潮水为何会一涨一落

潮水为何会一涨一落

海洋像有约定一般，有规律的上演着潮起潮落，钱塘江潮，波澜壮阔，潮水发电也是未来能源的一个重要来源，但这里面的原理是什么？又包含着什么规律。

潮起潮落之谜

潮水是对海洋影响最大的力量。海里的每一件小物体，即使在最深的海底，也逃不过太阳引力与月亮引力的影响。当然，陆地上的碎石尘土也一样受影响。不过，碎石尘土的移动异常轻微，而海水一涨一退可以相差很多尺。太阳系的其他行星和太空远处的星球，对地球也有引力，但力量很小，对潮水的影响根本微不足道。

太阳和月亮都可以使地球表面的潮水上涨，但月亮距地球近得多，是造成潮水涨退的强力因素。住在海边的人都知道，潮水涨退通常相隔六小时，而且高潮的时间要比上一天约迟五十分钟，与每天月出时间的改变完全相符。

潮水的高低，也随月亮绕地球转动的周期而改变。每月朔望，潮水高得多。这种最高的高潮称为“大潮”，发生的时候，太阳、月亮和地球成一直线；因此，太阳和月亮对地球的引力合而为一。月亮在上弦或下弦时，同太阳和地球构成三角形的三个顶点，太阳引力与月亮引力相消，潮水较低，称为“小潮”。

海岸地形对当地潮水的情况常有重大影响。加拿大北部哥伦比亚角，也就是皮列海军上将到北极探险的出发地点，潮水平均上涨只四英寸。但新苏格兰与新布仑兹维克间芬第湾头的明纳斯海盆上，潮水最大时，上升的高度比低潮时高出五十三英尺半，是世界上最大的潮差。明纳斯海盆的漏斗形状，使潮水涌集在芬第湾头的狭端。每次潮水涨退，进出芬第湾的海水大约有一千亿吨。

潮水的涨退并不简单。我们不要忘记，海洋下面有很多巨大的海盆，轮靡各不相同，视环抱的陆地与凹凸不平的海底而定。海盆的形状能够加强或减弱潮水涨退的幅度。

长久以来，大溪地潮水的涨退，一直使海员与科学家大惑不解。高潮发生于每日正午及半夜，低潮出现于清晨六时与晚上六时，与月亮的升落并不一致。因此有人也许会认为，月亮照不到大溪地，那里的海水只跟着太阳变。

这种情形当然另有解释。原来大溪地恰好位于一个海盆的中心点上，海盆中海水受到月亮的引力时，就像平盘中的水一样来回动荡。如果把平盘的一边缓缓翘上或侧下，就会发现盘中央的水差不多保持同样的高度，盘边的水起落却很大。这样盘中的水好像跷跷板一般，以某一点为中心，此端上升彼端下落。就潮水而言，大溪地恰位于跷跷板的中心点附近。所以，只有太阳的引力能对海上发生作用，潮水的涨退，与太阳的升落步调一致。

潮水与航海的关系最重要。在茫茫大海上，当然觉不到潮水涨退，但是，轮船接近岸边的时候，情形就完全不同了。很多港口中，大量海水因潮水的影响而移动，造成强力的海流。如果潮流太强，连最大的轮船也要等到最适当的时间，才能进出港口。所以，有些巨轮驶往或离开纽约市时，常要在水上漂浮等候一段时间。纽约港口外有奈洛斯海峡作为屏障，而且多数码头都建在深入哈德逊河距离港口甚远的地方，但是最大的货船要等水势缓慢时才敢移动，以免受到潮流的冲击撞向码头。

世界各地有名的潮水

有些很大的海湾，因为进口狭窄，潮流异常汹涌，不在水势缓慢的时候，根本就无法航行。例如格陵兰的桑德斯特罗峡湾，表面看来平静可爱，但狭窄的进口当中，凸出一个小岛，叫做西缪塔克，爱斯基摩语的意思是塞子或瓶塞。事实上这个峡湾像个大瓶子，装满水后又会把水倒出，西缪塔克岛像个塞不住瓶口的软木塞。潮水涌进涌出，犹如汹涌的河流。峡湾里大量的海水每天都要吞吐两次。以前，爱斯基摩人的皮制轻舟，每天只有两次各约半小时的时间，可穿过峡湾的湍急海流。现在，即使驾驶马力很大的汽艇也要特别谨慎，否则遇到时速八到十英里的海流就会失去控制，被水冲走。

