2.14 潮汐的成因
2.14 潮汐的成因侯工潮汐是指地球上的海水、大气和地壳等发生周期涨落变化的现象 ， 主要表现在海水的涨落上——白天为潮 ， 夜晚为汐 。 每月的农历初一至初五（或农历十六至二十）为大潮汐；农历初六至十二（或农历二十一至农历二十五）为小潮汐；而初九或二十四为最小潮汐 。 每天的潮汐时间均后延48分钟左右 ， 如此周而复始 。一般人以为引起潮汐的原因主要是月球对海水的引力 ， 其实这是错误的 。大话怕计数 。 下面通过计算来说明：海水所受的力有：（1）结构力；（2）太阳引力；（3）月球引力；（4）膨胀力；（5）重力；（6）离心力 。由于（1）和（5）即结构力和重力互相对消 ， 所以结构力不予考虑 。假设海水质量为m海 ，一 ， 太阳质量m日= 1.98×10^30kg ， 太阳到地球平均距离r1=1.496×10^11m.根据万有引力公式 ， 则有太阳对海水的引力F日=Gm日m海/r1^2(G=6.67×10^-11 N·m^2/kg^2)=m海×6.67×10^-11×1.98×10^30/(1.496×10^11)^2=5.901×10^-3m海二 ， 月球质量m月=7.348×10^22kg ，地月距离r2=3.844×10^8米则有月球对海水的引力F月=Gm月m海/r2^2=m海×6.67×10^-11×7.348×10^22/(3.844×10^8)^2=3.3169×10^-5m海三 ， 离心力=m海(v^2)/r（v为赤道线速度=465.18m/s地球半径r=6.3781*10^6m）=3.3927×10^-2m海离心力使赤道附近的海水均匀加厚 ， 从而增大潮汐的强度 。四 ， 重力=m海g=9.8m海由上可见：重力最大 ， 使海水吸附在地球上；其次是离心力 ， 但由于它是均匀分布的 ， 不会产生周期起落；太阳引力除以月球引力：5.901×10^-3m海/3.3169×10^-5m海=178(倍)太阳引力是月球引力的178倍 ， 是产生潮汐的主因 。为什么每天潮汐推迟48分钟？——潮汐是太阳和月球引力的共同作用的结果 。 一年365天 ， 1月365/12=30.42天 。 月球一月为27.32天 。 每月月球慢3.1天=4464分钟 ， 每天慢4464/30.42=147分钟 ， 但是由于太阳是主力 ， 两者共同作用 ， 所以每天只慢48分钟 。既然潮汐是太阳和月球引力的共同作用的结果 ， 似乎地球只有向阳一面有潮 ， 为什么地球背面有汐呢？——这是因为地球背面有膨胀力 。 膨胀力等于万有引力 ， 方向与万有引力相反 。为什么每月的农历初一至初五（或农历十六至二十）为大潮汐；农历初六至十二（或农历二十一至农历二十五）为小潮汐；而初九或二十四为最小潮汐？——因为每月的农历初一至初五月球和太阳在地球的同一侧 ， 农历十六至二十月球和太阳分别在地球的相对两侧 ， 其合引力都是两者之和 。 农历初六至十二（或农历二十一至农历二十五）月球分别在垂直于日地连线的两侧 ， 两者合力较小 ， 所以为小潮汐 ， 而初九或二十四月球正好在垂直于日地连线的两侧 ， 所以为最小潮汐 。为什么月球引力不大 ， 却能够兴风作浪呢？太阳引力、膨胀力、重力和离心力是潮汐的基础 。 月球引力是在这个基础打破太阳引力、离心力和膨胀力的平衡状态 ， 这好比是压死骆驼的最后一根稻草 ， 因而不需很大力就可掀起大浪了 ， 如果碰上特殊地形 ， 甚至会形成滔天大潮 ， 如钱塘江大潮、亚马逊大潮、恒河大潮等 。综上所述 ， 潮汐是太阳引力、月球引力、膨胀力、重力和离心力共同作用的结果 ， 其中的膨胀力往往被忽视 ， 如果没有膨胀力 ， 只有潮没有汐 。
