海洋涨潮落潮的水从哪里来又到哪里去了?

先说结论:地球上的水涨来涨去就那么多,还是在海洋这个大盆子里。

涨潮和退潮不是多出来的水,而是一个盆子里的水这里高了,那里就低了,这里落回去了,那里又涨起来了,这样自己来回折腾。

所以潮水从何而来,还是回到何处去了而已。

地球是个直径12756公里的大球,这个球由几个层次组成,分别为大气圈、水圈、地壳圈、地幔、地核。

水圈就是在地壳上占有71%面积的江河湖海,主要是海洋。地球引力把这些水牢牢吸附在地壳上。

但地球在自转,受到月球、太阳等天体引力影响,这就注定了这些水不能风平浪静的呆着,必定会波涛汹涌潮起潮落。

潮起潮落是地球自转和引力摄动的结果。

万有引力是我们这个世界最基本的四种力之一,充斥在宇宙每一个角落,任何物体之间都有引力作用。

我们地球被太阳引力牵制着,只得围绕着太阳公转;而月球又被地球引力牵制着,只得围绕着地球公转。

这些引力必然会对地球上的物体产生影响。

引力定律表达为:F=GMm/r^2

式中,F表示引力大小值,G为引力常量,约等于6.67x10^-11N·m^2/kg^2;M和m是两个相互作用物体的质量;r为物体质点之间的距离。

这个定律表示引力大小与物体之间的质量乘积成正比,与距离平方成反比。也就是说距离越近,引力越大,距离越远,引力会以指数级衰减。

因此,太阳引力虽大,但人和各种物体还是被牢牢吸引在地表上,因为与地球距离太近;同理,由于太阳距离地球1.5亿公里,月亮距离地球平均38.4万公里,地球与月球的引力相互作用就比太阳更明显。

引力派生出了引潮力,这才是涨潮落潮的根本原因。

引力表现为对物体总体的拉拽力,而引潮力是引力派生出来对物体不同部位的拉拽力。

星球都是一个圆形,引力落在星球不同部位就会有距离差异,这样引力大小就不一样,这就是引潮力。

引潮力大小与引力有些不同,与距离关系更为敏感和密切。

引潮力公式:F1=GMm/r^3

式中,F1为引潮力值;G为引力常量;M和m为引潮力作用大小天体质量;r为引潮力作用天体之间距离。

从公式可以看出,引潮力相对引力,距离衰减得更厉害,是以立方指数衰减的。

因此在距离很远时,天体之间的引潮力表现得不明显,随着距离的拉近,表现得就越来越厉害,甚至极端。

引潮力极端临界点就叫“洛希极限”。

所谓“洛希极限”就是当两个天体靠近到达一个临界点时,引潮力会把一个天体撕碎。

研究认为,土星的光环就是因为一颗小天体靠近土星到达“洛希极限”时,被土星引潮力撕碎的碎块组成。

引潮力实际上是在总引力下,表现出对星球不同部位的拉拽力不一样,使这个星球变形的力。

地球对月球的引潮力本来就有这种效应,但由于月球是岩石刚体外壳,潮汐力导致的变形就不明显,除了用精密仪器测量,人眼是看不出来的。

地月距离刚体洛希极限为9495665米,流体洛希极限距离为18261459米,实际地月距离洛希极限相差很远,因此地球引潮力不会对月球刚体外壳造成损害。

引力是相互的,月亮对地球当然也有引潮力,而地球大气圈和水圈是流体,引潮力导致的变形就很明显了。

因此涨潮落潮就是引潮力导致的变形。

实际上,潮涨潮落的不仅仅是水,还有大气,这里就不说了。

地球的潮涨潮落主要是受月球影响。

月球距离地球比太阳近很多,大约只是太阳与地球距离的390分之一。

根据引潮力按距离立方衰减,因此月球引潮力就比太阳大多了,经测算,月球引力潮是太阳的2.2倍 。

由于地球自转,什么地方对着月亮时,那个地方的水就被月亮的引潮力拉拽起来,而其他没有对着的地方引潮力相对较小,就会朝着引潮力大的方向流动。

这样月亮对着的地方就会涨潮,海水就会涨得较高,而没有对着的地球两侧水就会低下去,成为落潮。

那么背对着月球的地球另一面为什么也会涨潮呢?

原来地球背对着月球的另一面由于引力成为最小了,对海水的拉拽力小了,加上地球转动的离心力,就把水甩了起来,这样也呈现出同等涨潮现象。

地球每天自转一圈,这样每处海域就有了两次涨潮和落潮。不过由于月球也在围绕着地球公转,这种复杂的运行机制就不会那么准确的每天两次了。

所以地球的涨潮和落潮主要是受到月亮引潮力的影响,是一种此起彼伏现象,水还是那些水,它们在海洋这个大盆里此起彼伏的自嗨。

除了月球,太阳和其他行星对地球也有一定的引潮力影响。

太阳对地球引潮力虽然没有月球大,但影响还是比较明显的。

这种影响在太阳与月亮、地球位置成一条直线时,和成为一个三角位置时最为明显。

当阴历15满月和初一没有月亮时,太阳与月亮、地球基本在一条线上,这个时候是太阳和月亮引潮力的叠加,是潮水最大的时候,叫大潮。

世界上观潮大潮的时间基本都是这个时期左右,如钱塘大潮。

阴历初七八和二十二、二十三时,月亮运行到与地球、太阳成为一个三角位置,这时,月亮和太阳对地球的引潮力就相互拉扯分散了一部分,因此就是潮水最小的时候,叫小潮。

这也是阴历最有用的地方,因为阴历本来就是根据月亮阴晴圆缺设定的。

火星、木星、金星等行星对地球也有一定引潮力,不过影响比较小,一般被忽略。

对地球的引潮力月球约占了68%,太阳约31.4%,其余行星加起来约0.6%。

这就是潮汐的来历和过程。

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