大潮是太阳和月球的引潮力叠加的结果:农历初一、十五前后,日、月、地球接近一条直线,两股引潮力同向叠加,潮差达到最大。这种潮叫朔望大潮,与「一天几次高潮」的潮汐类型是两回事,这是最常见的混淆点。
引潮力不是引力,是引力差
月球对地球不同部位的引力大小不一样,靠近月球的一面被拉得更强,背面则相对被「落下」,再加上地球绕地月共同质心旋转产生的离心力,三者合成就是引潮力。它把海洋拉成一个椭球,两端鼓起来,就是高潮。
引潮力与天体质量成正比、与距离的立方成反比。太阳质量是月球的 2700 万倍,但距离远约 390 倍,立方之后差距被抹平,算下来月球引潮力约为太阳的 2.2 倍。所以潮汐主要由月球主导,太阳起加强或削弱的作用。
这也解释了一个反直觉的现象:正午太阳当头时并不一定是高潮。潮汐跟着月球的节奏走,月球每天迟到约 50 分钟,所以同一地点的高潮时间每天往后推,一个月轮转一圈,这就是潮汐的「半日周期」和「日不等」。
为什么偏偏是初一和十五?
农历初一叫朔,月球在地球和太阳之间;十五叫望,地球在月球和太阳之间。这两个时刻,三者接近一条直线,太阳和月球的引潮力方向一致,叠加后潮差最大,就是大潮。
初八和二十三叫上弦、下弦,日地月构成直角,两股引潮力互相抵消一部分,潮差最小,叫小潮。所以一个月里潮汐强弱有规律地起伏两次,周期约半个月,渔民的「潮水表」就是按这个规律编的。
| 月相 | 农历日期 | 日地月位置 | 潮型 |
|---|---|---|---|
| 朔 | 初一前后 | 月球在地球与太阳之间 | 大潮 |
| 上弦 | 初八前后 | 三者构成直角 | 小潮 |
| 望 | 十五前后 | 地球在月球与太阳之间 | 大潮 |
| 下弦 | 二十三前后 | 三者构成直角 | 小潮 |
表里的日期是「前后」,不是精确到某一天。因为月球轨道是椭圆、海水有惯性,实际最大潮往往比朔望晚一到两天,这叫潮龄,各地不同,有的地方能晚三四天。
大潮就等于潮位最高吗?
不等于。大潮说的是「潮差大」,即高潮和低潮的落差大,不代表高潮位一定最高。实际潮位还受月球近地点、海岸地形、水深和气象条件影响,四个因素叠加才决定水位。
月球绕地轨道是椭圆,近地点时引潮力更强。如果近地点恰好赶上朔或望,会形成近地点朔望大潮,潮差比普通大潮更大。反之,远地点的朔望大潮可能还不如近地点的方照潮,这就是为什么有的月份大潮特别猛,有的月份感觉不明显。
气象因素同样关键。台风、强冷空气带来的风暴潮,能把实际水位抬高一两米,与天文潮叠加就是所谓的「风暴潮增水」。如果恰好赶上天文大潮,海水倒灌的风险会成倍上升,沿海防汛最怕这种组合。
半日潮、全日潮和大潮不是一回事
潮汐类型说的是「一天几次高潮」。半日潮一天两次高潮、两次低潮,两次潮差接近;全日潮一天只有一次高潮和一次低潮;混合潮介于两者之间,两次高潮的高度明显不等,有时还会出现「高高潮」「低低潮」的说法。
中国沿海,东海、黄海以半日潮为主,南海部分海域是全日潮,北部湾是典型的全日潮。潮汐类型由海盆形状、水深和纬度决定,与朔望无关。任何类型都会有大潮小潮,只是表现形式不同。
这一点常被混淆:有人以为「半日潮」就是「小潮」,其实半日潮讲的是周期,大潮讲的是振幅,两个维度可以自由组合。半日潮也有大潮,全日潮也有大潮。
钱塘江的潮为什么格外猛
钱塘江口是喇叭形,杭州湾湾口宽约一百公里,往西迅速收窄到几公里,潮水涌入时能量被压缩,潮头抬升。河床里还有一道隆起的沙坎,潮波爬坡时进一步变陡,形成「涌潮」。
观潮最佳期是农历八月十八前后,此时正值朔望大潮,加上东南季风推波助澜,潮头可达三到五米。潮水速度每小时二十公里以上,看似平缓的江面能在几分钟内变成奔涌的水墙,观潮必须站在警戒线外。
涌潮的形态不止一种,有一线潮、交叉潮、回头潮,取决于江道走向和沙坎位置。盐官看一线潮,老盐仓看回头潮,不同地段的最佳时间差十几分钟,去之前要查当天的潮汐预报表。
常见问题
为什么每天的高潮时间都不一样?
因为月球绕地球一圈约 24 小时 50 分,比地球自转的 24 小时多出 50 分钟。潮汐跟着月球走,所以同一地点的高潮每天推迟约 50 分钟,半个月正好推迟约 12 小时,高潮就从白天挪到夜里。
大潮一定发生在晚上吗?
不一定。朔望只决定潮差大小,不决定具体时刻。高潮落在白天还是夜里,取决于当地潮汐的相位,同一个地方每月的大潮时刻都会变化,没有「夜里潮更大」的规律。
内陆湖泊有潮汐吗?
有,但极小。引潮力对所有水体都起作用,湖泊、水库甚至地下水都会产生潮汐,只是水体小、地形封闭,振幅通常只有几毫米到几厘米,被风浪和气压变化完全掩盖,肉眼看不出来。
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