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大海為何會受月球的影響而漲潮退潮?退潮時,海水會去哪里?

住在海邊或者住在入??诮叺娜藗兓蛟S都有過“觀潮”的經驗,即使身處內陸的人沒有親眼看過氣勢磅礴的漲潮現象,可能也在書報、新聞里看到過漲潮有關的文章和圖片。

宋代著名文學家蘇軾就曾寫下過“八月十八潮,壯觀天下無”的詩詞,范仲淹、劉禹錫、白居易、周密等名家,都曾為波瀾壯闊的漲潮景象留下墨寶詩篇。

喜劇電影《冒牌天神》里有這樣一個橋段:金·凱瑞飾演的上帝推開窗戶看到月色皎潔,但月亮看起來很小,他想把月放大一點,便用繩索把月亮“拉”到窗邊,月亮果然變得比腦袋還大。

隔天,電視新聞就播報了日本海水異常漲潮,島國日本被海浪大面積淹沒,數萬人流離失所的新聞。這個橋段就暗含隱藏了一個小知識:海水漲潮變化和月球有關系。

觀潮

潮汐是什么?

大海每天都會“潮起潮落”,這種周期性的自然現象就是潮汐現象。沒有見過大海的人可以這樣想:假設沙灘上有一處平行于海邊的線。

海水發(fā)生變化,接近甚至淹沒這條線,出現上漲的情況,就稱之為“潮”。海水慢慢遠離這條線,岸邊裸露的沙灘面積越來越大,出現海水“縮回海里”的現象稱之為“汐”。

海水本就波瀾壯闊,漲潮時的海浪更是如有神力一般,掀起通天巨浪,發(fā)出震天轟鳴,帶給大家壯觀的視聽體驗。

漲潮

受地勢和引力影響,漲潮還分為一線潮、回頭潮、交叉潮等不同景象,不少人都不遠千里,專程去錢塘江等地觀潮。

漲潮時,大量的海洋動物被帶到平時沒有被海水覆蓋的沙灘上,退潮時,海水退卻速度迅猛,很多行動緩慢的海洋動物就像“沒趕上末班車”一樣,被滯留在沙灘上。

對鯨魚、鯊魚這樣的大型海洋生物來說,退潮時被擱淺,身體完全被暴露在空氣對它們來說無異是滅頂之災,而對于經驗豐富的漁民來說,退潮以后可以帶著工具去趕海,滯留在沙灘上的小海鮮就成了一頓可口的晚餐。

退潮趕海的人

潮汐形成的原因和規(guī)律

潮汐現象的形成受引力、氣象等多種因素影響,但大多數情況下的潮汐現象都是受月球影響的。即使月球距離地球最近時也有3.6萬多公里,而且月球的體積僅有地球的四十九分之一。

盡管如此,月球的存在依然影響著地球。地球自身的引力使得地球上的事物在正常情況下不會脫離地面,但是月球也有引力。

而且這個引力還在地球上表現了出來,潮汐就是月球引力引起的現象。地球自轉時,接近月球的一面受到月球引力的影響,海水就會被吸引至月球方向,此時海水就會漲潮。

月球引力會影響到地球

受月球吸引造成潮汐上漲的力量被科學家稱之為潮汐力。地球自轉一周是24小時左右,這24小時內,大海雖然只有一部分正對月球,但卻會出現兩次漲潮。

這是因為正對月球的一面受月球吸引發(fā)生漲潮,但背對月球那面的大海受潮汐力的影響,也會發(fā)生漲潮現象。不過因為各個地區(qū)受到的引力強度不同,所以漲潮現象的幅度也不盡相同。

除了月球引起的潮汐以外,太陽也會引起潮汐現象。由于太陽距離地球更遠,所以太陽引起的潮汐現象更小。

太陽也會導致地球海洋出現潮汐變化

但是一旦太陽、月亮和地球剛好旋轉至同一直線上時,引力作用就會加倍,這種潮汐現象這就是大潮。

如果月球旋轉至地球的另一端,剛好與太陽相隔地球時,月球和太陽造成的潮汐力就會相互抵消一部分,這時漲潮幅度較小,被稱之為小潮。

大潮一般發(fā)生在農歷初一、十五后的兩三天以內。小潮一般發(fā)生在農歷初八和二十三后的兩三天以內。潮汐受不同因素影響產生,所以有著不同的名字:

月球引力引起的潮汐叫做月球潮汐,也叫太陰潮。太陽引起的潮汐叫做太陽潮。大氣風場或者地球磁場引起的潮汐叫氣潮。旱情引起的海水倒灌叫咸潮。

錢塘江大潮

潮汐現象發(fā)生時,潮水的高低起伏與月球所處的位置有關。月球所處的赤緯度越大,漲潮落潮幅度變化也越大。潮汐有著固定周期,根據周期不同又分為半日潮、全日潮和混合潮。

半日潮是指在一個太陰日內(也就是24小時50分鐘內),按時間順序會發(fā)生一次高潮、一次低潮、一次高潮、一次低潮。

受海洋所處位置和潮汐力的影響,同一個太陰日內的兩次高潮或者低潮的變化幅度和漲潮、退潮時間大致相同。因為這種潮汐變化的一個周期是半個太陰日,所以被稱之為半日潮。

全日潮則是指在一個太陰日內出現一次高潮和一次低潮。而混合潮是指一個月內,有些太陰日里出現4次潮起潮落,而且四次的高低起伏完全不同。有些太陰日出現一次高潮一次低潮。

潮汐

退潮的海水去哪了?