世界上其他地区也有同样情况，而且不一定在峡湾里出现。澳洲北部的水域中，不断增长的珊瑚礁造成很多水道，汹涌的潮水穿过这些水道，时速髙达十英里。总之，在任何狭窄的水道中航行时，如果遇上海潮和大风，就可能发生危险。大家熟知的例子是苏格兰与奥克尼群岛之间的潘兰湾。从北海方面涌进与涌出潘兰湾的海流极端危险，船长通常都宁愿向北绕道航行。退潮时如刮起强烈西北风情况最坏，海上会出现排山倒海的巨浪，苏格兰人称为“斯维尔基”。许多海员在这里丧生。从北欧海盗的时候起，海员一直视潘兰湾为畏途。有人曾开玩笑说遇溺海员的鬼魂，常在冬天黑夜里出现，向经过那里的海员大声叫唤。现在，即使在现代化轮船上工作的海员，在经过潘兰湾时，虽然海峡中灯火通明，像都市中的通衢大道一样，而且船上的引擎很有规律地不断发出强大的震动声音，他们还是提心吊胆，一定要过了潘兰湾才能安心。

航海指南都详细列出有关潮水涨退的警告，这是世界各地船长使用的航海宝书。例如《阿拉斯加航海指南》说，在阿留申群岛海面，潮水会造成最大的危险。在阿拉斯加也会出现一种叫做“涨潮激浪”的现象。阿拉斯加的涨潮激浪汇集于半岛南部海岸科克湾中的杜那根海湾。科克湾以英国探险家科克船长（1728—1779）命名。湾内的潮水特别高，时常比低潮水位高出三十英尺，科克船长在高潮时进入杜那根海湾，后来发现他的船搁浅了，周围都是淤泥，过了六个小时才能把船开出。

涨潮激浪是在特殊情况中产生的异象，世界上好几个地方都可见。那里的海湾一定是很浅的河口或峡湾，入口处有些障碍物足以阻延潮水流动。如果有适当方向的强风使潮水的涨速超出流过障碍物的流速，到潮水涨到足以越过障碍物时，潮水就在障碍物上方冲过，涌进峡湾，前锋又陡又高，有如一堵大墙。除阿拉斯加外，世界上还有几个地方会出现涨潮激浪。例如，英国的塞汶河与特林特河、芬第湾；美国的加利福尼亚湾；亚马逊河；我国的钱塘江等。亚马逊河和钱塘江涨潮激浪之大，冠于世界，浪峰高达十五到二十五英尺，以万马奔腾之势向上游冲去，大潮来时时速十到十五英里。

许多人在阿拉斯加的杜那根海湾目睹涨潮激浪的推进情况。在潮水来临前二十分钟，已听到怒涛激荡的声音，像雷霆一样，一步一步地逼进。当地居民早已见惯，不觉惊奇。他们在杜那根涨潮激浪到达前，把所有小艇拖到沙滩上的安全地点。

利用潮水的庞大力量充作能源，早已吸引富有创造才能的人。过去几百年，英格兰、威尔士、荷兰及现在的纽约都有潮水磨坊。目前，法国在布列丹尼的兰斯河上，设有一个规模很大的潮汐发电站，年产电力五亿千瓦小时。这里的潮水高达四十英尺。双向的涡轮机，在潮水进入和流出兰斯河水道时，都能利用海流的动力发电。

有些国家在海岸装置潮水推动的马达。在英国有一些，但马力不大，不足供应整个城市的照明或一家大工厂所需的电力。最通用的潮水马达，是利用浮体沿长杆滑上滑下，使机器保持转动。涨潮时浮体升起，退潮时浮体降落。不论升起或降落，都能发出动力。另一种装置需要建造一个蓄水池，前面有入口可让潮水流入。潮涨时推着机轮朝某一方向转动，潮退时又朝另一方向转动。为了将来的需要，俄罗斯目前在北极海接近挪威边境的基斯拉雅湾，设置了一个试验性的潮汐发电站。