然而，在地球远侧的人们比在地球中心的人们感受到的对月球的引力要小。然而，什么力小于零呢？是一种消极的力量；换句话说，它是一个方向相反的力，指向远离月球的方向。

在重力的作用下，某物可以感受到与重力方向相反的力——这似乎是一个矛盾的结论，但在这种情况下，是因为我们是以地心为参考点来测量重力的。这样做，我们真的在地球的远侧得到一个远离月球的力。

作用在地球上、来自月球的引力，永远会“指向”月球。力随着距离的增加而减小，所以地球近月侧的引力比远月侧的引力强。如果以地心为参考点，地球远离月球的一面实际上感受到了一个远离月球的月球引力，而在靠近月球的一面，月球引力仍然指向月球。结果地球被两面撕裂，导致了地球上一天两次的潮汐现象。▼

这就是为什么地球上一天有两次高潮。地球近月面有一个指向月球的净力，远月面有一个偏离月球的净力。地球上的水受到这些力量的影响，导致地球两侧同时出现高潮。在这两次高潮中间是低潮，当然还有两次低潮。当地球上的一点转到潮汐隆起(也叫潮波和隆起)发生的地方，水面就上升了。几个小时后，当地球自转超过圆周的四分之一时，该点处于低潮，水面下降。再转四分之一圆周，涨潮又来了。周而复始，涨潮退潮交替，每6小时左右变化一次。

然而，实际上这个周期并不完全是6个小时。如果我们能让月亮保持静止，我们确实会每天感受到两次潮汐，每12小时一次。然而，正如我们在上一章中看到的，月亮每天出来的时间都比前一天晚一个小时，因为在地球旋转的同时，月亮也在绕着地球转。月亮一直绕着地球转，我们每天都要多转一点才能赶上它。所以对于地球上的我们来说，两次月出的时间间隔不是一天24小时，而是25小时左右，也就是说两次涨潮的时间间隔更长，是25小时的一半，也就是12.5小时。所以每天的潮起潮落时间都不一样，每天相差半个小时左右。

题外话:大多数人认为只有水才会受到潮汐力的影响。这是不对的。事实上，地面也会受到潮汐力的影响。我们坚固的表面其实并没有那么坚固，而是可以弯曲变形的(问问经历过地震的人就知道了)。来自月球的潮汐力实际上作用于地球表面，使地球表面每天上下浮动约30厘米。你不会有这种感觉，因为它发生的很慢，但确实发生了。引潮力的作用甚至影响到大气。空气体比水更容易流动，所以大气在潮汐力的作用下运动更剧烈。所以，下次有人问你地面是不是在晃动，你可以告诉他是在晃动，大概三分之一米。

顺便提一下，关于潮汐还有一个常见的误解。有人认为潮汐会直接影响人体。经常听到一种观点，人体大部分是水做的，水是对潮汐力有反应的。但我们可以看到，这种想法其实有点蠢。首先，空气体和固体地球也受到引潮力的影响。但更重要的是，人类太小了，无法被我们的潮汐力感知和注意到。地球会受到潮汐力的影响，因为它非常大，直径有几千千米。在这种情况下，来自月球的重力可能会在地球两侧产生不同的值。即使一个人身高两米，他从头到脚能感受到的重力差异也只有0.000 004%。作用于地球两侧的潮汐力比作用于人的潮汐力强100多万倍。因此，作用在人身上的潮汐力显然太小，不能忽略。其实比起人体站立时受到的自然压力，潮汐力真的不算什么。重力对你的压缩远远大于潮汐力对你的拉伸。即使是五大湖也很难感受到潮汐，比如五大湖。它们处于“高潮”和“低潮”之间，湖面高度差只有4 ~ 5cm。对于较小的湖泊，差异就更小了。

三。太阳对地球潮汐的影响▼

虽然前面的内容已经很复杂了，但是很神奇的是我们还没有全部讨论完。月亮在潮汐的产生中只起了一半的作用。嗯，其实是三分之二的效果，另外一个来自太阳。

太阳的质量比月球大得多，所以太阳的引力比月球强很多倍。然而，太阳和我们之间的距离比月亮和我们之间的距离要长得多。地球绕着太阳转，就像月亮绕着地球转一样，原理是一样的。地球受到太阳的引力，同时也受到向心力。如果读者计算一下，他们会发现来自太阳的潮汐力几乎是来自月球的潮汐力的一半。在潮汐力的游戏中，质量很重要，但距离更重要。地球上离我们较近的较轻的月亮产生的潮汐力比离我们较远的较重的太阳产生的潮汐力大。在作用于地球的所有潮汐力中，三分之二来自月球，三分之一来自太阳。

