为什么海洋有潮汐,而湖泊等水体没有产生潮汐?

如题所述

地球表面71%被海洋覆盖,其中一半的海水深度超过3000米。大海看似宁静,其实暗潮涌动。经过长时间的观察,人们发现海水每天都在做有规律的涨落,而涨落的时间和高度呈周期性的变化。于是,人们将海水的这种垂直涨落叫做潮汐。其中海水白天涨落叫做“潮”,夜晚的涨落叫做“汐”,全称潮汐。

早在汉朝时期,我国民众就已观察到潮汐现象同月亮的关系,即有所谓“涛之起也,随月盛衰”的记载。其中的“涛”就是指海水的潮汐现象。

不过,推动海水形成潮汐的成因,还是很复杂的,主要原因是月球、太阳的引力对海水的影响,尤其是月球的引力影响。

潮汐运动是有规律的,地球自转海平面面向月球时,就会涨潮;当海平面背向月球时就退潮。又由于地球自转一圈为一天,因此每天都会出现一次潮涨潮落。

实际上,这种潮涨潮落的深海波浪,周期为12小时25分、振幅约1米,自东向西传播。

当然,波浪的振幅受月球、太阳的合力影响。

当月球、太阳都在地球一边且呈一条直线时,月球、太阳的合力最大,潮汐的水位上涨最高,因此每月会产生两次大潮,一般出现农历初一、十五上下。

当月球、太阳分别在地球两边,且呈直角时,月球对海水的引力与太阳对海水的引力将会抵消一部分,形成的合力也最小,海水振幅也最小,即产生了小潮,同样也是每月两次,一般出现在农历初七、二十二上下。

按照牛顿的万有引力定律:引力的大小与两个物体的乘积呈正比,与两个物体的距离成反比。

尽管太阳质量很大,但月球距离地球要比太阳距离地球更近。经过科学的运算可知,月球对潮汐的作用力比太阳的作用力大两倍左右。

月球所产生的最大引潮力,可使海平面上升0.563米左右,而太阳的引潮力则可以使海平面上升0.246米左右。

这个模型是建立在假设地球全部被海洋覆盖的基础上的,实际上地球的表面并非全部被海水覆盖,加上海水的内摩擦、海岸的阻碍、海底和港湾地形的千差万别,以及气压、地球磁场等的变化等因素,使得潮汐的高度、涨潮的时刻以及持续的时间将变得很复杂。

对于一些湖较小的水体而言,如泊、江河等,潮汐的振幅就没那么明显了,原来这是因为这些地方,根本就没有足够的水来产生足以克服地球重力的水压。

实际上,海洋潮汐中蕴藏着巨大的能量。涨潮时,大海具有十分巨大的动能,随着海水水位的升高,这些动能转化成势能;

退潮时,海水又流回大海,海平面水位降低,大量的热能又转化为动能。

潮涨潮落过程中的这些能量统称潮汐能。

全世界的海洋能的总储量十分巨大,这些能量的产生与在地球自转、公转及月球围绕地球公转有关。

因此,潮汐能是一种取之不尽、用之不竭的能源。假如加以合理利用,将成为一种绿色新能源。

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第1个回答  2017-08-18

地球上的海洋潮汐是如何形成的?我们通常了解到的是因为月球的引力作用在地球上,从而导致引力的不平衡——地球靠近月球的一侧受到的月球引力最大,而远离月球的那一侧引力最小。这样的结果就是把海洋拉伸成沿地球两侧隆起,最终形成了潮汐。

然而,这种引力差异并不意味着月球“拉伸”海洋。如果这就是海洋潮汐的原理,那为什么湖泊、池塘以及装在杯子里的水没有产生潮汐作用?事实上,很多人都误解了产生潮汐的根本原因。当然,潮汐作用确实是海洋沿地球两侧隆起导致的,但并非是月球引力差直接造成的。那么,海水隆起的真正原因是什么呢?

通过计算可知,在地球上的任何一点,作用在地球上的月球引力比地球自身的重力弱1000万倍。因此,地球朝向月球的一面和背向月球的一面之间的引力差异很小。事实上,地球的潮汐隆起是月球、地球和太阳之间的复杂引力作用的产物。而总体效果更多的是“推”而不是“拉”地球上的水。

虽然地球上的每一滴水确实被月球的引力所吸引,但是由于地心引力内向的拉力太强,所以月球的引力在分子水平上的效应并不明显。然而,关键是海水大约占地球表面的71%,并且全球海洋都是连通的,这使得每个水分子上的力叠加在一起就能达到相当可观的水压力。

地球两极附近的水分子主要被拉向地球的重心(靠近其核心),最接近月球的水分子(在地球赤道上)受到了最强的月球引力作用。同时,距离月球最远的水分子受到最弱的引力作用。

由于水分子可以很容易地相互碰撞,这些无数微小的碰撞叠加在一起的宏观表现就是把海水从两极挤压出来。这种全球水压力对抗地球的重力,形成两个隆起——潮汐。因此,海水并不是被引力拉伸而直接隆起。海洋沿着地球-月球方向隆起,这就如同用手挤压灌水气球,它的两侧将会凸起。

对于诸如湖泊等较小的水体而言,没有明显的潮汐隆起,这是因为它们缺乏足够的水来产生可以显著克服地球重力的水压。

另外,太阳的引力也会影响潮汐,约占这一现象的三分之一。当太阳的引力与月球的相抵消时,会导致低于平均水平的小潮。当太阳与月球成一条直线时,会引发大潮。

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第2个回答  2021-01-09

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