地球表面的71%被海洋覆盖,其中一半超过3000米深。大海似乎很平静,但事实上它正在汹涌澎湃。经过长时间的观察,人们发现海水每天都有规律的波动,波动的时间和高度也有周期性的变化。因此,人们称这种垂直波动为海水潮汐。其中,白天海水的波动叫做“潮汐”,晚上的波动叫做“汐”,意思是潮汐。
早在汉代,中国人就观察到了潮汐与月亮的关系,即所谓的“波浪随月亮升降”。“涛”是指海水的潮汐现象。
然而,推动海水形成潮汐的原因仍然非常复杂。主要原因是月球和太阳的引力对海水的影响,尤其是月球的引力。
潮汐运动是有规律的。当地球旋转,海平面面向月球时,潮汐会上升。当海平面背离月亮时,潮水退去。因为地球一天旋转一次,所以每天都会有涨落。
事实上,这个深海波浪的涨落周期为12小时25分钟,振幅约为1米,从东向西传播。
当然,波的振幅受到月亮和太阳合力的影响。
当月亮和太阳在地球的一边并且在一条直线上时,月亮和太阳的合力最大,潮汐的水位上升得最高。因此,春潮每月会出现两次,通常是在农历的第一天和第十五天。
当月亮和太阳在地球的两边并成直角时,月亮对海水的吸引力和太阳对海水的吸引力将部分抵消,导致最小的合力和最小的海水振幅,即小潮汐,通常在阴历的7号和22号每月出现两次。
根据牛顿万有引力定律,引力的大小与两个物体的乘积成正比,与两个物体之间的距离成反比。
尽管太阳质量很大,但地球离月球的距离比太阳离地球更近。根据科学计算,月球对潮汐的作用力大约是太阳作用力的两倍。
月球产生的最大潮汐力可以使海平面上升约0.563米,而太阳的潮汐力可以使海平面上升约0.246米。
这个模型基于地球完全被海洋覆盖的假设。事实上,地球表面并没有完全被海水覆盖。此外,海水的内摩擦、海岸的阻碍、海底和港口地形的千差万别,以及大气压力、地球磁场和其他因素的变化,使得潮汐的高度、时间和持续时间非常复杂。
对于一些较小的湖泊,如泊位和河流,潮汐的幅度不太明显,因为根本没有足够的水产生足够的水压来克服地球的重力。
事实上,海潮包含了大量的能量。涨潮时,海洋有很大的动能,当海水水位上升时,动能转化为势能。
退潮时,海水流回大海,海平面下降,大量热能转化为动能。
潮起潮落期间的这些能量统称为潮汐能。
世界上海洋能源的总储量非常大。这种能量的产生与地球的旋转、公转以及月球围绕地球的公转有关。
因此,潮汐能是取之不尽的能源。如果合理利用,它将成为一种绿色新能源。