什么是潮汐?

潮汐是由于地月吸引力引起的。

地月吸引力使得地球岩石圈、水圈和大气圈中会产生周期性的运动和变化，被称为“潮汐”，分为地潮、海潮和气潮。

绝大部分的水都是海水，海水受到太阳及月球的引力影响，就会产生上扬及下降的情况，由于地球、月球在不断运动，地球、月球与太阳的相对位置在发生周期性变化，因此引潮力也在周期性变化。

水随着地球自转也在旋转，而旋转的物体都受到一种力的作用。古代称白天的河海涌水为潮，晚上的称为汐，习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，它是一种沿海地区的自然现象。

凡是到过海边的人们，都会看到海水有一种周期性的涨落现象：到了一定时间，海水推波逐澜，迅猛上涨，达到高潮；过后一些时间，上涨的海水又自行退去，留下一片沙滩，出现低潮。如此循环重复，永不停息。海水的这种运动现象就是潮汐。法国文学称之为“大海的呼吸”。 潮汐现象的特点是每昼夜有两次高潮，而不是一次,“昼涨称潮，夜涨称汐”。简而言之“潮”指白天海水上涨，“汐”指晚上海水上涨，不过通常我们往往将潮和汐都叫做“潮”。

　　潮汐现象是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面铅直向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。

　　潮汐是所有海洋现象中较先引起人们注意的海水运动现象，它与人类的关系非常密切。海港工程，航运交通，军事活动，渔、盐、水产业，近海环境研究与污染治理，都与潮汐现象密切相关。尤其是，永不休止的海面铅直涨落运动蕴藏着极为巨大的能量，这一能量的开发利用也引起人们的兴趣。

有下面这样一个事实：在任何时刻，围绕地球的海平面有两个突出的部分， 在理想的情况下它们分别出现在地表面离月球最近和最远的地方。 如果说潮汐是月球的引力造成的，在离月球最近的地方海水隆起是可以理解的，但为什么在远离月球的地方海水也隆起？如果说潮汐是万有引力现象，似乎应该与质量成正比，与距离平方成反比。太阳的质量比月球大27×105 倍，而太阳到地球距离的平方只比月球到地球距离的平方大15×105倍， 两者相除，似乎太阳对海水的引力比月球还应该大180倍，为什么月球对潮汐起主要作用？这些通过分析计算来加以说明。

海洋天文潮汐

地球上的潮汐现象并不限于海洋，大气和固体地壳都有。但是，最明显的潮汐现象发生在海洋。海洋潮汐有多方面的因素，其中，最基本的因素是天文因素。本节主要说明的是海洋天文潮汐。

503潮汐现象

§503—1海面的潮汐涨落

海水在一天内有二次涨落。我国古时把发生在午前的一次海水上涨称为潮，午后的一次叫做汐。按字面分析，取其“朝”潮“夕”汐之意，合称潮汐。

从一地的潮汐现象看来，涨潮就是海面上升，落潮就是海面下降。涨潮和落潮交互更替：涨潮转变为落潮时，水位最高，称为高潮；落潮转变为涨潮时，水位最低，称为低潮。涨潮和落潮，高潮和低潮，都是周期性来临的，其周期是半太阴日，即约12时25分。因此，一般地说，一天有二次涨潮和落潮，二次高潮和低潮。

每一次潮汐涨落，并不是前一次的简单重复。高潮不是同样地高，低潮也不是同样地低。高潮和低潮的水位差，叫做潮差。潮差也有周期性变化。在一个周期内，潮差由大变小，然后由小变大。潮差最大时的潮汐叫大潮；潮差最小时的潮汐叫小潮。从这一次大潮到下一次大潮，或从这一次小潮到下一次小潮，其周期是半朔望月，即约1477日。因此，每月有二次大潮和二次小潮。

若从全球范围来考察潮汐现象，那么，一些地方发生涨潮，必在另外一些地方发生落潮；反之，一些地方若是落潮，正好证明另外一些地方正在涨潮。这种此起彼落的海水运动，称为潮波。另外，潮汐涨落是通过海水的流动来实现的。海水的流入造成涨潮，海水的流出造成落潮。海水不断地从正在落潮的海域，流向正在涨潮的海域。这样的海水流动，叫做潮流。

