有趣的潮汐现象
有趣的潮汐现象
在地球仪上,我们可以看到,人类所居住的这个地球上,陆地彼此隔开,七零八落,而海水却连成一片,四通八达。海洋占地球表面的71%,而陆地只占地球表面的29%。要是有谁能像孙悟空那样,一个筋头跳上云端,往下一看,整个地球尽收眼底,他准会说,这哪是“地球”呵,应该叫做“水球”才对呢。
地球上的海洋,辽阔无垠,水天相连,运动不息,变幻万千。它绚丽多姿,又有丰富的宝藏。在晶莹的海水中,孕育着无数珍奇的海底生物。因此,自古以来,便强烈地吸引着人们。无论什么时候,大海总在那里波动,似乎在不停地呼吸。有时候,和风细浪、微波起伏,有时候却是狂风怒号,惊涛骇浪。除了海面的波浪之外,海面每天还会按时降落,按时上涨。涨上来,落下去;落下去又涨上来。这就是海洋的“潮汐”现象。天天如此,历来如此。
如果你有机会到钱塘江口观看阴历初一或十五以后几天的“钱江潮”,你准会为大自然的壮观场面而赞叹!原先,江水还在缓缓地流淌着,江面上微波荡漾。当远处传来轰鸣的响声,观潮的人群便会异口同声的喊“来了,来了”。每只眼睛都向着下游平静的江面张望。只听见那响声越来越近,越来越响。顷刻之间,江面上出现一堵高达几丈的水墙,奔腾咆哮,逆河而上,地动山摇,势不可挡。水墙上的浪花如堆堆白雪,在那里急速地翻滚,又在那里急速地散开……“潮汐”现象的壮观场面,在沿海的港口和河口都可以看到。
是谁制造“潮汐”这大自然的壮观场面?莫非是那位在海底深处水晶宫中的龙王在呼风唤雨,兴潮作浪?不是的。制造这壮观场面的,就是上一节中介绍的万有引力从中玩的把戏。

壮观的钱塘江大潮(https://www.daowen.com)
宇宙间的万物,都存在着相互吸引力。地球和月亮之间也不能例外,地球对月亮的吸引,使月亮不能离开地球而去只能绕着地球旋转。月亮也以同样大小的力吸引着地球,当然也吸引着地球上海洋的水。由于地球在不停地绕太阳公转又绕本身的地轴自转,因此海洋中的水与地面上所有物体一样受到一种称为惯性离心力的作用。对着月亮一面的海水,离月亮比较近,月亮对海水的吸引力大于它受到的惯性离心力,海水被月亮吸引而鼓向月亮一边;在背离月亮一边的海水,离月亮比较远,月亮对海水的吸引力小于它受到的惯性离心力,海水使向背离月亮的方向鼓出。这样,地球上无论是向着月亮一面呢还是背着月亮的一面,海水都上涨,这便形成涨潮。海洋中的水聚向涨潮的地区,与这些地区相垂直方向上的水面,便要下落,这便形成落潮。地球上各处海面高度的不断改变,便形成了潮汐。由于地球上同一地点每天总有一次向着月亮,一次背离月亮,因此每天有两次涨潮。
我们会想,太阳对地球也有引力作用,太阳也应该使地球上形成潮汐现象。我们清楚,太阳离地球比月亮离地球远得很多,但太阳的质量却比月亮的质量大得很多。因此,太阳对潮汐现象的影响也是颇为可观的。
当月亮和太阳联合起来吸引地球上的海水,潮汐现象便会更加厉害。当月亮全部躲藏起来时,正是阴历初一,月亮转到太阳与地球之间。从地球来看,太阳和月亮在同一方向。处于同一方向的月亮和太阳,联合起来吸引海水,这便使得海水向两面鼓得更厉害了。当一轮明月圆如镜之时,正是阴历十五。从地球看来,月亮和太阳转到相反的方向。这时,处于地球两侧的月亮和太阳,联合起来兴潮作浪,同样使两头的海水向两面鼓得非常厉害。这就是阴历初一和十五潮汐现象特别厉害的原因。这时所产生的潮汐现象,称为“大潮”。
当月亮和太阳对潮汐的影响部分抵消时,潮汐现象当然就显得平静些。每当阴历初七八或二十二三,从地球看来,月亮和太阳的位置,大约互成90°。这时就出现月亮和太阳所引起的潮汐有一部分抵消的情况,所以这段时间的潮汐现象比较小些。这时的潮汐,称为“小潮”。难怪只有在阴历每月的初一和十五前后几天,潮汐现象才特别壮观,也难怪人们总爱选择这个时期去观潮。
在观赏潮汐的壮观场面时,我们不要忘记感谢万有引力的功绩。当然潮汐现象给人类带来的好处远远不仅限于观赏。每当涨潮过去,海水下落,在海滩上,正是渔民们的大忙时光。他们忙着采集丰富多彩的海产品,拣起那美丽的贝壳,捉住那拼命爬行的螃蟹,抓住那些来不及跟海水一起退回大海的鱼、虾……,这时的海滩,呈现出一片繁忙的欢乐景象。
潮汐现象还给人类带来廉价的动力资源。每天海水自然涨落两次,蕴藏着巨大的能量。人们巧妙地利用它来发电,向大海索取电力。在海水涨落比较大的海边建上几道闸门,当海水上涨海面升高,闸门打开。海水自动向内流进,水流冲动水轮机,带动发电机便可发出电来。当潮水开始要下落时,关掉原先的闸门,打开另外的闸门,水向外流出,又可以推动水轮机,带动发电机发电。你想,我们的国家,海岸线长,仅在潮汐中就蕴藏着巨大的能量。如果能充分利用,那是相当可观的。近些年来,已建成了不少潮汐发电站,开始向潮汐索取电力。大门既然已经打开,大海向我们提供能量的前景将越来越宽。