探究大海的潮汐规律
课程标准
运用图表等资料，说明海水性质和运动对人类活动的影响。
学习提示
1. 本节内容是《水圈与水循环》的拓展应用。
2. 学习工具：潮汐形成示意图、游客海边遇险视频、天气预报视频、 《地理·中国》中的《中国海岸带 12》《中国海岸带 16》。
学习过程
一、潮汐的形成
潮汐是在月球、太阳引潮力共同作用下形成的。古人把发生在早晨的高潮叫潮，发生在晚上的高潮叫汐。尽管太阳的体积和质量比月球的大得多，引力比月球的大，但是月球离地球近，月球的引潮力比太阳的大，是太阳引潮力的2.17倍。
潮汐的变化是日、地、月三者之间的相对运动引起的。月球公转一周的周期是27.322天，这叫一个恒星月。地球自转一周的周期是23时56分4秒，这叫一个恒星日，而一个太阳日等于24小时。太阴日是指从地球上的某地观测，月球中心连续两次经过同一子午线所用的时间。月球自西向东公转，月球在轨道上每日运行约13°。当地球自转一周后，月球已经沿轨道向前运行了13°，地球需要再转13°，地球上某子午线才能再次对准月球的中心。所以一个太阴日约等于24时50分，相对于太阳日而言，每天推迟约50分钟。
在一个太阴日中，当月球位于东方月出时，地球上的A地和C地与月球呈90°夹角，引潮力小，两地出现低潮。地球上正对着月球的B地引潮力最大，形成高潮；正背着月球的D地由于地球运动离心力大，月球的引潮力小，海水膨胀幅度大，也会形成高潮。当月球位于西方月落时，潮汐特点与月出时相似。
当月球位于上中天时，地球上A地和C地形成高潮。B地和D地则出现低潮。当月球位于下中天时，潮汐特点与月球位于上中天时相似。
图3-2-1 月出时潮汐形成示意图
图3-2-2 月球位于上中天时潮汐形成示意图
由此可见，在理想状态下，潮汐跟着月球走，一个地区在月出与月落时形成低潮，月球位于上中天与下中天时形成高潮，相邻两个高潮或相邻两个低潮周期约为12小时25分钟。
在一个朔望月里，每月农历初一前后为朔，地球、月球、太阳在同一直线上，并且月球、太阳位于地球的同一侧，月出日出，月落日落，月球、太阳对地球引潮力合力最大，地球上形成大潮。
图3-2-3 朔日潮汐形成示意图
农历初八前后，太阳照亮月球的西半侧，称之为上弦月。此时，月球、地球、太阳呈90°夹角，月出日中（太阳上中天，正午），月落日下（太阳下中天，午夜）。太阳削弱了月球的引潮力，地球上形成小潮。
图3-2-4 上弦月潮汐形成示意图
每月农历十五或十六为望，此时地球、月球、太阳在同一直线上，并且月球、太阳位于地球的两侧，月出日落，月落日出，地球上也会形成大潮。
图3-2-5 望日潮汐形成示意图
农历廿三前后，太阳照亮月球的东半侧，称之为下弦月。此时，月球、地球、太阳呈90°夹角，月出日下（太阳下中天，午夜），月落日中（太阳上中天，正午），此时和上弦月相似，地球上也形成小潮。
在理想状态下，一个朔望月，初一和十五或十六出现两次大潮，初八和廿三前后出现两次小潮。朔和望时形成的大潮也称为天文大潮，如果台风登陆时形成的风暴潮正好碰上天文大潮，二者叠加，巨浪滔天。
每个太阴日，海洋潮汐出现两次高潮和两次低潮；每个朔望月，海洋潮汐出现两次大潮和两次小潮。实际上，由于受黄白交角、月球椭圆轨道、大气环流、洋流、海陆分布、海洋深度、海盆形状、海底地形、海水与海盆摩擦力、海水之间摩擦力等因素的影响，海洋潮汐的实际周期会有变化，一日中高潮和低潮、一月中大潮和小潮往往会后延。如钱塘江潮最壮观时并不是在十五或十六的望，而是在十八前后。