总之，从全球范围来看，潮汐现象实际上是海水的一种波动。它既有垂直的升降，也有水平的流动。

§503—2地球的潮汐变形

潮汐现象，许多世纪以来，对于科学家和航海家们都是一个猜不破的谜。“海上明月共潮生”，古人清楚地看出，潮汐涨落明显地同月亮有关。例如，高潮到来的时刻逐日推迟，与月亮中天时刻每日向后推延一致。又如，潮差的大小总是同月相盈亏相联系：大潮发生在朔望，小潮发生在上、下弦。东汉学者王充早就指出：“涛之起也，随月盛衰”。唐代学者余道安在其所著《海潮图序》中说：“潮之涨退，海非增减。盖月之所临，则水从往之……此竭彼盈，往来不绝，皆系于月，不系于日”。但人们不解其间的关系到底何在？伽利略曾错把潮汐现象当作地球运动的直接证据。他认为，地球的运动产生颠动，使海洋中的水来回冲击，就象盛在盆里的水晃来晃去一样。直到牛顿发现万有引力后，潮汐现象才获得科学的解释。

从全球范围来看，潮汐现象首先是地球的变形现象。假如地球本是个正球体，那么，它要在自转过程中，由正球体变成较为明显的扁球体（参见§602-2）；又要在公转过程中，由正球体变成不很明显的长球体60000056_152_1①。前者是永久性的变形，与潮汐现象无涉；后者是周期性变形，称为潮汐变形。

这里所说的公转，是指地球和太阳环绕它们的共同质心的运动，也指地球和月球环绕地月系共同质心的运动。前面已经提到，而且以后还要说明，地球上的潮汐现象，主要是由月球造成的。但为了说明问题简单起见，首先是以日地的相互绕转为例，因为太阳与地球的质量悬殊，共同质心十分接近太阳中心，因此，这种运动可以简单地看作地球环绕太阳公转。

地球绕太阳公转是一种向心运动，需要向心力。太阳的引力提供了地球绕太阳公转所需的向心力。这个力的作用，使地球不断地落向太阳。但按地球每秒30km的运动速度，这种向心运动不致于使地球最终坠入太阳，而只是不断地使它偏离其惯性直线路径而“落入”自己的轨道（图5—10）。尽管如此，我们仍然应该把地球绕太阳的公转，看作既是持续向前的运动，又是不断地落向太阳的运动。

图5－10太阳的引力使地球不断地从它的惯性直线路径“落入”自己的轨道

图5－11潮汐变形

我们知道，引力的大小与距离的平方成反比。地球的不同部分，对太阳有不同的距离和方向，因而受到太阳的差别吸引，即不同大小和方向的吸引，从而有不同的降落速度。引力大，降落快；引力小，降落慢。差别吸引使地球在绕太阳公转过程中，由正球体变成长球体（图5—11），即在天体引力的方向上，地球被“拉长”了。

504 引潮力

§504—1引潮力及其分布

地球各部分受到太阳的差别吸引，其中，地心所受的太阳引力，不论方向和大小，无疑都是全球的平均值。同这个平均引力相比较，各地实际所受的太阳引力，总存一个差值。这个差值就是使地球发生潮汐变形的直接原因，因而被称为引潮力（也有叫起潮力或长潮力的）。由此可知，地球所受的太阳引力，整体上（平均引力）为它提供绕太阳公转所需的向心力；而各部分之间存在的引力差异（引潮力）使它发生潮汐变形。

引潮力之所以会使地球发生变形，还在于它本身也因地点而不同：

——太阳在地球上的直射点及其对跖点，被叫做太阳垂点。前者面对太阳，距离最近，是正垂点；后者背向太阳，离太阳最远，是反垂点。正垂点所在的半球，所受的太阳引力大于全球平均引力，那里的引潮力是向太阳的。因此，这个半球在落向太阳的过程中是超前的。反之，反垂点所在的半个地球，所受的太阳引力小于平均引力，那里的引潮力是背向太阳的。因此，这个半球在落向太阳的过程中，总是落后的。向太阳的半个地球超前（向前凸出），背太阳的半个地球落后（向后凸出），于是，地球由正球体变成了长球体。

