《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件

第十二节海洋天文潮汐一、潮汐现象二、引潮力三、海洋潮汐的规律性四、海洋潮汐的作用第十二节海洋天文潮汐1《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件2钱塘江之水天上来钱塘江之水天上来3满廓人争江上望满廓人争江上望4《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件5《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件6《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件7我国古书上说：“大海之水，朝生为潮，夕生为汐。-----潮汐Tide我国古书上说：“大海之水，朝生为潮，夕生为汐。8涨潮落潮涨潮落潮9一、潮汐现象：

1、潮汐概述

人们在沿海观察到海水周期性的涨落现象，称为海洋潮汐。习惯上把白天的涨潮现象称为"潮"，夜间的涨潮现象称为"汐"，合称"潮汐"。

一、潮汐现象：10《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件11潮汐所表现的海水周期性的涨落，在垂直方向上表现为潮位周期性的升降；在水平方向上表现为海水周期性的流动，称为潮流。当海水前进上升叫涨潮；海水后退下降叫做落潮。潮汐所表现的海水周期性的涨落，在垂直方向上表现为潮位周期性的12海水在垂直方向上升降时的水位叫潮位。海水升得最高时叫高潮，降得最低时叫低潮。从涨潮转变为落潮，或从落潮转变为涨潮，都不是立即进行的，而是海面处于一个相对平稳状态。前者叫做平潮，后者叫做停潮。平潮时的海面水位（即高潮高）与停潮时的海面水位（即低潮高）之差，叫做潮差。

海水在垂直方向上升降时的水位叫潮位。海水升得最高时叫高潮，降13《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件142.潮汐类型潮汐类型可分为三种：半日潮、全日潮和混合潮

半日潮：是在一个太阳日（24小时50分）内，有两次高潮，两次低潮。相邻两次高潮或低潮的潮高相等，且涨落潮的延续时间也相等，各为6小时12.5分。

全日潮：是在一个太阴日内，只有一次高潮和一次低潮。

混合潮：在一个太阴日内，内两次高潮、两次低潮。但其潮差不等，涨落潮的延续时间也不等。2.潮汐类型潮汐类型可分为三种：半日潮、全日潮和混合潮

半日15形成原因二、引潮力形成原因16另外：你见过旋转的雨伞吗？做一做另外：你见过旋转的雨伞吗？做一做17二、引潮力

一个简单的力学现象201201F0F1F2因为受力不同，相对运动；但若没有弹簧相连，必将分崩离析二、引潮力一个简单的力学现象2018二、引潮力：1.引潮力的成因分析

海洋水体发生全球性的周期性涨落运动，必定有一种力作用于它。这种力就是我们要分析的引潮力。引潮力的实质是什么？它是怎样产生的？二、引潮力：1.引潮力的成因分析

海洋水体发生全球性的周期性19《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件20古希腊哲学家柏拉图认为地球和人一样，也要呼吸，潮汐就是地球的呼吸。他猜想这是由于地下岩穴中的振动造成的，就像人的心脏跳动一样。汉代思想家王充在《论衡》中写到：“涛之起也，随月盛衰。”他们都指出了潮汐与月球有关系古希腊哲学家柏拉图认为地球和人一样，也要呼吸，潮汐就是地球的21到了17世纪80年代，英国科学家牛顿发现了万有引力定律以后，提出了潮汐是由于月球和太阳对海水的吸引力引起的假设，从而科学地解释了潮汐产生的原因。到了17世纪80年代，英国科学家牛顿发现了万有引力定律以后，22形成原因主要是地球表面的海水受到月球和太阳引力的影响

形成原因主要是地球表面的海水受到月球和太阳引力的影响23在讨论地球公转时，太阳、地球的半径都比日地距离小的多，在计算太阳对地球的引力时，不考虑他们的形状、大小，把质量全部集中在中心，但，实际上太阳、月球对地球的引力各地是差别的，在讨论地球公转时，太阳、地球的半径都比日地距离小的多，在计算24形成原因＊实际引力：各地受到月球的实际引力大小，而每个地点的实际引力皆不同，why？＊平均引力：各地实际引力的平均值。＊引潮力：使地球发生潮汐变形。形成原因＊实际引力：25二、引潮力地球是一个具有平均半径约6371千米的球体，构成这一庞大球体的各个质点，因其在地球体上所处的位置不同，而与月球质心具有不同的距离和相对位置。因此，根据万有引力定律可以知道，与月心距离和相对位置不同的地球上各质点，受月球实际引力的方向和大小，都有一定的差异。二、引潮力26《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件27形成原因※各地所受月球的『实际引力』可分解为『平均引力』、

