潮汐是什么自然现象(你知道潮汐形成的原因吗?)
潮汐,是发生在沿海地区的一种自然现象,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。我国古书上有说:“大海之水,朝生为潮,夕生为汐。”即发生在早晨的高潮叫潮,发生在晚上的高潮叫汐,这就是潮汐名称的由来。
潮汐产生的原因
原来,海水随着地球自转也在旋转,而旋转的物体都受到离心力的作用,使它们有离开旋转中心的倾向,这就好象旋转张开的雨伞,雨伞上水珠将要被甩出去一样。同时海水还受到月球、太阳和其它天体的吸引力,因为月球离地球最近,所以月球的吸引力较大。这样海水在这两个力的共同作用下形成了引潮力。
牛顿的万有引力定律表明:引力的大小与两个物体的乘积成正比,和两个物体之间的距离成反比。月球和太阳对海洋的引潮力的作用是引起海水周期性涨落的原因,其中月球的作用约是太阳作用的两倍。
我们先来说说月球的作用,在离月球最近的地面上的物体,绕地、月做圆周运动的轨道半径明显小于地球质点的轨道半径,物体所受月球的万有引力就会大于所受对应的惯性力,这两个力不能再抵消,其合力与物体受地球的万有引力方向相反,使物体的重力明显变小。如果所说的“物体”是这里的海水,那么这里就会有涨潮发生。用同样的方法研究离月球最远的地面上的物体,月球对此处物体的万有引力小于与之对应的惯性力,它们的合力又是与地球对此处物体的万有引力方向相反,也是使物体的重力明显变小,所以在离月球最远的那部分海水同时也会有涨潮发生,这就使本应是球形的海平面微微呈现出纺锤体形状。
同样,太阳对地球的引力也会使离太阳最近和最远的海水出现涨潮,两侧出现落潮。日月引潮力的效果是线性相加的,合成的结果与日、月的相对方位有关。在朔日和望日,月球、太阳和地球几乎在同一直线上,太阴潮和太阳潮彼此相加,就形成每月的两次大潮,在上弦月和下弦月时月球和太阳的黄经相距90°,太阴潮被太阳潮抵消了一部分,就形成每月里的小潮。
潮汐能的利用
潮汐能的主要利用方式就是潮汐发电,一般来说,利用潮汐发电需要满足三个条件:潮差必须大,至少要有几米;海岸地形必须能储存大量的海水,并能建设堤坝和工厂;最后,能建设潮汐能电站的地方还必须地基稳定,地震烈度要小等。所以潮汐发电站一般都建立在海湾入口或河口,在这些地方筑堤建成水库,在坝内或坝侧安装水轮发电机组,利用潮汐电站才能从潮汐中提取能量转化成稳定的电能。所以,虽说潮汐能量巨大,但是要建造潮汐电站可不是轻而易举的,只有在出现大潮、能量集中时,才能从潮汐中提取能量,而且世界上海岸线虽然很长,但是适宜开发潮汐能的站址却不是很多。
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