一天出现两次涨潮和退潮,主要源于月球引力与地球自转的相互作用。关键机制包括:月球引力在地球近月侧和远月侧分别形成海水凸起,地球自转使同一地点每日两次经过这两个凸起区域,从而形成周期性潮汐现象。太阳引力虽弱但会叠加或削弱月球引力的效果,导致潮汐强度的季节性变化。
月球引力是潮汐的主因。地球近月侧的海水因距离月球更近,受引力更强而被“拉起”;远月侧的海水则因地球绕地月公共质心运动的离心效应被“甩出”,形成第二个凸起。地球自转一周(约24小时)期间,地表各点会依次经过这两个凸起区域,因此同一海岸线每日经历两次涨潮和两次退潮。太阳的引力虽仅为月球的2/5,但当三者位置成直线(新月或满月)时,引力叠加形成“大潮”;成直角时(上弦月或下弦月),引力部分抵消形成“小潮”。
潮汐现象还受地形影响。狭窄海湾或河口会放大潮差,而开阔海域潮汐较平缓。例如钱塘江大潮因喇叭形河口地形使潮水高度骤增,成为自然奇观。地球自转与月球公转的周期差(约50分钟)导致每日潮汐时间延后,形成约12小时25分钟的潮汐间隔。
理解潮汐规律对航海、渔业及能源开发至关重要。潮汐能作为可再生能源,已应用于发电技术。下次观察潮汐时,不妨留意其与月相、地形的关联,感受天体力学与地球自转的奇妙协同。