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无序中的有序——潮汐不等现象和潮汐类型

洋潮汐是由于海水受引潮力的作用从而使海洋水体产生长周期波动的现象。它在垂直方向上表现为潮位的升降,在水平方向上表现为潮流的涨落。由于月球和太阳相对于地地球的运动都是周而复始的,所以潮汐也是周而复始的;又由于月球、太阳和地球三者的相对位置时刻都在变化,因而潮汐的过程每天不同。月球和太阳对地球的引潮力时强时弱,潮高和潮时随之发生变化,造成潮汐不等现象。潮汐现象 由几百个周期不同且振幅不一的分潮所组成,也就是说,组成潮汐现象的每一个分潮的强度,以及周而复始地重复一次变化所经历的时间,与其他分潮都是不一样的,因而会出现不同的潮汐类型。海洋潮汐看似时刻变化、杂乱无序,其实还是有一定规律的。时至今日,在诸多自然现象中,海洋潮汐是人类能够预报得最为准确、预报精度也最高的一种自然现象。

在一个潮汐周期内,完成一次潮汐升降运动的过程叫潮汐过程。在潮汐过程中,海面上升到最高位置时,称为高潮或满潮;从低潮到高潮的海面上升过程称涨潮,时间间隔称为涨潮时,涨潮阶段的潮差叫做涨潮差;高潮前后短时间内海水处于不升也不降的平衡状态,称为平潮,平潮的中间时刻称高潮时,高潮时的潮位高度称高潮高。在潮汐过程中,海面下降到最低位置时,称为低潮或干潮;从高潮到低潮的海面下降过程称为落潮,时间间隔称落潮时,潮位差叫落潮差;低潮前后短时间内海水处于不降不升的平衡状态,称为停潮,停潮的中间时刻称为低潮时,低潮时的潮位高度称低潮高。

张潮时与落潮时之和为一个潮周期,涨潮潮差与落潮潮差的平均值是一个潮汐循环的潮差。计算潮高的起算面称潮高基准面,潮汐涨落过程中从潮高基准面到海面的高度通称潮高。潮高计算具有重要意义。长时期每小时潮位平均值就是平均海面平。中国“1956年黄海平均海水面”和“1985年国家高程基准”,都是根据海军青岛观象台海洋站的潮位资料归算的。以此为标准新近复测的珠穆朗玛峰高度为8848.27米。

海洋潮汐在做简单重复运动的同时,还会出现一些潮汐不等现象。一个太阴日内,相邻的高潮和低潮的潮高和潮时不等的现象叫日不等。一个月内大潮小潮依次更替,潮差变化两个周期的现象叫半月不等。此外,还有月不等、年不等及多年不等现象。农历每月朔(初一)和望(十五日或十六日)时,太阳、月球和地球处在同一方向、日月的作用力互相叠加,潮差出现极大值,此时称为大潮或朔望潮;每月上弦(初八左右)和下弦(二十日或二十三日)时,日、地月中心连线呈直角,作用力相抵消,潮差出现极小值,称为小潮或方照潮。

月球经过赤道时,相邻高潮和低潮的不等现象是甚微的,此时称为赤道湖。月球在南、北赤纬最大的位置附近时,潮汐不等现象最大,此时称回归潮。春分和秋分前后,太阳的赤纬最小,如月球运动至赤道附近,潮汐的不等现象最小,此时称为分点大潮;夏至和冬至前后,太阳的赤纬最大,若月球的赤纬也较大,则潮汐不等现象最大,相应的潮汐叫至点大潮。

按潮汐特征值的大小和范围可将海洋潮汐分为正规半日潮、正规全日潮、不正规半日潮和不正规全日潮4种类型。

潮汐运动可看成由几百个周期不同、振幅各异的分潮组成。通常选用太阴半日分潮、太阳半日分潮、太阳太阳合成日分潮和太阴日分潮等4个主要分潮的振幅之作作为潮汐特征值,并以此作为划分潮汐类型的依据。

正规半日潮是指在一个太阳日(24小时50分)内发生两次高潮和两次低潮,两个高潮和两个低潮的潮高都相差不大,两次相邻的潮差基本相等,两次相邻的高潮(或低潮)之间的时间间隔也几乎相等。我国厦门、青岛和塘沽等属地这种潮汐类型。

正规全日潮的周期为一个太阳日。在这类潮汐的情况下,半个月时间内有连续7天以上的天数,在一个太阴日内只出现一次高潮和一次低潮,其余天数出现不正规半日潮现象,潮差也不大。南海有许多地区属于这种类型,北部湾是世界上最典型的全日潮海区之一。

我国台湾的马公、安平及香港等地属于不正规半日潮,海南省的榆林、碣石湾和陵水湾等地则属于不正规全日潮。

由于太阳、月亮和地球运转状况的不同,因此还有各种长周期和短周期潮汐。长周期从14天到19年长短不等;短周期为可能为1/4太阴日或时间更短,理论上的短周期潮汐振动幅度非常小,不是直接来自天体运动,而是由于半日潮和全日潮相互作用形成的浅水潮。








 
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