——在全球各地，正反垂点的引潮力不仅最大，而且方向向上（对地面的重力方向而言，下同）。随着离正反垂点距离的增加，引潮力逐渐变小，其方向则渐趋水平直至向下（图5－13）。

图5—12 引潮力及其分布

图中的细箭头表示平均引力，粗箭头表示实际引力，双线箭头表示引潮力。引潮力＝实际引力－平均引力。正反垂点的引潮力最大

在距垂点最远的地方，即以正反垂点为两极的大圆上，引潮力最小，方向向下。两端的引潮力向上，中间的引潮力向下，于是，地球由正球体变成了长球体。

综上所述，太阳对地球各部分的差别吸引，使地球在绕太阳公转的同时，由正球体变成了长球体。同理，月球对地球各部分的差别吸引，也使地球在绕转地月系质心的同时，由正球体变成长球体；而且，其影响远超过前者。

我们知道，海水具有流动性，它对外来变形的反应显得特别敏感。岩石圈是固体，具有很高的刚性（不是绝对不变形）。所以，地球由正球体变成长球体，被变形的首先是覆盖地表的水体。这就是说，在地球正反垂点的周围，形成两个水位特高的区域，称为潮汐隆起。一个向着月球（或太阳），称为顺潮；另一个背向月球（或太阳），叫做对潮。

图5－13引潮力的分布两端（正反垂点）的引潮力向上，中间的引潮力向下，地球便由正球体变成长球体。

§504—2引潮力的因素

一地的引潮力，是该地所受天体的实际引力同平均引力（即地心所受引力）的差值。为求引潮力的大小，便需求出地面和地心所受的天体引力。对于天体在地球上的正反垂点来说，情况最为简单，决定引潮力的大小，仅是天体质量（m）、天体距离（d）和地球半径（r）三个因素。因为在垂点上，地球半径和天体距离都在一直线上，天体对于地面和地心的引力，没有方向上的差异。

如图5—15所示，按万有引力定律，在地心，单位质量物体所受天体引力为

图5－14引潮力的水平分力都指向正反二个重点，并在那里形成二个潮汐隆起，从而使地球由正球体变成长球体

式中G为引力常数。

同理，正反垂点所受引力分别为：

显然，f1＞f0＞f2

按引潮力定义，正垂点的引潮力为

同d相比，r是很小的。为简单起见，上式分子和分母中，同时略去括号内的r，便得

同理，可得反垂点的引潮力为

上列公式中，以天体引力的方向为正。正反垂点的引潮力方向，虽有正负之分，但它们都与重力方向相反，都是向上。由该公式可知，引潮力的大小与天体距离的三次方成反比。图5－15正反垂点的引潮力因素：天体质量

（m）、天体距离（d）和地球半径（r）

§ 504—3太阴潮与太阳潮

地球的引潮天体有二：月球和太阳。在太阳系中，前者距地球最近；后者的质量最大。由月球引起的潮汐，叫太阴潮；由太阳引起的潮汐，叫太阳湖。二者的相对大小，可以用上述引潮力公式进行比较。该公式虽不是引潮力的普遍公式，它只适用于正反垂点（而且是近似的），不能用来比较二地的引潮力大小。但在比较太阴潮和太阳潮的相对大小时，只需比较二者各自垂点的引潮力的大小，而无需涉及地点因素。

按正反垂点的引潮力公式：

式中的2、G、r都是常数，因此，不同天体的引潮力的大小，仅取决于引潮天体的质量（m）和距离（d）。我们知道，太阳质量是地球质量的 333 000倍，而地球质量又是月球质量的813倍，由此可知，太阳质量约为月球质量的27 100 000倍。又日地平均距离约为 149 600 000km，月地平均距离为 384 400km；前者约为后者的 390倍。据此，月球与太阳的引潮力之比为：

即太阴潮是太阳潮的两倍多；或者说，太阳潮不及太阴潮的一半。

505海洋潮汐的规律性

§505—1海洋潮汐的周期性

两个潮汐隆起存在于地面上，却要受天上月球的曳引而随之移动。或者说，地球向东自转，而潮汐隆起却始终滞留在月垂点上。从一个特定地点看来，随着月球的周日运行，海洋便周期性地发生潮汐涨落。

