潮汐现象是什么意思潮汐现象( 二 ) _潮汐现象

潮汐现象，许多世纪以来，对于科学家和航海家们都是一个猜不破的谜。“海上明月共潮生”，古人清楚地看出，潮汐涨落明显地同月亮有关。例如，高潮到来的时刻逐日推迟，与月亮中天时刻每日向后推延一致。又如，潮差的大小总是同月相盈亏相联系：大潮发生在朔望，小潮发生在上、下弦。东汉学者王充早就指出：“涛之起也，随月盛衰” 。唐代学者余道安在其所著《海潮图序》中说：“潮之涨退，海非增减。盖月之所临，则水从往之……此竭彼盈，往来不绝，皆系于月，不系于日” 。但人们不解其间的关系到底何在？伽利略曾错把潮汐现象当作地球运动的直接证据。他认为，地球的运动产生颠动，使海洋中的水来回冲击，就象盛在盆里的水晃来晃去一样。直到牛顿发现万有引力后，潮汐现象才获得科学的解释。
从全球范围来看，潮汐现象首先是地球的变形现象。假如地球本是个正球体，那么，它要在自转过程中，由正球体变成较为明显的扁球体（参见§602-2）；又要在公转过程中，由正球体变成不很明显的长球体① 。前者是永久性的变形，与潮汐现象无涉；后者是周期性变形，称为潮汐变形。
这里所说的公转，是指地球和太阳环绕它们的共同质心的运动，也指地球和月球环绕地月系共同质心的运动。前面已经提到，而且以后还要说明，地球上的潮汐现象，主要是由月球造成的。但为了说明问题简单起见，首先是以日地的相互绕转为例，因为太阳与地球的质量悬殊，共同质心十分接近太阳中心，因此，这种运动可以简单地看作地球环绕太阳公转。
地球绕太阳公转是一种向心运动，需要向心力。太阳的引力提供了地球绕太阳公转所需的向心力。这个力的作用，使地球不断地落向太阳。但按地球每秒30km的运动速度，这种向心运动不致于使地球最终坠入太阳，而只是不断地使它偏离其惯性直线路径而“落入”自己的轨道（图5—10）。尽管如此，我们仍然应该把地球绕太阳的公转，看作既是持续向前的运动，又是不断地落向太阳的运动。
图5－10太阳的引力使地球不断地从它的惯性直线路径“落入”自己的轨道
图5－11潮汐变形
我们知道，引力的大小与距离的平方成反比。地球的不同部分，对太阳有不同的距离和方向，因而受到太阳的差别吸引，即不同大小和方向的吸引，从而有不同的降落速度。引力大，降落快；引力小，降落慢。差别吸引使地球在绕太阳公转过程中，由正球体变成长球体（图5—11），即在天体引力的方向上，地球被“拉长”了。
504引潮力
§504—1引潮力及其分布
地球各部分受到太阳的差别吸引，其中，地心所受的太阳引力，不论方向和大小，无疑都是全球的平均值。同这个平均引力相比较，各地实际所受的太阳引力，总存一个差值。这个差值就是使地球发生潮汐变形的直接原因，因而被称为引潮力（也有叫起潮力或长潮力的）。由此可知，地球所受的太阳引力，整体上（平均引力）为它提供绕太阳公转所需的向心力；而各部分之间存在的引力差异（引潮力）使它发生潮汐变形。
引潮力之所以会使地球发生变形，还在于它本身也因地点而不同：
——太阳在地球上的直射点及其对跖点，被叫做太阳垂点。前者面对太阳，距离最近，是正垂点；后者背向太阳，离太阳最远，是反垂点。正垂点所在的半球，所受的太阳引力大于全球平均引力，那里的引潮力是向太阳的。因此，这个半球在落向太阳的过程中是超前的。反之，反垂点所在的半个地球，所受的太阳引力小于平均引力，那里的引潮力是背向太阳的。因此，这个半球在落向太阳的过程中，总是落后的。向太阳的半个地球超前（向前凸出），背太阳的半个地球落后（向后凸出），于是，地球由正球体变成了长球体。

潮汐现象是什么意思 潮汐现象( 二 )

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