漲潮和退潮的原因是什麼？為什麼每天有兩次潮汐？

草根影響力新視野  譯者：董曉汾

近年來潮汐漲落給人類帶來了很多問題。在高潮時期，與海洋接壤的低窪地區現在比過去洪水氾濫的頻率更高。在2000年到2017年之間，美國各地“漲潮”的平均頻率增加了50%。這種洪水阻塞了道路，損害了基礎設施，並堵塞了雨水渠。

全球大約40%的人口生活在距離海岸線62英里(100公里)的地方。最近的洪水趨勢一定讓很多人對潮汐科學感到好奇。潮汐是如何發生的?為什麼有些地區的潮汐比其他地區更劇烈?為什麼海平面不能一直保持不變呢?今天我們來看看地球潮汐的物理特性。

看看下面的這張圖片，你會注意到我們的星球正處於一團形狀像橄欖球的海水中。地球的每一邊都有一個凸起的海洋。觀察一下，一邊凸起的部分正對著月球，而另一邊則位於地球的另一端。

為什麼會凸起呢？簡而言之，它們主要由月球對地球的引力引起。這個力有兩個獨立的部分，它可以將物質“垂直地”吸引過來，我們指的是垂直於地球表面。而且它還能“水準”拉動物體，即與地球表面平行的方向。

地球上任何時候都位於月球正下方的點叫做月下點。與此同時，在地球的另一邊，正對著月下點的點被稱為對映點。海洋隆起在這兩個點的正上方，在月下點和對映點，月球的重力拉力沒有水準分量——在距離這些點90度的地球的兩個角落也缺少這種分量。

這四個區域是特殊的，它將海洋中的水分子推向要麼是月下點（月球的引力最強的地方），要麼是反足點（月球的引力最弱的地方）。這就是為什麼海洋會在這兩個區域膨脹。

地球每24小時繞地軸完全自轉一次。在這一過程中，地球表面的任何一個特定位置都會穿過這兩個凸起的海洋。所以，在大多數地區，當你處在這一凸出的位置時，當地的潮汐應該是高的。但當它進入這兩個凸起之間的空間時，你所在區域的潮汐就會變低。但情況並非總是如此，您接下來將瞭解到這一點。

現在，讓我們討論另一個影響潮汐的因素。太陽也對海洋施加引力，但由於太陽離我們更遠，它對潮汐的影響不如月球那麼明顯。儘管如此，這個由氣體和等離子體組成的大球體在常規基礎上確實顯著增強了潮汐隆起。

“當太陽和月亮排成一行時，潮汐是最大的……”加州大學聖地牙哥分校的地球物理學家鄧肯·阿格紐在一封電子郵件中說。他指出，這發生在滿月和新月時，天文學家和地球科學家把這些超大號的潮汐稱為大潮。

在大潮中，“高”潮的確很高，“低”潮異常低。當太陽和月亮成直角（相對于地球）時，事情就不那麼極端了。這種情況將產生小潮，這是漲潮和退潮的差別最小的時期。

這還不是全部。地球可能是一顆“藍色的行星”，但我們世界表面29%的面積被陸地覆蓋。小海灣、懸崖和其他地理特徵也會干擾潮汐，在一些地方加劇潮汐，在另一些地方減弱潮汐。

大多數沿海地區每天都有兩次漲潮，每12小時25分鐘就會有一次漲潮。然而，這個規則的例外並不難找到。阿格紐說:“海洋潮汐是一個複雜的過程，它涉及到作用于水的潮汐力，也就是說，它也可以自由地在海洋盆地中晃動。”墨西哥灣的許多海灘每天只有一次漲潮，這是由於水流受限。還有其他地方，進入新斯科舍的v型芬迪灣的水在向內陸移動時被向上推，這導致了在那裡的低潮位和高潮位之間巨大的高度差異，這就是所謂的鑽孔潮汐。

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