潮汐的基本周期有二：

——每太阴日两次高潮和低潮。太阴潮是海洋潮汐的主体，因此，潮汐的周期性，首先是月垂点向西运动的周期性。月球垂点的向西移动，主要是由于地球的向东自转，其次是月球本身的向东公转。前者使月垂点每太阴日向西移动360°；后者使月垂点每太阳日向东移动13°10′（图5—16）。二者联合结果，使月垂点和它周围的潮汐隆起，以太阴日为周期，在地球上的中低纬度带自东向西运行。这两个潮汐隆起向哪里接近，那里就涨潮；从哪里离开，那里就是落潮。同理，它们到哪里，那里就是高潮；它们离开哪里最远，那里便是低潮。这样，在同一地点，一个太阴日内，就有二次涨潮和落潮，二次高潮和低潮。

太阴日长度为24时50分，因此，相应的高潮和低潮到来的时刻，逐日推迟约50分种。

——每朔望月两次大潮和小潮。太阳潮和太阴潮同时存在，地球上的潮汐现象是二者合成的结果。由于地球的自转和公转，太阳垂点以太阳日为周期，在地球上南北回归线之间的地带向西运行。但太阳潮远不及太阴潮，其作用主要表现在对太阴潮的干扰。由于太阳日和太阴日是两个不等的周期，这种干扰同月球和太阳的会合运动相关，因而以朔望月为周期。

图5—16 潮汐的基本周期：每太阴日二次高潮和二次低潮

每逢朔望（旧历初一和月半），月球、太阳和地球成一直线，月球和太阳的垂点最接近，因而太阳潮最大程度地加强了太阴潮，从而形成一月中特大的太阴、太阳合成潮。这时，高潮特别高，低潮特别低，潮差最大，称为大潮（图5—17）。民谚有“初一月半看大潮”。大潮发生在朔望，因此又叫朔望潮。

反之，每逢上下弦（旧历初八、廿三），月球、地球和太阳三者形成直角，月球和太阳的垂点相距最远（90°），以致太阳潮最大程度地牵制和削弱太阴潮，从而形成一月中最低的高潮和最高的低潮，潮差最小，叫做小潮。民谚有“初八、二十三，到处见海滩”。小潮发生在每月的上下弦，故又称方照潮。

太阴（日）和朔望（月），是海洋潮汐的基本周期。据此，可推算和预告高潮的约略时刻和大潮的约略日期，特别是大潮期间的高潮时刻。

图5—17 潮汐的基本周期：每朔望月二次大潮和二次小潮

（上）每逢朔望发生大潮；（下）每逢上、下弦发生小潮。

§ 505—2海洋潮汐的复杂性

每太阴日的二次高潮和低潮，每朔望月的二次大潮和小潮，体现了海洋潮汐的基本规律性。此外，海洋潮汐还有一些次要的规律性。这些次要的规律，是对基本规律的复杂化。因此，我们把它们看成潮汐现象的复杂性。

月球和太阳，不仅有黄经的变化，而且，由于黄赤交角和黄白交角的存在，它们之间还有赤纬的差异。同时，月地距离和日地距离也要发生变化。这些都是海洋潮汐的因素。

——赤道潮与回归潮。如果月球的赤纬为零，它的两个垂点都落在赤道上，全球各地在一个太阴日内，都有相等的二次高潮和低潮，潮汐的高度则自赤道向两极递减，南北对称。这样的潮汐称为赤道潮（或称分点潮）。若月球赤纬不等于零，它的两个垂点便分居南北两半球，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，称为日潮不等（图5—18）。月球的赤纬愈大，日潮不等现象愈显著，月球赤纬最大（± 28°35′）时所发生的潮汐，称为回归潮。

