什么是潮汐?就给大家详细解读一下~
潮汐现象是沿海地区的一种自然现象,是指海水在天体引潮力作用下产生的周期性运动。习惯上称海水垂直涨落为潮汐,水平方向的海水流动称为潮汐。
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为了表达潮汐的时刻,我们的祖先称早晨的高潮和晚上的高潮。这就是潮汐名称的起源。
潮汐是如何形成的?
月球和太阳对海洋的引潮力作用是海水涨落的原因,不考虑其他行星的微弱作用。
引潮力是什么力?在物理学上,引潮力是月球的万有引力和相应的惯性,以及太阳的万有引力和相应的惯性力。
有资料提到,“离心力”也是引潮力的分力之一。物理学中有一种离心现象,但没有“离心力”的概念和定义。然而,“离心力”的初衷是惯性。
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只有月球的引力作用无法解释为什么涨潮同时发生在地球最近的海面和离月球最远的海面上,从而使球形的海平面变成纺锤形。
截至2012年,最新颖的重力概念和定义出现在物理学领域。定义的内容是:“在静力学范围内,放置物体的支撑物或物体本身是非惯性参考,重力是物体的重力和惯性力的合力。”这个定义可以成功地解释潮汐的原因。
这里需要注意的是,当每个星球被视为质量点并寻求地面上物体的重力时,只有地球对物体的重力和与物体随地球旋转的向心力对应的惯性力参与运算,而其他星球的重力与相应的惯性相抵消。
潮汐的利用价值
潮汐能
潮汐能是以位能的形式出现的海洋能,是指海水涨落形成的水的势能。海水涨落的潮汐现象是由地球和天体运动及其相互作用引起的。在海洋中,月球的引力增加了地球向月球和背月的水位。
由于地球的旋转,这种水位的上升以周期为12小时25分,振幅小于1m的深海波形式从东向西传播。太阳引力的作用与此相似,但作用力较小,周期为12小时。
当太阳、月球和地球在一条直线上时,就会出现大潮(springtides);当它们变成直角时,就会产生小潮(neaptides)。地球和月球的旋转运动除了半日周期潮和月周期潮的变化外,还产生了许多其他周期性循环,其周期可以从几天到几年。
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与此同时,地表的海水也受到地球运动离心力的影响,月球引力与离心力的合力是引起海水涨落的引潮力。
潮汐能的发展潜力
潮汐因地而异,不同地区往往有不同的潮汐系统,它们都是从深海潮波中获取能量的,但它们有自己独特的特点。
潮汐虽然复杂,但可以准确预测任何地方的潮汐。海洋潮汐从地球的旋转中获得能量,并在吸收能量的过程中减缓地球的旋转。
然而,由于潮汐能的发展和利用,这种地球旋转的减慢在人们的生活中几乎是无法察觉的,也不会加速。这种能量以1.7TW的速度通过浅海和海岸之间的摩擦消散。
只有在潮汐、能量集中、地理条件适合潮汐电站建设的地方,才有可能从潮汐中提取能量。虽然这样的地方并不无处不在,但世界各国已经选择了大量适合潮汐能发展的地点。根据最新估计,每年大约有200TW的潮汐能·h。
潮汐是如何形成的?潮汐的利用价值是什么?