『引潮力』形成原因※各地所受月球的『实际引力』可分解为『平均引力』、28地球的潮汐变形——正球体变成长球体太阳对地球的引力，整体上为地球绕转太阳提供向心力；地球各部分受“差别吸引”，使它发生潮汐变形；同理，月球的“差别吸引”，使地球在绕转月地共同质心中发生潮汐变形。EastChinaNormalUniversity地球的潮汐变形——正球体变成长球体EastChinaNo29引潮力引潮力及其分布：引潮力是一地所受天体引力同全球平均引力的差值；正反垂点的引潮力最大。引潮力方向：两头（垂点）向上，中间向下；潮汐隆起：向月（日）为顺潮；背月（日）为对潮。EastChinaNormalUniversity引潮力EastChinaNormalUniversit30图5-8引潮力及其分布细箭头为平均引力，粗箭头为实际引力，双线箭头为引潮力。引潮力=实际引力–平均引力。正反垂点的引潮力最大。图5-8引潮力及其分布31图5-9引潮力的水平分力都指向正反二个垂点，并在那里形成二个潮汐隆起，使地球由正球体变成长球体。图5-10正反垂点的引潮力向上，中间的引潮力向下，地球由正球体变成长球体。EastChinaNormalUniversity图5-9引潮力的水平分力都指向正反二个垂点，并在那里形32形成原因问：就太阳与月球对地球海水的影响力而言，何者的影响力较大？答：月球。原因：【註】M⊙为2×1030公斤，月球7.3×1022公斤，

太阳距地球約1.5×109公里，月球距地球約3.84×105公里。

形成原因问：就太阳与月球对地球海水的影响力而33形成原因你是否觉得奇怪，既然都受到月球引力，

为何C处的海水沒有往地表靠近，反而远离地表？形成原因你是否觉得奇怪，既然都受到月球引力，34形成原因答：※A所受的月球引力比B(地球中心)大，潮水自然吸引向月球，形成涨潮；※C所受的月球引力比B小，水位也会涨起。※A和C会潮涨，而D和E的水位较低，即是潮退。

形成原因答：35引潮力的因素对正反的正反垂点而言，引潮力的因素有三：天体质量m，天体距离d和地球半径r；引潮力公式的导出：按引力定律，在正反垂点所受引力分别为：EastChinaNormalUniversity；引潮力的因素EastChinaNormalUniver36EastChinaNormalUniversity正垂点的引潮力为：与d相比，r值是很小的。为简便起见，分子分母均略去括号内的r，使得同理反垂点：EastChinaNormalUniversity正垂37引潮力的大小，同天体距离的三次方成反比；上述公式不是引潮力普遍公式，且是近似的，但可以用比较太阴潮和太阳潮的相对大小；公式中2，G，r都是常数，不同天体的引潮力大小，仅取决于天体的质量m和距离d；太阴潮>太阳潮（2.2：1）。东汉王充“涛之起也，随月盛衰”。EastChinaNormalUniversity引潮力的大小，同天体距离的三次方成反比；EastChina38以上用两种方法分析中引潮力：绘图计算以上用两种方法分析中引潮力：39《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件40形成原因形成原因41形成原因形成原因42

三、海洋潮汐的规律性潮汐的基本周期每太阴日二次高潮和二次低潮；每朔望月二次大潮和二次小潮；逢朔望发生大潮（初一、月半）；逢上下弦发生小潮（初八、廿三）。EastChinaNormalUniversity三、海洋潮汐的规律性EastChina43《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件44《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件45上弦小潮上弦小潮46《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件47图5-11潮汐的基本周期：每太阴日二次高潮和二次低潮图5-12（上）逢朔望发生大潮（下）逢上、下弦发生小潮图5-11潮汐的基本周期：每太阴日二次高潮和二次低潮图5-48潮汐的复杂性日潮不等：若月球赤纬不等于零，它的两个垂点分居南北两半球，以致同一纬度（除赤道外）的顺潮与对潮有所不同，造成一日内二次高潮之间的差异；回归潮：月球赤纬

愈大，日潮不等愈显著，赤纬最大（

2835）时发生的潮汐；半日潮：在赤道上，一太阴日内有等高的二次高潮和低潮，间隔均匀；EastChinaNormalUniversity潮汐的复杂性EastChinaNormalUniver49北当月球的赤纬等于0北当月球的赤纬等于050北全日潮低潮线北全日潮低潮线51图5-13月球直射的半球，顺潮>对潮；非直射半球，顺潮<对潮如月球直射点（正垂点）落在20N内，则对宁波（30N）来说，顺潮时距正垂点只有10，，而在对潮时距反垂点达50N之遥。图5-13月球直射的半球，顺潮>对潮；非直射半球，顺潮<对52《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件53《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件54全日潮：其它日期，在

≥90

－

范围内，纬线全线位于顺潮（或对潮）半球内，以致那里每太阴日只有一次涨潮和落潮；混合潮：在其它纬度带，每太阴日虽有二次涨潮和落潮，但高度有所不同，涨（落）潮历时也有差异；EastChinaNormalUniversity全日潮：其它日期，在≥90－范围内，纬线全线位于顺潮55二分潮：春秋二分前后的朔望，日、月都在二分点附近，太阳潮和太阴潮潮汐隆起最为接近，潮差特大，日潮不等现象不显著；二至潮：冬夏二至前后的朔望，情形有所不同；近地潮与远地潮：近地点时的太阴潮比远地点时要大39.1%；而潮汐摩擦：潮流对海底的摩擦作用。EastChinaNormalUniversity二分潮：春秋二分前后的朔望，日、月都在二分点附近，太阳潮和太56《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件57《地球概论》第十二节-潮汐(61P)课件58形成原因问：按照上述的解释，应只有地球的左、右两边会涨潮、上下两边会退潮，但，事实上，同一个地点同一天会