在一个交点月内，出现二次赤道潮和回归潮。由于这一变化，地球上各地在一个潮汐周期内，涨落的方式便有所不同。在赤道上，或发生赤道潮时，一太阴日内有等高的二次高潮和低潮，间隔均匀，叫做半日潮。其它日期，在纬度j≥90°－δ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，这样的潮汐称为全日潮。如同极昼（夜）的情形一样，其发生范围视月球的赤纬（δ）而定。在其它纬度地带，每太阴日虽有二次涨潮和落潮，但涨落高度有所不同，涨（落）潮历时也有差异，这样的潮汐称为混合潮。

——二分潮与二至潮。太阳赤纬的变化，同样对潮汐产生影响。所不同的是，太阳潮＜太阴潮，不象月球赤纬变化所造成的赤道潮与回归潮那样来得明显。但当太阳赤纬与月球赤纬的效

应结合起来时，就出现潮汐现象的另一种周期变化：春秋二分前后的朔望，太阳和月亮都在二分点附近，太阳潮和太阴潮的潮汐隆起最为接近，潮差特大，日潮不等现象不显著，这时的潮汐称为二分潮。反之，冬夏二至前后的朔望，情形有所不同，称为二至潮。

图5—18日潮不等

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20°N，那么，对宁波（30°N）来说，顺潮时距正垂点只有10°，而在对潮时距反垂点达50°之遥。

——近地潮与远地潮。潮汐现象的复杂性，除了随月球赤纬而变化以外，还要因月地距离而变化。月球轨道的偏心率较大，月地距离在近地点时为57个地球半径，在远地点时为64个地球半径。按引潮力大小与天体距离的三次方成反比，近地点时的太阴潮比远地点时要大39 l％。

近点月的平均周期为275546日，比朔望月约短2日。因此，在每个朔望月里，近地潮同朔望潮出现的相对时间，是不断变动的。当近地潮遇上朔望潮时，潮差就特别大；而当远地潮遇上方照潮时，潮差便特别小。

同样的推论也完全适合于日地系统。近日潮与远日潮的变化周期为近点年（ 365 2596日）。由于太阳潮不及太阴潮的一半；而且，地球轨道的偏心率较小，所以，太阳潮的这种变化，只是叠加在太阴潮变化的不甚明显的起伏罢了。

——除天文因素外，海洋潮汐还有其气象和水文因素。前者指气流情况，后者指水流情况，二者都是非周期性因素。潮汐现象大体上存在于一切海域，但是，特别显著的潮汐只发生在沿海，并且与海盆因素（包括海盆形状与海水深度）密切相关。例如，我国的钱塘潮，就同它所处的河口位置有关。钱塘江口与杭州湾的广阔水域毗连，呈喇叭状，阔口向外，吞纳大量海水。杭州湾口宽度为100km，向里逐渐狭窄，至浙江澉浦，水面宽度只有20km。澉浦以西的河段，水底有一条南北相连的像门槛似的沙滩，叫做“沙坎”，水浅，坡度微缓，阻滞潮波前进，使潮浪处于“前无去路，后有追兵”的状态，水体壅积，激起汹涌澎湃的怒潮，蔚为奇观。

——此外，海水本身具有一定的粘性，存在着内摩擦；同时，海底对潮流也有一定的摩擦作用。因此，高潮到来的时刻，一般都落后于月亮中天的时刻，其差值称高潮间隔，具体间隔时间则因地而异。同理，大潮发生的日期，一般都落后于朔望日期，其值通常是l—3日。“八月十八潮，壮观天下无！”是北宋文豪苏东坡为举世闻名的钱塘潮写下的千古名句。他指出，观潮的最佳日期不在月望的八月十五日，而挪后至八月十八日。

506潮汐作用

§506—1引潮力是一种瓦解力

引潮力的大小与天体距离的三次方成反比。在相互间距离较远的两天体间，引潮力是很小的，如太阳系其它行星与地球之间的引潮力，可以略而不计。但是，在两天体接近的情况下，引潮力就显得很大，成为一种瓦解力量。例如，在太阳系起源的众多假说中，就有“潮汐”一说，由英国天文学家金斯（1877—1946）提出。他认为，大约20亿年前，有一颗巨大的恒星接近太阳。由于引潮力的作用，太阳表面产生潮汐隆起，一部分物质脱离太阳，形成一个雪茄形的长条物绕转太阳。以后，长条物分裂成几个巨大气块，并逐渐凝聚、集结而成各个行星。新近的一个例子是，1994年7月撞击木星（人类有史以来首次预测太阳系的重大碰撞事件）的苏梅克-列维9号彗星，由21颗分离的彗核组成。它就是被木星的引潮力“拉扯”成连串珍珠的。