地球始终处于与月球和太阳的复杂拔河游戏中。有时，来自太阳和月亮的引力位于同一条直线上。上一章关于“月相”我们提到过，当月亮靠近太阳时，就是新月；在地球的另一边，是满月。无论是新月还是满月，来自月球的潮汐力和来自太阳的潮汐力都在同一条直线上(因为，别忘了，高潮现象是在地球两侧同时发生的，所以和你在地球哪一侧无关)，我们会在这一刻看到非常高的高潮。同时也意味着退潮更大，我们会看到更低的退潮。它们统称为春潮。

当太阳和月亮在天空中成90度角空时，作用在地球上的力部分相互抵消，于是我们看到了低潮和低潮(就像退潮和涨潮一样)。它们统称为小潮汐。

更重要的是，由于月球绕地球运行的轨道是椭圆形的，有时月球与我们的距离比其他时候更近，所以月球的引潮力比其他时候更强。地球绕太阳的轨道也是椭圆的，所以当我们& # 34；当它最接近太阳的时候(每年1月左右)，也会得到更夸张的潮汐。如果这两个事件——月球在近地点，地球在近日点——同时发生，我们将会得到历史上最强的潮汐。当然，这个超级“潮”不算太大，只是比平时高了几个百分点。但是读者可以看到，潮汐现象是非常复杂的，潮汐力总是在变化的。

四。潮汐效应对地球和月球自转的影响▼

然而，我们不能就此结束。还有一种现象更微妙，但影响深远。

我前面提到过，地球绕地轴转，月球绕地球转。在潮汐力中，对海水的作用是迅速的，在月球下和地球的另一面，海面升得很高。但是地球总是自转的，自转速度(一天一次)比月球绕地球一周(一个月一次)快。地球上的海平面在月亮下面上升，但在地球自转的影响下，它向前冲，总是在月亮的正下方。被称为潮汐隆起(潮汐波，隆起堆)的海水“堆”并不直接指向月球，而是始终指向月球前方的一个点。

所以想象一下这个画面:潮汐隆起的峰值其实落在地月中心两点指定的直线之外，略“靠前”。这个凸起有质量——不大，但还是有质量。因为它有质量，它有引力，所以对月球有拉力。这种拉力使月球沿着它的轨道向前加速。这种拉力的作用就像一个小火箭，推动着月球前进。如果你把一个做圆周运动的物体向前推，它会进入一个更高的轨道，也就是它的轨道半径会增大。因此，随着地球潮汐抬升拉着月球前进，月球与地球的距离越来越远。人们已经精确地计算出了这一现象的数据。与一年前相比，月球到地球的距离增加了大约4厘米。一年后，这个距离会增加4厘米，年复一年。

地球自转(一天一次)比月球绕地球公转(一个月一次)快。在地球上，月球引起的潮汐隆起受地球自转的影响，位于月球方向的前方。反过来，这种潮汐隆起也作用于月球，使月球绕地球旋转的速度加快，导致月球以每年4厘米的速度离开地球。与此同时，地球自转也变慢了▼

当然，月球对潮汐隆起也有拉力。如果隆起在月球前面，也就是说月球在隆起后面(相对于地球自转方向)。这意味着月球对隆起的拉力是向后的，减缓了隆起的速度。因为隆起和地球其他部分的摩擦，月球对隆起的减速实际上是在减缓地球的自转！这使得我们的一天越来越长。同样，这种变化极其微小，但可以测量。

除了月相变化之外，月球最显著的特征是它面对我们的一面永远不会改变(详见第三章)。这是因为月球绕月轴自转的周期与月球绕地球公转的周期时间是一致的。这个时间似乎是一个神奇的巧合。但事实并非如此。这是由潮汐力引起的。

每当，月球的引力作用在地球上，引起潮汐，地球对月球也有同样的潮汐作用。但地球对月球的潮汐力是月球对地球的潮汐力的80倍，因为地球的质量是月球的80倍。地球上的各种引潮力作用在月球上也存在，但作用更快更强。

一股巨大的潮汐力施加在地球上，将月球撕裂。月球上有两个潮汐隆起，就在它坚硬的岩石上面。月球刚形成时，比现在离地球近，自转速度更快。地球对月球的引潮力作用形成的潮汐抬升，使得月球的自转速度开始变慢，就像地球的潮汐抬升一样。因为月球正在远离地球，所以它的自转也在同时变慢，直到月球的自转周期与其绕地球的自转周期重合(换句话说，月球上的一天相当于地球上的一个月)。此时，月球和地球的潮汐隆起正好在一条直线上，月球的自转周期变得稳定；也就是说，月球的自转不再变慢。

