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潮起潮落,月圓月缺,中間竟有何關聯?


天文在線月亮和太陽如何與海平面的潮起潮落相聯繫?為什麼我們每天總能看到兩次起潮?在世界上的幾乎任何一個海灘度過一天,你會看到兩次潮起,然後兩...

- 2019年7月23日09時34分
- 科學文摘 / 天文在線

天文在線

月亮和太陽如何與海平面的潮起潮落相聯繫?為什麼我們每天總能看到兩次起潮?

在世界上的幾乎任何一個海灘度過一天,你會看到兩次潮起,然後兩次潮落。是什麼導致這些潮汐運動發生?你可能已經注意到潮汐與月相有關,當月亮最圓或者最新的時出現最高的潮汐。但是,我們的小型衛星究竟是如何從230,000英里(370149公里)以外的地方影響到我們的海洋?

這都與重力有關。


由於地心引力而向月球凸出的部分保持在同一位置,即地球正對著月球的那一面。然而,下面的地球是旋轉的,因此可以觀察到隆起的部分以潮汐的形式在地球表面移動(即,在經度上變化)

這一切都與引力有關——除了考慮到慣性。

我們知道地球每天繞地軸自轉一次——我們對一天的定義。那麼為什麼每天會有兩個漲潮/落潮周期,而不是僅有一個呢?雖然地球朝向月球的一面會向外凸出,但地球的另一面——月球正對的一面——也會向外凸出,但在這種情況下,凸出面遠離月球。

這種相對的凸起是慣性造成的,我們在前幾集已經討論過這種現象。慣性可以被概括為運動中的物體想要保持運動的趨勢,和靜止的物體想要保持靜止的趨勢。當你坐在一輛開始加速的汽車裡時,你就會感受到慣性。慣性是一種感覺,你被迫回到你的座位上,這實際上是由於你的身體抗拒加速度,來保持其先前的運動狀態。


因此,當地球的一側被輕微地拉向月球時,另一側的海水想要保持不變,並以凸起的形式被甩在後面。當地球自轉時,當一個海灘經過這兩個凸起的地方,那裡被觀察到的潮汐就將會很高。為了漲潮,海水必須被從其他經歷落潮的地方抽離。

每個完整潮汐周期實際上需要24小時50分鐘才能完成。這是月球從地球上同一位置或經度的正上方開始到返回的時間。額外的50分鐘是必要的,因為當地球自轉時,月球也會移動一點。因此,24小時後,月球到返回地球同一地點會再經過50分鐘。

地球上也有一些特殊的地方,有時每天只會出現一次漲潮。這種情況是由於地球在軸上傾斜(23.5度),所以月球並沒有完全繞地球赤道運行。

還有什麼會影響潮汐?

由於地球並不是一個完美的球體,漲潮和退潮的差別會隨著位置的不同而變化。顯然,也有大陸阻礙了海洋的自由流動。

太陽能增強月球引力的作用。我們觀測到最高的潮汐出現在新月和滿月的時候:太陽、地球和月亮都在一條線上。在這些階段,太陽的引力使月亮對地球的吸引效應增強,所以無論是在地球面對月球的一面,還是背對的另一面,潮汐都最高。


其他像我一樣喜歡填字遊戲的人都會知道「小潮」這個詞,指的是非常低的潮汐。當太陽與月球成直角時,這些現象就會發生。因為太陽的引力抵消了部分月球的作用。天氣也會影響潮汐,特別是在大風的時候。強風實際上可以把漲潮吹回大海,或者把退潮帶到更遠的內陸。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. quickanddirtytips-Sabrina Stierwalt-唐時風

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