[转贴]潮汐的成因

梭鱼发表于 2007-9-13 11:07

一、   潮汐的成因<?XML:NAMESPACE PREFIX = O /><O:P> </O:P>海水的涨落现象是由诸多复杂因素决定的，经研究表明，潮汐产生的原动力，是天<O:P> </O:P>体的引潮力，即天体的引力、地球与天体相对运动所需的惯性离心力的向量和。其<O:P> </O:P>中最主要的是月球的引潮力，其次是太阳的引潮力。 <O:P> </O:P>本章仅从航海实际需要出发，扼要地利用平衡潮理论（静力学理论）分析潮汐的基<O:P> </O:P>本成因，并对调和常数分析法作简单扼要的介绍。 <O:P> </O:P>平衡潮理论是牛顿创立的，所谓平衡潮是指海水在引潮力和重力作用下，达到平衡<O:P> </O:P>时的潮汐。 <O:P> </O:P>为了使问题简化，作以下两个假设：<O:P> </O:P>1、整个地球被等深的海水所覆盖，所有自然地理因素对潮汐不起作用；<O:P> </O:P>2、海水没有摩擦力、惯性力，外力使海水在任何时候都处于平衡状态。下面以月引潮力为例来分析潮汐的成因： <O:P> </O:P>㈠     月球的引力<O:P> </O:P>根据万有引力定律，有：<O:P> </O:P><IMG height=43 src="http://jxcg.whut.edu.cn/jxcg/jxcg-add1/cai/cai/files/%A1%B6%BA%BD%BA%A3%D1%A7%A1%B7/distance%20education/%BD%CC%D1%A7%BB%EE%B6%AF/tide%20and%20ocean%20current/tide&c82.gif" width=104 v:shapes="_x0000_i1025"> <O:P></O:P>式中：mM  —— 月球质量；            mE —— 地球质量；<O:P> </O:P>R —— 地月中心距离；         k —— 万有引力系数。<O:P> </O:P>而地球表面上至月球中心距离为X的单位质点P所受的引力为：<O:P> </O:P><IMG height=154 hspace=12 src="http://jxcg.whut.edu.cn/jxcg/jxcg-add1/cai/cai/files/%A1%B6%BA%BD%BA%A3%D1%A7%A1%B7/distance%20education/%BD%CC%D1%A7%BB%EE%B6%AF/tide%20and%20ocean%20current/tide&c83.jpg" width=252 align=left v:shapes="_x0000_s1026">          <IMG height=43 src="http://jxcg.whut.edu.cn/jxcg/jxcg-add1/cai/cai/files/%A1%B6%BA%BD%BA%A3%D1%A7%A1%B7/distance%20education/%BD%CC%D1%A7%BB%EE%B6%AF/tide%20and%20ocean%20current/tide&c84.gif" width=88 v:shapes="_x0000_i1026"> <O:P></O:P>所以：（如图5-1-1所示）<O:P> </O:P>月球引力的方向：均指向月心；<O:P> </O:P>大小：与天体的距离的平方成反比。 <O:P> </O:P>㈡  惯性离心力<O:P> </O:P>月球绕地球公转，严格地说，应是月心绕月、地公共质心旋转。其周期约为27.3<O:P> </O:P>日。由于地球质量远比月球质量大，经计算，公共质心位于月心与地心连线上，且<O:P> </O:P>距地心0.73 R(R为地球半径)处。地球绕公共质心平动时，产生惯性离心力。 <O:P> </O:P><IMG height=167 hspace=12 src="http://jxcg.whut.edu.cn/jxcg/jxcg-add1/cai/cai/files/%A1%B6%BA%BD%BA%A3%D1%A7%A1%B7/distance%20education/%BD%CC%D1%A7%BB%EE%B6%AF/tide%20and%20ocean%20current/tide&c85.jpg" width=232 align=left v:shapes="_x0000_s1027">如图5-1-2所示：<O:P> </O:P>地球表面上各点的惯性离心力为：<O:P> </O:P>方向：均背向月球，且彼此平行；<O:P> </O:P>大小：均相等。  <O:P> </O:P>㈢     月引潮力和月潮椭圆体<O:P> </O:P>如图5-1-4所示： <O:P> </O:P>月引潮力即为月球的引力和月、地公转惯性离心力的矢量和。<O:P> </O:P>月引潮力使地面海水涌向向月和背月的地方，形成高潮；<O:P> </O:P>而在与向月和背月经差相差90o处，海水因受引潮力的作用而流走，形成低潮，从<O:P> </O:P>而形成一个长轴指向月球的月潮椭圆体（如图5-1-5所示）： <O:P> </O:P><IMG height=176 hspace=12 src="http://jxcg.whut.edu.cn/jxcg/jxcg-add1/cai/cai/files/%A1%B6%BA%BD%BA%A3%D1%A7%A1%B7/distance%20education/%BD%CC%D1%A7%BB%EE%B6%AF/tide%20and%20ocean%20current/tide&c86.jpg" width=264 align=left v:shapes="_x0000_s1029"><IMG height=174 hspace=12 src="http://jxcg.whut.edu.cn/jxcg/jxcg-add1/cai/cai/files/%A1%B6%BA%BD%BA%A3%D1%A7%A1%B7/distance%20education/%BD%CC%D1%A7%BB%EE%B6%AF/tide%20and%20ocean%20current/tide&c87.jpg" width=276 align=left v:shapes="_x0000_s1028"><O:P> </O:P> <O:P> </O:P> <O:P> </O:P> <O:P> </O:P> <O:P> </O:P> <O:P> </O:P>对地球上某点A而言，P为地极，A 1 , A 2 ,A 3 , A4分别表示地球表面上任意一<O:P> </O:P>点A随着地球自转中的四个位置。<O:P> </O:P>A 1 点，月球在该点的上中天，该点海面水位升到最高，产生该地当日第一次高潮；<O:P> </O:P>当地球自转到A 2点时，海面水位下降到最底，产生该日当地第一次低潮；<O:P> </O:P>当地球自转到A 3点时，即月下中天，海面水位再次升到最高，即产生该地当日第<O:P> </O:P>二次高潮；<O:P> </O:P>当地球自转到A 4点时, 海面水位再次下降到最底,则发生该地当日第二次低潮。 <O:P> </O:P>月球连续两次上（下）中天的时间间隔称为一个太阴日，约为24 h 50 min。<O:P> </O:P>相邻两个高潮（低潮）的时间间隔（约为12 h 25 min.），称为一个潮汐周期。<O:P> </O:P>可见，我们所讨论的潮汐是以半个太阴日为周期的，故称为半日潮（semi-diurnal <O:P></O:P>tide）。

晨泳发表于 2007-9-13 11:08

又长知识了.

兔宝宝 发表于 2007-9-13 12:30

楼主好学问。

老梢公 发表于 2007-9-13 12:40

高深!专业! 博士论文不过如此

梭鱼发表于 2007-9-13 11:11

好快啊！ 坐板凳。

傲雪寒梅 发表于 2007-9-13 11:13

又长知识，谢谢楼主！

入水蛟龙 发表于 2007-9-13 16:11

原文由晨泳发表: 又长知识了.

快乐泳者 发表于 2007-9-16 07:09

原文由兔宝宝发表: 楼主好学问。

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