潮汐

懒猴航海

什么是潮汐？潮汐是海洋里周期最长的一种波浪，它是海面周期性升降运动。
到过海边的人都知道，海水有涨潮和落潮现象。涨潮时，海水上涨，波浪滚滚，景色十分壮观；退潮时，海水悄然退去，露出一片海滩。通常，每昼夜海面有两次涨落现象，两次高潮一次在白天，一次在晚上。我国古书上说：“大海之水，朝生为潮，夕生为汐。”因此，“朝夕”加三点水，把海水的这种周期性升降现象命名为“潮汐”。
潮汐与人类的生活密不可分，它给人类带来了许许多多的财富和灾害。若没有潮汐，海边的人永远无法享受赶海的乐趣；海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中，凶涌而来的海水具有很大的动能，而随着海水水位的升高，就把海水的巨大动能转化为势能，在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转化为动能。海水在潮涨潮落运动中所包含的巨大动能和势能，人们称之为潮汐能。

海水的潮汐能大得惊人。在我国浙江省萧山县新湾海塘上，有两块钢筋混凝土块，每块的重量有12吨左右，在1968年的一次潮波过后发现，这两个庞然大物居然被海潮推移了30多米。可见海潮的力量是何等的巨大!
　　通常，海洋中的潮差不大，一般只有几十厘米至1米左右。而在喇叭状海岸或河口的地区，其潮差就比较大。例如，加拿大的芬迪湾、法国的塞纳河口、我国的钱塘江口、英国的泰晤士河口、巴西的亚马逊河口、印度和孟加拉国的恒河口等，都是世界上潮差较大的地区。其中芬迪湾的最高潮差记录达到了19米，是世界上潮差最大的地区。
　　海水潮汐能的大小随潮差而变，潮差越大则潮汐能也越大。据专家们估计，全球海洋中所蕴藏的潮汐能约有27亿千瓦，若能把它充分利用起来，其每年的发电量可达33480万亿度。无怪乎人们把巨大的潮汐能誉为“蓝色的煤海”!
法国、英国、美国、加拿大、阿根迁和前苏联各国都很重视潮汐电站的发展，其中法国一马当先。

我国的海岸线长达2万公里，潮汐能的蕴藏量至少在2亿千瓦以上，约占世界潮汐能的蕴藏量的8%。解放前，我国利用潮汐发电是一空白，新中国诞生后，海外学者纷纷回国报效祖国，从此潮汐能发电站在我国如雨后春笋般建立起来。

同时，潮汐能给人类带来许多灾难。
潮汐与航海有非常重要的关系，进出港必须推算好潮高潮时才能安全行驶，我们驾驶员必须掌握好潮汐的基本知识与潮汐潮流推算本领。
潮汐现象不仅海洋中有，地壳和大气中也有，分别称为固体潮和大气潮汐，固体潮的研究可为地震预报作出贡献，大气潮汐的研究可以使我们更深入地研究大气环流，那么潮汐究竟是怎样产生的呢？为了更好的了解这个问题，我们有必要先把潮汐的基本术语做一下介绍。
一、潮汐术语
（一）
潮汐（Tide）：海面周期性的涨落运动。
（二）
涨潮（Flood Tide）：潮汐过程中海面上升的过程。

（三）
高潮（HW）（满潮）：海面升到最高。
（四）
高高潮（HHW）：1个太阴日中发生的2次高潮中潮高较高的高潮。
（五）
低高潮（LHW）：1个太阴日中发生的2次高潮中潮高较低的高潮。
（六）
落潮（Ebb Tide）：潮汐过程中海面下降的过程。
（七）
低潮（LW）（干潮）：海面降到最低。
（八）
低低潮（LLW）：1个太阴日中发生的2次低潮中潮高较低的低潮。
（九）
高低潮（HLW）：1个太阴日中发生的2次低潮中潮高较高的低潮。