这就是为什么月球面对地球的一面总是固定的。月亮自转，但这一切都是潮汐力“争取”的。这不是巧合，这是科学！

也请记住，地球的自转正在减慢。正如月球在很久以前经历的那样，最终地球的自转将会减慢到这样一种程度，即地球上的潮汐隆起正好位于地球和月球之间的中点所定义的直线之上。那时，月球将不再拉回地球的潮汐隆起，地球的自转也不再减慢。到那时，地球上的一天将会有一个月那么长(同时，随着月球与地球距离的增大，意味着“月”会更长，约为40天)。在那个遥远的未来，如果你站在月球上看地球，你会看到地球永恒的一面，就像我们现在在地球上看到月球永恒的一面一样。

这种由引潮力引起的变化被称为潮汐演化，对地球和月球产生了深远的影响。当地球和月球年轻时，它们之间的距离更近，旋转速度比现在更快。然而，经过数十亿年的相互作用，情况发生了巨大的变化。

一旦地球自转与月球同步，地月系统的潮汐演化将不复存在。然而，那时来自太阳的潮汐力仍将存在。也会影响到地月系统，但是等到这种情况发生的时候，太阳已经开始蜕变成红巨星了，地球和月球都会直接被烧成灰烬。那时候我们要面对的麻烦比潮汐力严重多了。

动词 （verb的缩写）引潮力对其他星系的影响▼

当然，我们的地球不是唯一有卫星的星球。以木星为例。它有几十个卫星。木星作用在其卫星上的潮汐力令人毛骨悚然，因为木星的质量是地球的300多倍。小木卫一围绕木星运行，与木星中心的距离与月球到地球中心的距离相同。因此，它的潮汐力是月球潮汐力的300倍。木卫一也被木星潮汐锁定，也就是说它每绕木星一周自转一周。如果你能站在木星表面观察木卫一，你将永远看到它固定的一面。

但是木星有很多卫星，有些卫星不小。以木卫三为例，它其实比水星还大！所有这些卫星也有相互作用的潮汐力。当一颗卫星经过另一颗卫星时，引力差会挤压和拉伸它们，使它们都变形。

你有没有玩过金属衣架，很快就把它折起来？金属会变热，甚至会烫伤你。木星的卫星变形时也会发生同样的现象。压力的变化会导致卫星内部升温，这种现象甚至会让木卫一内部热到融化。和地球一样，木卫一内部的熔岩会冲破地表喷发，形成巨大的火山。1979年，旅行者1号探测器掠过这颗伤痕累累的卫星时，首次发现了一座火山的存在。此后，更多的火山被发现，在这颗可怜的卫星上似乎总是有火山爆发。

潮汐引起的摩擦也会使其他卫星升温。木卫二显示了在其冰冻表面下存在液态海洋的证据。液态水很可能是卫星经过木卫二时引潮力产生的热量造成的。

如果我们看得更远，我们会看到更多的潮汐力现象。有时候，宇宙中的两颗恒星会互相围绕对方旋转，形成连体星。如果这两颗星靠得很近，在引潮力的作用下会变成椭圆形。如果它们靠得更近，它们之间甚至会发生物质交换，气体会从一颗恒星流向另一颗恒星。这会改变恒星的演化过程，影响其衰老。有时，如果连体恒星中有一颗是小而致密的白矮星，来自另一颗正常恒星的气流会包裹在白矮星表面。当足够多的气体聚集在白矮星表面时，它会突然发生宇宙核爆炸。这种爆炸非常强大，可以将白矮星撕成碎片，产生巨大的超新星。这颗超新星每秒钟释放的能量可以等于我们的太阳一生释放能量的总和。

我们可以迈出更大的一步，采取非常宏观的视角。整个银河系也受到潮汐力的影响。星系是由引力聚集在一起的数十亿颗恒星的巨大集合，有时它们会与其他星系擦肩而过。一个经过的星系和另一个星系之间的引力差异不仅可以挤压和扭曲整个星系，甚至可以将其撕裂。有时候，就像连体恒星系统一样，质量较大的星系从质量较小的星系中攫取了大量的物质——恒星、气体和星际尘埃。这种现象被称为星系吞噬。这在宇宙中并不是罕见的现象。有证据表明，我们的星系以前也这样做过。事实上，我们此刻正在与一个叫做人马座矮椭球星系的小星系发生碰撞。这个星系穿过银河系中心区域，在这个过程中。它的恒星被我们更大更重的星系吸收了。

所以，下次你去海边，花点时间想想你面前正在发生的事情。潮汐力的作用不仅使海水涨落，还延长了我们的一天，把月球推得越来越远，制造火山，吞噬恒星，猛烈地撕裂整个星系。当然，因为潮汐力的存在，我们更容易在海岸线上找到漂亮的贝壳。有时候，把宇宙作为一个整体来思考真的很令人兴奋，但在其他时候，只是踩在潮湿的沙子上玩耍也很好。

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