书城自然科学博物馆
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第34章 潮汐

世界上有两大涌潮景观地:一处在南美洲亚马孙河的入海口;另一处则在中国钱塘江北岸的海宁市。

每年农历八月十八,在浙江海宁的海潮最有气魄。因钱塘江口呈喇叭形,向内逐渐浅窄,潮波传播受约束而形成。潮头高度可达35米,潮差可达89米,蔚为壮观。但南美的亚马孙河口的涌潮,比我国钱塘江大潮还要壮观。

众所周知,潮起潮落是大海的正常现象,是海水重要的运动形式。而在所有的海水运动形式中,最早被人们注意到的就是潮汐。

大海中的海水每天都按时涨落起伏变化。古时,人们把白天的涨落称为“潮”,夜间的涨落叫作“汐”,合起来叫作“潮汐”。潮汐现象使海面有规律的起伏,就像人们呼吸一样。潮起时,海面波涛汹涌,翻腾着的浪花击打着岸边的岩石,犹如一位凯旋的将军带着千军万马归来,波澜壮阔。潮落时,海面风平浪静,轻柔退去的浪花抚摸着金黄色的细沙,奇形怪状的礁石,都显露出来。

那么如此神秘的潮汐是怎样形成的呢?

潮汐是海水受太阳、月亮的引力作用而形成,引力会引起海平面的变化。在地球面向月球的一面引力最大,能产生高潮;在地球背离月球的一面引力最小,海水向背离月球方向上涨,也能产生高潮。

从某一时刻开始,海水水位(潮位)不断上涨,这一过程叫涨潮;海水上涨到最高限度,就是高潮;这时,在短时间内,海水不涨也不落,叫平潮;平潮之后,海水开始下落,这叫“退潮”;海水下落到最低限度,即低潮;在一个短时间内出现不落不涨,这叫“停潮”。停潮过后,海水又开始上涨。如此周而复始。

起潮退潮这期间,海洋的潮汐就像太阳的东升西落一样,天天出现,循环不已,永不停息。此外,在海水的一涨一落中还蕴藏着巨大的能量。潮汐能的大小随潮差而变,潮差越大,潮汐能越大。例如在1000平方米的海面上,当潮差为5米时,其潮汐能发电的最大功率为550千瓦;而潮差为10米时,最大发电功率可达22000千瓦。据专家们估计,全世界海洋蕴藏的潮汐能的年发电量可达33480万亿度。因此,人们将潮汐能称为“蓝色的煤海”。世界卜最早的潮汐电站是法国的朗斯发电站。

潮汐不仅仅为人类提供巨大的能源,在历史上潮汐与战争也有着密不可分的关系。

掌握潮汐发生的时间和高低潮时的水深是保障舰船航行安全,进出港口、通过狭窄水道及在浅水区活动的重要条件,也是建设军港码头、水上机场,进行海道测量、布雷扫雷、救生打捞,构筑海岸防御工事,组织登陆、抗登陆作战和水下工程建设等必须考虑的重要因素。在著名的诺曼底登陆中,盟军在制定登陆计划时,考虑到潮汐的因素,陆军选择在高潮登陆,海军选择在低潮间登陆,由于五个滩头的潮汐不尽相同,所以规定五个不同的登陆时刻。