（十）
平潮（Slack）：高潮发生后，海面有一段时间呈现停止升降的现象。

（十一）
停潮（Stand）：低潮发生后，海面有一段时间呈现停止升降的现象。

（十二）潮差（Tidal Range）：相邻高、低潮潮高之差。

（十三）涨潮时间（Duration of Rise）：从低潮时到高潮时的时间间隔。
（十四）落潮时间（Duration of Fall）：从高潮时到低潮时的时间间隔。

（十五）潮高基准面（TD）：计算潮高的起算面。
（十六）海图深度基准面（CD）：计算海图深度的起算面。

（十七）潮高（Tide Height）：从潮高基准面到海面的高度。
（十八）潮时（Tide Time）：测定潮高的时间。

（十九）平均海面（MSL）：根据长期潮汐观测记录算得的某一时期的海面平均高度。

二、潮汐的基本成因：
古时候，很多先人都探讨过这个问题，提出过一些假想。我国古人曾认为潮汐是龙王定时吸水与吐水造成的；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。
随着人们对潮汐现象的不断观察，对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。我国古代余道安在《海潮图序》一书中说：“潮之涨落，海非增减，盖月之所临，则之往从之。”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。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，建立了著名的平衡潮理论。虽然在今天看来，平衡潮理论并不完善，但是我们从航海的实际需要出发，利用平衡潮理论解释潮汐的成因和特征。
牛顿在研究过程中，近似假定海水被等深的海水所覆盖，海面因为受到引潮力影响而发生的周期性涨落现象。
（一）、引潮力（Tide-generating Force）
所谓引潮力，也就是潮汐的原动力，是天体对地球上不同地点的引力和各点因为相对天体运动产生的惯性离心力的合力；其中以月球为最大，遥远的太阳次之（平均为月球的46%），其他天体则非常微弱。
以月引潮力为例，
1、
月球的引力（Moon’s Gravity）
2、
惯性离心力(Centrifugal Force)
（二）、月潮椭圆体
地表正对和正背向月球的两处都是引潮力最大的地方，因此造成高潮现象。

由于地球不断自转的原故，通常由高潮到下一个高潮，约隔12小时25分钟，而到再下一个高潮，则约隔24小时50分钟。这是因为地球自转的同时，月球也以同方向绕地球运行，每天在绕地轨道上前进的角度是360／29.5天，所以地球上同一点要多花24／29.5小时（即50分钟）才能再度正对月球。

三、潮汐的特征
（一）、潮汐周日不等(Diurnal Inequality of Tide)(周期一个太阴日,约24小时50分)
回归潮(Tropic Tide)：月球赤纬最大时的潮汐。
分点潮(Equinoctial Tide) 月球赤纬最小时的潮汐。
（二）、潮汐半月不等(Semi-menstrual Inequality of Tide)(周期约14.5日)
每当朔和望过后的一、两天，海面所受引力为日、月的总和，因而出现最高的高潮和最低的低潮，潮差最大，这就是大潮（Spring Tide）。而每当日、月、地球三者成直角关系（即上弦和下弦）过后的一、两天，日、月的引力互相抵消，便出现最低的高潮和最高的低潮，潮差最小，形成了小潮（Neap Tide）。因此，一个月中会发生两次大潮和两次小潮。这里发生的迟缓一、两天的原因，一般认为与海水相互之间及海水和海底间发生的摩擦力有关。
潮龄（Tidal Age）：由朔望至实际大潮发生的时间间隔。
大潮升（Spring Rise）：从潮高基准面到平均大潮高潮面的高度。
小潮升（Neap Rise）：从潮高基准面到平均小潮高潮面的高度。
（三）、潮汐视差不等(Parallax Inequality of Tide)（周期约27.3日）
四、潮汐的分类
（一）、正规半日潮
青岛、巴拿马
（二）、全日潮
北部湾、红岛
（三）、不正规日潮
鄂霍次克海的马都加和南海的暹罗湾
（四）、不正规半日潮
浙江镇海港和亚丁湾