根據潮汐的起因和規(guī)律,我們可以得知潮汐變化不是地球上所有海域同時變化的運動,退潮現象只是出現在海域的某一個部分,而且海水的總量大致不變,海水運動的最大區(qū)域也大致不變。

退潮時潮水回歸大海,沒有消失也沒有變少,它只是受外力影響發(fā)生了運動。想象一下,一個裝滿水的水盆,向一方傾斜時,另一方的水位是不是就有所下降?此消彼長,東海岸漲潮時,西海岸就在退潮。

退潮

潮汐隱藏的危險

潮汐變化頻繁出現,漁民之間也有著關于潮汐約定俗成的規(guī)矩——“初一十五不遠航”。漲潮和退潮時,很多人都會遠離海邊,據說會有生命危險。

而且很多地方都會張貼橫幅警示眾人不要在退潮時接近大海。退潮時有哪些隱藏的危險呢?一方面,退潮可能存在人員溺亡風險。

退潮時海面水位迅速下降,正在海中玩耍的人會被回流的海水從淺水區(qū)帶入深水區(qū),最終因體力不支或嗆水造成溺亡事故。

漲潮有可能造成危險

有些人覺得自己游泳技術好就不在意退潮,但自然的力量不是人類可以撼動的,退潮時往岸邊游泳的人就像是跑上了反方向的扶梯,很難逃出生天。

另一方面,很多人都會站在海邊的巖石上觀望大海,看海時大家的注意力都面向大海,但是漲潮時海水就快速包圍觀海人群背后的岸邊。

由于海岸遼闊,沒什么參照物的情況下,大家很難發(fā)現海水上漲迅猛,等到發(fā)現時就像會被海水包圍,如果不及時返回岸邊或者被立刻救援,極有可能葬身大海。

漲潮有可能造成危險

如何利用潮汐現象?

地球上的石油、煤炭等不可再生資源越來越少,科學家們就將研究的目光放在了自然資源上,太陽能、風力的運用已經被大眾熟知,那么潮汐也能被人類所利用嗎?

這就要談談潮汐發(fā)電了。早在1912年,德國就修建了世界上第一個潮汐電站——布蘇姆潮汐電站,但這個電站在當時只是作為實驗研究來建設,并未投入正式使用。

但是世界各國對潮汐電站的研究卻從未停下腳步。我國最早在1957年建立潮汐電站,第一所潮汐電站建在了山東省,之后又在沿海多個城市建立潮汐電站。

潮汐電站

經過了半個多世紀的研究,目前,我國有著電能產量位居世界第三的浙江溫嶺江廈潮汐電站,它始建于2018年,是我國有關潮汐發(fā)點的國家級實驗基地,年發(fā)電量穩(wěn)定在600多萬千瓦時。

潮汐發(fā)電具有能源清潔、可再生的優(yōu)點,可以緩解沿海地區(qū)電能短缺的壓力,是世界各國能源研究的重要課題之一。

因為潮汐變化規(guī)律、能量巨大,所以研究價值極大。經過幾十年的發(fā)展,潮汐能技術已經相當成熟,建造規(guī)模也逐年增大。

潮汐發(fā)電

潮汐發(fā)電發(fā)展至今已經有了三種發(fā)電方式。第一種是:出現潮汐現象的海域安裝潮汐發(fā)電機,漲潮退潮時,海水沖擊發(fā)電機的葉片旋轉,動能轉變?yōu)殡娔堋?/p>

第二種方式是:在海面波浪起伏的位置安裝海浪能量轉換裝置,將海浪的起伏變化轉化為電能。第三種方式是:在合適的位置建造水庫,漲潮時囤積海水,退潮后釋放海水,海水流出的勢能驅動發(fā)電。

第三種發(fā)電方式根據發(fā)電原理不同,又分為單池單向發(fā)電、單池雙向發(fā)電和雙池雙向發(fā)電。單池單向發(fā)電是指:漲潮時蓄水,退潮時關閘,利用排放海水時的勢能驅動水輪發(fā)電。

潮汐發(fā)電

單池雙向發(fā)電是指:漲潮和退潮的時候都發(fā)電。蓄水池保持一半的液位時,漲潮或者退潮都能發(fā)電。

雙池雙向發(fā)電是指:同時修建兩個蓄水池,兩個水池一上一下,發(fā)電機安裝在水池之間,漲潮和退潮為蓄水池補充液位,利用兩池的液位差推動發(fā)電。

結語

人類善于觀察自然,并利用自然的力量來改善自己的生活,潮汐能的研究就是直觀的體現,但是在接受自然饋贈的同時,我們也需注意一個“度”,絕不能肆無忌憚地踐踏地球。

潮汐發(fā)電

原始森林雨林被破壞,一些生物滅絕,這件事情對人類有影響嗎?有人說不過是一種動物消失而已。但這種物種消失可能會導致食物鏈裂,生物系統(tǒng)被逐漸破壞。

碳排放過高,南北極冰川融化、大氣層消失,對人類有影響嗎?有人說大氣層完全消失可能要到幾百年以后,關自己什么事?但是海岸線上移、酸雨不都是人類破壞自然以后的報應么?

人與自然相處的過程中出現了不少破壞自然環(huán)境的情況,但大家也在努力通過植樹造林、退耕還林、保護瀕危動物、減少碳排放等方式去拯救被破壞的自然環(huán)境,綠水青山就是金山銀山,希望我們每個人都尊重自然,愛護自然,敬畏自然。

地球已經受到了很大的破壞

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為什么我們只能看到月亮的正面?潮起潮落和月亮有啥關系?
每天大海退潮的水退到哪里去了?
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