二、青岛的潮汐规律
2022年7月31日，游客到青岛海边游玩应该注意什么呢？
（一）青岛潮汐规律
从“潮汐表—海事服务网CNSS”查询青岛2022年7月31日潮汐表如下：
表3-2-1 青岛潮汐表
注：时区为东八区，潮高基准面在平均海平面下239厘米。
2022年7月31日青岛潮汐曲线如下图所示：
图3-2-6 青岛潮汐曲线图
（二）潮汐带来的危险
1. 涨潮的危险：7月31日13时—18时，青岛沿海地区一直处于涨潮阶段，潮水会一浪高过一浪，游客在海边玩水是十分危险的。
2. 天文大潮的危险：7月31日正是农历七月初三，月球、太阳大致处于地球的同一侧，月球、太阳对地球的引潮力大，地球上形成天文大潮，水位更高、海浪更大。
3. 台风风浪的危险：查询青岛天气情况，7月30日、31日两天，天气多云，最高气温分别为30℃、32℃，陆上风为东风3级、西北风2级，适合海边游玩。但是，从7月30日晚央视天气预报看，7月31日第5号台风“桑达”位于黄海南部。7月30日20时至31日20时，受第5号台风“桑达”的影响，黄海南部有8～9级大风，青岛沿海海域有6级左右的大风，沿海海域风大浪急。
三、牢固树立安全意识
作为一名游客，外出旅游前，对旅游地的区域特征应做深入的了解，对旅游地可能会发生的灾害、风险要有预判，制定应对措施，防避灾害。到海边旅行，要掌握涨潮和落潮时间，收看天气预报，察看警示牌，虚心向当地人请教，要有安全第一的意识，自己永远是安全的第一责任人。
四、潮汐的应用
（一）古老的捕鱼方式——石沪捕鱼
1. 福建海坛岛古老的石沪捕鱼的原理
图3-2-7 海边的警示牌
观看《地理·中国》中的《中国海岸带 16》，了解福建海坛岛古老的石沪捕鱼的原理。
福建海坛岛渔民在海边垒砌的石堤，被称为石沪。这是一种简易的陷阱式捕鱼设施，使用了上千年，是一种古老的渔具，蕴含着古人的智慧。
涨潮时，海面高于石堤，鱼群随着潮水进入海湾；退潮时，海水从石堤缝隙中退去，鱼被困在海湾内，方便渔民捕鱼。
2. 福建海坛岛渔民石沪捕鱼的有利条件
海坛岛海岸线长，多海湾；海坛岛为基岩海岸，地层在地壳运动中受到挤压或张裂作用，地层断裂、破碎；海坛岛风浪大，海岸基岩遭受风浪侵蚀严重；渔民建造石沪就地取材，原材料丰富，绿色环保；由于外海风大浪急，古人驾驶木船捕鱼危险，人们选择石沪捕鱼，危险小；石堤减轻海浪对海岸的侵蚀，保护海岸。
当然，由于不断遭到海浪的侵蚀作用，特别是有台风登陆时，石堤容易垮塌，需要经常维修。
（二）潮汐发电
潮汐可以用来发电，许多国家建了潮汐发电站。
图3-2-8 潮汐发电示意图
涨潮时，海洋水面高于水库水面，海水从海洋流入水库，带动水轮机转动发电。
落潮时，水库水面高于海洋水面，海水从水库流入海洋，带动水轮机转动发电。
（三）海上航行
潮汐现象对河流和海上航行会产生重要的影响。大型船舶可利用涨潮进出河流和港口。
学习测评
阅读材料，回答下列问题。
在一些水深逐渐变浅、海岸陡峭的喇叭形河口湾，涨潮时，潮水宛如一堵水墙咆哮前进，后浪赶前浪，一层叠一层，这种现象称作涌潮。钱塘江涌潮水高势急、潮端竖立、浪花四溅、涛声如雷，势如万马奔腾。特别是中秋前后，潮汐奇观，闻名世界。
