潮汐由月球引起,月球每月才公轉一圈,為啥每天潮起潮落兩次?

2020-12-04 時空通訊

如果不精確的計算,地球上潮汐一天兩次與月亮公轉沒有多大關係,因為潮汐的次數隻與地球自轉有關。

但潮汐主要是由月球引起的,這一點也沒有錯。

潮汐是由於太陽和月球的引力作用下,形成海水周期性的漲落現象。

一般每日漲落兩次,在白天漲起來的潮水就叫潮,夜晚漲起來的潮水就叫汐。

太陽和月球對地球的引潮力,是指太陽和月球對地球上單位質量物體的引力,以及地球旋轉時產生的慣性離心力,這兩種力組成的合力導致的。

因此引潮力與引力是有一定區別的。

太陽質量是月球質量的2706萬倍,太陽到地球或者月球的平均距離約1.5億千米,而地月距離為38.4萬千米,相差約390倍。

如果根據萬有引力公式計算,太陽與地球之間的引力就會遠遠大於地月之間的引力,那麼為什麼月亮對地球的引潮力更大呢?

這是因為引潮力與單純的引力計算方式是不一樣的,引潮力除了天體之間的引力作用,還需要將天體自轉的離心力加上去,而且引潮力不是對整個星球的引力整體體現,而是對天體不同部位引力拉扯力的不同的體現。

這樣天體之間的距離就變得更為重要了。

引潮力的計算是一個非常複雜的過程,但簡化計算,可以把距離反比作用加上一個數量級,這樣月球對地球的引潮力就大於太陽。

引潮力與萬有引力公式,與質量成正比是一樣的,但在與距離成反比上,萬有引力是與距離平方成反比,而引潮力則與距離立方成反比。

萬有引力公式:F-GMm/r^2

式中,F為萬有引力值;G為引力常量,取值6.67x10^-11N·m^2/kg^2;M為大天體質量,m小天體質量;r為引力相互作用天體之間的距離。

引潮力公式:F1=GMm/r^3

式中,F1為引潮力值;G為引力常量;M和m為引潮力作用天體質量;r為引潮力作用天體之間距離。

根據計算,月球的引潮力是太陽的兩倍多,當然這只是近似值。

除此之外,我們地球的潮汐還收到附近的一些行星影響,但影響的比重很小。總體上來說,月球對地球潮汐影響力約佔70%,太陽佔30%不到,其他行星的影響力只有0.6%。

所以,地球上潮汐大小完全跟著月亮走,這是無可置疑的。

但太陽的引潮力也是不能忽略的。

當太陽與月球和地球在一條直線上時,顯然就是大潮時期,每年錢塘大潮一定是這種時候;而當地球與太陽、月球在一個三角位置時,月亮和太陽相互牽制,抵消了部分引潮力,地球潮水就是最小的時候。

現在來說說為什麼一天有兩次漲潮和落潮。

潮水漲潮落潮有一個特點,不是在地球的一面漲落,而是對應的兩面漲落。

這主要是被月球吸引的一面漲了,而背對月球的一面就成為地球引力最弱的一面,地球自轉的離心力就會把海水拋灑出去,這樣就形成了地球的兩邊同時漲潮的現象。

漲潮時,是海水的上漲。那麼海水並沒有增加,怎麼能夠上漲呢?原來漲潮的同時,就會把地球兩邊側邊的海水吸過來,這樣就出現了地球兩側最低潮的現象。

隨著月亮相對地球運行,潮水就跟著月亮走,月亮移動過去潮水就落下了。

但月球一個月才圍繞著地球轉一圈,如果完全是月球走動引起的漲潮,一個月地球潮水就漲一次了。即便是按上述說法,相對應的地球另一面也同時漲落,也就是漲落兩次了,那為什麼每天漲落兩次呢?

這位朋友恰恰忘了一個重要的事實,就是月亮一個月才圍著地球公轉一圈,而我們地球一天就轉一圈啊。

這樣相對海域對著月亮的移動速度,地球自轉就比月亮快多了。

正是地球每天自轉一圈,才使得自己不同的海域每天輪流對著月亮一圈,這樣圍繞著白道,也就是月亮圍繞著地球公轉的軌道面對著的海域,海水就此起彼伏的每天漲兩次了。

而月球每個月,實際上是27.32天圍繞著地球轉一圈,因此每天在地球360度的球面上,只走了13度多一點,就不是地球每天漲潮兩次的主要原因了。

結論是:地球上潮水漲落與月球有最主要的密切關係,但一天兩次與月球公轉基本沒有關係,只與地球自轉有關。現在明白了嗎?

就是這樣,歡迎討論。

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