月球对地球的引力，只值太阳引力的1/150。可是，它对地球的引潮力，却超过太阳引潮力的二倍。假如月球比现在更接近地球，情况将会怎样？从理论上说，存在一个界限：在这个距离上，地球引潮力的“拉扯”作用，将把月球撕裂。法国天文学家洛希（1820—l883）研究指出，卫星免遭母行星引潮力的破坏，它离母行星的最小距离，是其母行星半径的 244倍。这个距离后来被称为“洛希极限”。照此推算，地球的洛希极限为 15 562km。这就是说，行星周围一定空间范围内，不容许有卫星的存在。这个结论不适用于人造卫星，因为人造卫星质量很小，而且是由金属构成的。

土星光环到土星中心的距离为231土星半径，略小于洛希极限。对土星环的成因虽然还存在分歧意见，但最常见的解释是，土星曾一度有一颗较近的卫星，它在洛希极限内徘徊时，引潮力把它粉碎成细小的碎片，散开成为土星的光环。

§506—2潮汐摩擦

潮流对海底具有摩擦作用，叫做潮汐摩擦。值得指出的是，潮汐摩擦不是单纯的海水问题，而是地球整体的问题。

如果把月球对于地球的引力看作集中于一点，那么，这个引力中心（Q）不在地心，而是偏向近月半球和偏东半球（图5—19）。近月半球与远月半球按月地的距离而分。引力中心偏向近月半球，这是因为引力大小与距离平方成反比，近月半球所受的月球引力，总是大于远月半球。偏东半球和偏西半球按月球绕转的方向而分。由于海水的粘性及海底摩擦，潮汐隆起在向西运行中，总是落后于月垂点，即位于垂点以东。

既然月地间的引力作用偏离地球中心，它就产生力矩，从而影响地球和月球的运动。具体地说，月球对于地球的引力有一个向西的分量。这个分力对于地球的向东自转起看减速作用，即像刹车那样的作用。通常提到潮汐摩擦，总是强调这个作用，其实，它还有另外的一面：地球对于月球的引力有一个向东分量。这个分力对于月球公转起着加速作用。

值得指出的是，月球绕转的速度，是同月地距离相适应的。月球绕转速度加快的结果，必然是月地距离的增大；而月地距离增大，必然是月球绕转速度的减慢。这样看来，潮汐摩擦作用的结果，是使地球自转和月球公转的速度减慢，即周期变长。比较起来，地球自转周期变长较为明显，而月球绕转周期变长更为缓慢。目前，恒星月长度（月球绕转周期）是恒星日（地球自转周期）的27倍多。随着潮汐摩擦的持续作用，在遥远的未来，这二个周期将渐趋一致，月球与地球保持相对静止。那时候，地球上的1日就是 1月。但是，这种情况不会永久维持，因为地球与太阳并不是相对静止的。

根据对远古时代的日、月食的研究，因潮汐摩擦，日的长度每世纪增长00016秒。如果忽视这个因素，根据现代天文数据推算远古的天文事件，不可能是十分准确的。

同理，地球对月球的潮汐作用（其效应是更为强烈的），使得月球的自转成为同步自转。

图5—19地球所受引力中心（Q）偏离地球几何中心

§506—3 潮汐的地理意义

潮汐现象在国民经济中具有重要的意义，各种海洋事业都与潮汐涨落密切相关。人们根据潮汐涨落的规律，张网捕鱼，引水晒盐;利用广阔的海涂，发展水产养殖事业。潮汐还是取之不尽、用之不竭的动力资源，可以利用它发出强大的、廉价的电力。

潮汐涨落对海洋航运事业至为重要。世界上许多浅水港口，诸如我国的上海，英国的伦敦和德国的汉堡等，在很大程度上都是依赖潮汐而存在的。巨型的远洋航轮，只有利用涨潮时的较高水位，才能进出海港。倘若月球一旦停止对地球的引潮作用，那么，这些海港将减低或丧失它们在海运上的地位。