下图为杭州湾轮廓图和钱塘潮（浙江海宁）剖面图。
图3-2-9
简析钱塘江潮中秋前后最为壮观的原因并指出欣赏该景观应把握的关键之处。
参考答案：中秋前后处于天文大潮时期，月球引潮力大，潮位高，潮差大；杭州湾呈喇叭形，外宽内窄，当潮水涌来时，江面收缩变窄，潮水被不断推高；杭州湾深入陆地，外深内浅，前浪速度逐渐减慢，后浪追上前浪，后浪推前浪，层层相叠，一浪更比一浪高，形成直立的“水墙”；杭州湾有的地方长期淤积形成沙洲，将潮水分成两股，两股潮水在绕过沙洲后，如同两条巨龙交叉相绕，形成异常壮观的交叉潮；秋季，钱塘江处于汛期，钱塘江流域支流多、流域面积广、河流水量大，河水对潮水的顶托作用强，加剧潮势；秋季，杭州湾盛行东南季风，多台风活动，风向与潮水方向大体一致，风助潮势，起到推波助澜作用；人类围垦江滩海涂，加固河堤，修建丁坝，增强涌潮的作用，增大沿江潮差。
把握的关键之处：把握观赏时机，选择好观赏位置，注意安全。
一年之中，中秋前后最为壮观，特别是农历八月十八；一天之中，涨潮期间非常壮观。
在不同的观赏位置，可以欣赏不同景观，如在盐官镇东约8千米的大缺口观看“双龙相扑交叉潮”，在盐官镇可以观看“江横白练一线潮”，在盐官镇西约11千米的老盐仓观看“惊涛裂岸回头潮”。
观潮时，一定要听从安全巡视员的指挥，在安全区域观赏，严禁跨越护栏、警戒线；注意查看旅游区的安全警示；不到没有开发的区域去观潮。
学生成果
暑期注意防晒伤
放暑假了，我们离开了学校，回到家里。而老师时刻牵挂着我们，地理学习QQ群这条无形的线，把我们师生紧紧联系在一起。通过地理学习QQ群，在生活中学习地理，学习对生活有用的地理。
老师：请同学们思考问题，暑期到青岛海边研学旅行，为什么容易晒伤？
四班李世龙：夏季晴天多。
一班丁基坤：海水会让皮肤变干，皮肤容易受伤。
二班邹子豪：海面对太阳紫外线的反射作用强。
四班李世龙：空气透明度高，太阳辐射强。太阳直射北回归线附近，正午太阳高度大，太阳辐射强。
老师：李世龙积极参与，总结要点多，提出表扬；邹子豪也很棒！
分析问题一定要全面，语言表达要准确。
海水盐度高，会导致人体失水，皮肤变干；海水中的盐分附着在皮肤上，损伤皮肤。
阴天时，太阳辐射弱，是不是可以不做防晒保护了？
一班丁基坤：乌云遮挡太阳，太阳辐射减弱，可以不用防晒了。
一班刘慧琳：不用了。
四班张云飞：不行，还得做防晒保护。因为太阳辐射中波长较长的波（如红外线）穿透力弱，能够被云层遮挡；而太阳辐射中波长较短的波（如紫外线）穿透力强，大部分会穿过云层，伤害人体。
老师：张云飞答得很棒！
夏季的晒伤主要是由紫外线辐射造成的。综合以上同学的说法，答案总结如下：
1. 青岛地处中纬度，纬度较低，暑期正午太阳高度大，太阳辐射强。
2. 暑期晴天多，太阳辐射强。
3. 暑期多高温，人们到海滨浴场踏浪、游泳时穿衣少，身体暴露多，易晒伤。
4. 太阳辐射中的紫外线波长较短，穿透力强，对人体伤害大。
暑期要做好防护，安全第一。
（2018级 张云飞）
研学案例
我的日照地理研学
2019年7月22日，我来到美丽的日照进行地理研学，研学地点在下图甲处。
图3-2-10 研学地点示意图
一、我的观察
