永不停息的海洋:大海的呼吸

科技工作者之家 2020-11-17

“月有盈亏圆缺”,海有涨潮落潮,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”,夜间的涨落叫做“汐”,合起来叫做“潮汐”。潮汐现象使海面有规律的起伏,就像人们呼吸一样。海水涨起来的时候,只见那水头像骏马一般,从大海的远处奔腾而来,转眼间水满湾畔,惊涛拍岸,发出雷鸣般的轰鸣,飞沫四溅,一股海腥味儿扑鼻而来。那正是只能用波澜壮阔来形容。及至退潮,则别有一番景致。只见海水渐次回落,转瞬间,被海水覆盖的金黄色沙底,奇形怪状的礁石,都显露出来。

潮水为什么日以继夜、周而复始地运动着,是什么力量促使海水发生如此有规律的升降、涨落?我国古代不少科学家,经过长期观测,已经发现海洋潮汐现象与月亮的盈亏圆缺有密切的关系。潮汐是海水受太阳、月亮的引力作用而形成的。根据万有引力定律,两个物体之间都存在着相互吸引力;引力的大小,与它们物体的质量乘积成正比,而与它们之间的距离的平方成反比。两个物体的质量越大,彼此的引力就越大;两个物体间距离越远,则引力越小。众所周知,地球绕太阳一周的时间是一年,月亮绕地球一周为一个月。以地球-月亮为例,它们之间,彼此都有吸引力,如果它们都静止不动,就会使它们之间碰撞;但是因为它们处于不停的转动中,又会产生与引力方向相反的离心力,而且两个力的大小相等,因此处于平衡状态。可是,地球表面每个质点受月亮的引力,大小并不一样;有的地方,引力大于离心力;有的地方小于离心力,它们的两个力之间的差值,就是产生潮汐现象的引潮力。

地球上各地的引潮力,随地、月之间的距离远近而变化,加上地球也不停的自转,随时变化着。从而,各地在不同时间,有着各种不同大小的潮汐涨落。

钱塘江大潮

每逢农历8月18日,来浙江海宁一带观潮的人,成群结队,络绎不绝。这时的岸边,人山人海,万头躜动,人们焦急地等待那激动人心时刻的到来。不一会儿,忽见人群骚动,只见远处出现一条白线,由远而近;刹那间,壁立的潮头,像一堵高大的水墙,呼啸席卷而来,发出雷鸣般的吼声,震耳欲聋。这真是:“滔天浊浪排空来,翻江倒海山为摧。”这就是天下闻名的钱塘江大潮。汹涌壮观的钱塘潮,历来被誉为“天下奇观”。人们通常称这种潮为“涌潮”,也有的叫“怒潮”。涌潮现象,在世界许多河口处也有所见。如巴西的亚马逊河、法国的塞纳尔河等。我国的钱塘江大潮,也是世界著名的。

为什么会发生这样壮观的涌潮呢?
首先,这与钱塘江入海的杭州湾的形状,以及它特殊的地形有关。杭州湾呈喇叭形,口大肚小。钱塘江河道自澉浦以西,急剧变窄抬高,致使河床的容量突然缩小,大量潮水拥挤入狭浅的河道,潮头受到阻碍,后面的潮水又急速推进,迫使潮头陡立,发生破碎,发出轰鸣,出现惊险而壮观的场面。但是,河流入海口是喇叭形的很多,但能形成涌潮的河口却只是少数,钱塘潮能荣幸地列入这少数之中,又是为什么?

科学家经过研究认为,涌潮的产生还与河流里水流的速度跟潮波的速度比值有关,如果两者的速度相同或相近,势均力敌,就有利于涌潮的产生,如果两者的速度相差很远,虽有喇叭形河口,也不能形成涌潮。

还有,河口能形成涌潮,与它处的位置潮差大小有关。由于杭州湾在东海的西岸,而东海的潮差,西岸比东岸大。太平洋的潮波由东北进入东海之后,在南下的过程中,受到地转偏向力的作用,向右偏移,使两岸潮差大于东岸。

杭州湾处在太平洋潮波东来直冲的地方,又是东海西岸潮差最大的方位,得天独厚。所以,各种原因凑在一起,促成了钱塘江涌潮。

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