解析都知道海洋潮汐氣潮可達幾公里

2月
21
2020


分類:科技
作者:黃白曼


科普大世界
大海總是有潮漲潮落,我們站在海邊,看著海潮湧起落下,通常不會想到這跟月亮會有什麼關係,月亮遠在38萬公里之外,在天空中看上去非常小,它和大海的潮汐又有什麼關係呢?然而實際上,大海的潮汐卻主要就是由於月亮引發的。
一般意義上的潮汐現象指海水在月球和太陽引潮力作用下所產生的周期性漲落運動,為了表示生潮的時刻,古人把發生在早晨的高潮叫潮,發生在晚上的高潮叫汐。這就是潮汐的名稱的由來。然而潮汐現象並非只發生在海水中,由於太陽和月亮對地球的引力作用,這種力量其實可以使地球內部的熔岩,外部的岩石圈、水圈和大氣圈分別產生周期性的運動和變化,這都屬於潮汐現象,引發這種現象的力量也被稱為潮汐力。這種力量引發的地球岩石圈的彈性-塑性形變,稱固體潮汐,又稱固體潮或地潮,引起的地球大氣層的起伏變化稱為大氣潮汐,簡稱氣潮。
既然月球和太陽可以引發地球內部熔岩,外部岩石圈、水圈、大氣圈都產生活動和變化,那麼可以想見其實我們地球上的一些活動都是和潮汐力有一定關係的,海洋的潮漲潮落就不用說了,另外風的形成,氣壓的高低,地震的產生、板塊的運動、火山的噴發等等,潮汐力在其中都有一定的影響作用。
在這些現象中,地球內部的熔岩活動我們看不到,地球的岩石圈是固態的,細微的變化我們也看不到,板塊的活動則是長期的,難以被我們感知,只有海洋的潮汐現象比較熟悉,是因為海水都是流體,當月亮和太陽的引力經過海洋表面的時候,可以將一部分海水抬升(具體成因比較複雜,還有地月間質心不在地球最中間而導致的地球擺動、太陽對地球的引力等影響因素),因此也就出現了漲潮現象,當引力移動到別處的時候,那麼海水又會下降,於是就出現了落潮的現象。
以地球和太陽與月亮三個天體間的引力計算,月球在地球表面所產生的最大引潮力可使海水面升高56.3厘米,太陽引潮力的作用為24.6厘米,不過由於月球和太陽的共同引力作用,以及不同的海域的地形不同,還有風力和洋流的影響、海水勢能的疊加作用,所以潮水的漲落的差別也不同,夏威夷等大洋處觀測的潮差約1米,我國杭州灣的最大潮差達8.93米,北美加拿大芬地灣潮差最大,可達19.6米。
其實地球上可見的潮汐現象不只有海潮這種海水漲落現象,還有大氣層頂端的大氣漲落現象——氣潮,只是其處於地球的頂端,而且空氣又都是透明的,所以氣潮不容易被觀測到,但是氣潮的漲落幅度卻是遠遠大過海潮的。由於氣體相對於液體比較輕,流動性也快,大氣層厚度比海水深,因此大氣漲落的幅度更大,地球赤道地區的海水漲落通常在1米左右,赤道地區上空的大氣層的漲落幅度則可達好幾公里,氣潮的落差幅度比海潮大幾百倍呢。

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