决定一个国家的领海，亦与潮汐现象有关。领海是指海岸向海洋延伸若干距离的海水领域。海岸线因潮汐涨落而进退，因此，国际上规定，计算一个国家的领海，以大于潮时----即海水落得最低时候的海岸线为准。

复习与思考

●什么是地球的潮汐变形？它是怎样发生的？

●什么是引潮力？引力的大小与距离的平方成反比，而引潮力的大小与天体距离的立方成反比，这是为什么？除距离因素外，引潮力的大小还有什么别的因素？

●高（低）潮到来的时刻为什么逐日推迟？为什么逢朔望发生大潮，逢上下弦发生小潮？

●若月地平均距离增大为 768 800km（不计因距离改变而引起周期的变化），那么，地球上的潮汐现象将会发生怎样的改变？

①潮汐现象比现在增强，还是减弱？

②太阴潮与太阳潮哪个大些？大多少倍？

③这时，潮汐涨落周期将发生怎样的变化？

④这时，是否仍有每月二次的大潮和小潮？

●已知日地距离是月地距离的390倍，如果太阳质量增大为月球质量的 59 319 000倍，那么，太阴潮与太阳潮 是否有所不同？在那种情形下，大潮和小潮怎样不同于目前的情况？

●何谓日潮不等？什么是全日潮？月球赤纬的变化如何影响日潮不等和全日潮发生的范围？

于日、月引潮力的作用，使地球的岩石圈、水圈和大气圈中分别产生的周期性的运动和变化的总称。固体地球在日、月引潮力作用下引起的弹性—塑性形变，称固体潮汐，简称固体潮或地潮；海水在日、月引潮力作用下引起的海面周期性的升降、涨落与进退，称海洋潮汐，简称海潮；大气各要素（如气压场、大气风场、地球磁场等）受引潮力的作用而产生的周期性变化（如8、12、24小时）称大气潮汐，简称气潮。其中由太阳引起的大气潮汐称太阳潮，由月球引起的称太阴潮。因月球距地球比太阳近，月球与太阳引潮力之比为11：5，对海洋而言，太阴潮比太阳潮显著。地潮、海潮和气潮的原动力都是日、月对地球各处引力不同而引起的，三者之间互有影响。大洋底部地壳的弹性—塑性潮汐形变，会引起相应的海潮，即对海潮来说，存在着地潮效应的影响；而海潮引起的海水质量的迁移，改变着地壳所承受的负载，使地壳发生可复的变曲。气潮在海潮之上，它作用于海面上引起其附加的振动，使海潮的变化更趋复杂。作为完整的潮汐科学，其研究对象应将地潮、海潮和气潮作为一个统一的整体，但由于海潮现象十分明显，且与人们的生活、经济活动、交通运输等关系密切，因而习惯上将潮汐(tide)一词狭义理解为海洋潮汐。

潮汐能是以位能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。海水涨落的潮汐现象是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的。在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋转，这种水位的上升以周期为12小时25分和振幅小于1m的深海波浪形式由东向西传播。太阳引力的作用与此相似，但是作用力小些，其周期为12小时。当太阳、月球和地球在一条直线上时，就产生大潮(spring tides)；当它们成直角时，就产生小潮(neap tides)。除了半日周期潮和月周期潮的变化外，地球和月球的旋转运动还产生许多其他的周期性循环，其周期可以从几天到数年。同时地表的海水又受到地球运动离心力的作用，月球引力和离心力的合力正是引起海水涨落的引潮力。除月球、太阳外，其他天体对地球同样会产生引潮力。虽然太阳的质量比月球大得多，但太阳离地球的距离也比月球与地球之间的距离大得多，所以其引潮力还不到月球引潮力的一半。其他天体或因远离地球，或因质量太小所产生的引潮力微不足道。根据平衡潮理论，如果地球完全由等深海水覆盖，用万有引力计算，月球所产生的最大引潮力可使海水面升高0．563m，太阳引潮力的作用为O．246m，夏威夷等大洋处观测的潮差约1m，与平衡潮理论比较接近，近海实际的潮差却比上述计算值大得多。如我国杭州湾的最大潮差达8．93m，北美加拿大芬地湾最大潮差更达196m。这种实际与计算的差别目前尚无确切的解释。一般认为当海洋潮汐波冲击大陆架和海岸线时，通过上升、收聚和共振等运动，使潮差增大。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。或者说，与潮差的平方和水库的面积成正比。和水力发电相比，潮汐能的能量密度很低，相当于微水头发电的水平。世界上潮差的较大值约为13～15m，但一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。