我来到海边，这里的海滩非常平缓，海滩上铺满了软软的细沙。我脱掉鞋子，光着脚走在沙滩上。沙子吸收太阳辐射，快速升温，沙滩有些烫脚。有的游客用热乎乎的沙子掩埋身体，进行沙浴；有的游客追逐着浪花，跑呀，跳呀，尽情享受着海水的清凉。
向北望，远处游客如织，那里是山海天海水浴场。而我来到的地方，游客比较少。几位游客刚要下海游泳，便有安全管理员大声喊道：“出来，危险！”我询问缘由，他指着岸上的警示牌说：“这里水下有礁石，多暗流，也没有防鲨网，非常危险，不能游泳。”我向海里望了望，只见远处浪花翻滚，并没有发现有礁石。
图3-2-11 潮汐高潮潮位示意图
我来到海边大约是11时，正值落潮，看到的是“白浪退沙滩”景象。高潮时海水能到达哪里呢？我仔细观察，找到了海浪的痕迹——浒苔，看来有浒苔的地带就是高潮时海水水位最高的位置了。
二、我的探究
我从“潮汐表—海事服务网CNSS”查询2019年7月22日日照港潮汐表如下：
表3-2-2 日照港潮汐表
注：时区为东八区，潮高基准面在平均海平面下270厘米。
图3-2-12 日照港潮汐曲线图
由以上图表可知，日照海域的潮汐类型基本属于半日潮，即一天中出现两次低潮、两次高潮。从7月21日20时12分至7月23日3时34分，经历落潮、涨潮、落潮、涨潮、落潮阶段，每个阶段持续的时间大约是6小时46分钟、6小时17分钟、6小时17分钟、5小时25分钟、6小时37分钟，平均约6小时16分钟。两次高潮时刻分别为9时15分、20时57分，相隔11小时42分钟。两次低潮时刻分别是2时58分、15时32分，相隔12小时34分钟。两次高潮和两次低潮周期平均约12小时8分钟。我到达海边时，落潮已有2个多小时，潮位已降至约400厘米，潮位下降约50厘米。14时左右，潮位降至约200厘米，潮位下降约250厘米，海面下的礁石露了出来，海滩上留下了一层浒苔。
图3-2-13 落潮时海面下的礁石露了出来
一天中高潮与低潮最大差约352厘米，相当于一层楼高，所以海水在平缓的沙滩上能够后退得很远。
7月22日与7月21日相比，高潮和低潮时刻又有什么变化呢？我又查询7月21日日照港潮汐表，与7月22日的进行比较：
表3-2-3 日照港7月21、22日潮汐表比较
注：时区为东八区，潮高基准面在平均海平面下270厘米。
图3-2-14 日照港7月21、22日潮汐曲线图
与7月21日相比，7月22日潮汐曲线右移，时间延迟，但不是平移，延迟时间不均匀。7月21日最大潮差370厘米，7月22日最大潮差352厘米，7月22日最大潮差比7月21日小。
三、研究的意义
到海边游玩赶海，选择海水退得又远又快的大潮后，在礁石滩上捡拾搁浅的小鱼、小虾，翻开石块捕捉小螃蟹，是非常难得的赶海体验。太公岛附近礁石区便是著名的日照太公岛牡蛎公园，是一个很好的赶海区域。15时左右，海水还在继续后退，许多淹没于海水下的礁石渐渐探出了头，许多游客站在礁石上拍照、观海景。礁石上的贝壳非常锋利，容易划破手、脚，要注意安全。把握好涨潮、落潮时间，避免涨潮时被困在礁石上。到海边旅游一定要掌握潮汐规律，不到没有安全保障的海域游泳，确保安全。
四、改进的地方
探究潮汐现象应该选择大潮或小潮时期，一天中至少观测涨潮或落潮一个比较完整的过程。而我来到海边时海水已经开始退潮了，离开时退潮还没有结束，观测过程不完整。
这次研学中的遗憾，正是下次研学需要改进的地方，这就是研学的魅力，一次比一次更精彩！