潮汐是因地而异的，不同的地区常有不同的潮汐系统，它们都是从深海潮波获取能量，但具有各自独特的特征。尽管潮汐很复杂，但对任何地方的潮汐都可以进行准确预报。海洋潮汐从地球的旋转中获得能量，并在吸收能量过程中使地球旋转减慢。但是这种地球旋转的减慢在人的一生中是几乎觉察不出来的，而且也并不会由于潮汐能的开发利用而加快。这种能量通过浅海区和海岸区的磨擦，以17TW的速率消散。只有出现大潮，能量集中时，并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方，从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有，但世界各国已选定了相当数量的适宜开发潮汐能的站址。据最新的估算，有开发潜力的潮汐能量每年约200TW·h。

全世界潮汐能的理论蕴藏量约为3 ×109kw。我国海岸线曲折，全长约18×104km，沿海还有6000多个大小岛屿，组成14×104km的海岸线，漫长的海岸蕴藏着十分丰富的潮汐能资源。我国潮汐能的理论蕴藏量达11×108kw，其中浙江、福建两省蕴藏量最大，约占全国的809％，但这都是理论估算值，实际可利用的远小于上述数字。

潮汐是沿海地区的一种自然现象，古代称白天的潮汐为“潮”，晚上的称为“汐”，合称为“潮汐”，它的发生和太阳，月球都有关系，也和我国传统农历对应。在农历每月的初一即朔点时刻处太阳和月球在地球的一侧，所以就有了最大的引潮力，所以会引起“大潮”，在农历每月的十五或十六附近，太阳和月亮在地球的两侧，太阳和月球的引潮力你推我拉也会引起“大潮”；在月相为上弦和下弦时，即农历的初八和二十三时，太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就发生了“小潮”，故农谚中有“初一十五涨大潮，初八二十三到处见海滩”之说。另外在第天也有涨潮发生，由于月球每天在天球上东移13度多，合计为50分钟左右，即每天月亮上中天时刻（为1太阴日=24时50分）约推迟50分钟左右，（下中天也会发生潮水每天一般都有两次潮水）故每天涨潮的时刻也推迟50分钟左右。

但由于，月球和太阳的运动的复杂性，大潮可能有时推迟一天或几天，一太阴日间的高潮也往往落后于月球上中天或下中天时刻一小时或几小时，有的地方一太阴日就发生一次潮汐。

太阳和月球引力对地球上的水（液体）起作用如此大，对地壳的固体大陆也起作用会发生“陆潮”，“陆潮”可能会促使引发地震，所以在作地震预报时应虑月相；

太阳和月球引力对地球上的大气（气体）也会发生很大的作用，发生“大气潮”，引起大气对流和大气运动上的变化，会引起气候上的变化。（这和认为气候的变化与月亮无关的传统观点是抵触的。）故气象专家建议在作天气预报时应考虑月相。

据现代科学发现太阳和月球引力还可能对人体或生物体中的液体等会发生作用，形成神秘的“生物潮”和“人体潮”，有日本科学家正对此问题在作研究。我国古代有一句谚语“逃过初一，也逃不过十五”也是对这种神秘的生物潮和人体潮可能会引发人或其它生物的病情加重，或精神上的变化的生动写照。

我国劳动人民在千百年来总结经验出来许多的算潮方法（推潮汐时刻）如八分算潮法就是其中的一例：简明公式为：

高潮时=08h×[农历日期-1(或16)]+高潮间隙

上式可算得一天中的一个高潮时，对于正规半日潮海区，将其数值加或减12时25分(或为了计算的方便可加或减12时24分)即可得出另一个高潮时。若将其数值加或减6时12分即可得低潮出现的时刻——低潮时。