第6章 潮起潮落的潮汐现象

凡是到过海边的人们，都会看到海水有一种周期性的涨落现象：到了一定时间，海水推波逐澜，迅猛上涨，达到高潮；过后一些时间，上涨的海水又自行退去，留下一片沙滩，出现低潮。如此循环重复，永不停息。海水的这种运动现象就是潮汐。法国文学称之为“大海的呼吸”。潮汐现象的特点是每昼夜有两次高潮，而不是一次，“昼涨称潮，夜涨称汐”。简而言之，“潮”指白天海水上涨，“汐”指晚上海水上涨，不过通常我们往往将潮和汐都叫做“潮”。

潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面沿直向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。

我们先来看看月球引潮力的两个构成因素。

第一个因素是月球的引力。万有引力定律告诉我们，宇宙中一切物体之间都是互相吸引的。月球和地球是一对天体，因此月球对地球存在着引力。在地球上不同的地方，月球的引力是方向不同、大小不等的。引力的方向指向月球中心，引力的大小因地球上各地距月球中心的距离而不同。

月球引潮力的第二个因素是地球绕地月公共质心转动而产生的离心力。由于月球对地球有引力，地球对月球也有引力，在地月之间就构成了一个互相吸引的引力系统，并有一个公共质心，位于距地心0.73倍地球半径的地方。地球除一刻不停地进行着自转和绕日公转外，它还要绕地月公共质心转动，产生离心力。这股离心力刚好和月球对地心的吸引力大小相等，方向相反，从而使地月之间能够保持一定距离。这种情况就好像人们用绳子拴住一块石头使其转动，石头受到人手对它的拉力，并在转动时产生了离心力，且与该拉力正好平衡。由于地球在绕公共质心运动时，地球上各点之间处于平动状态，所以在地球上的不同地方，这股离心力是方向相同、大小相等的。

月球引力和地球离心力是两种对立的力，两者结合起来产生的合力（矢量和），就是月球使海水发生潮汐现象的力量，称为“月球引潮力”。月球引潮力在地球不同地方各不相同。在面向月球的直射点，引力大于离心力，两者合成的引潮力，使海水向上（向月球方向）运动，造成涨潮。在背向月球的对跖点，离心力大于引力，两者合成的引潮力，也使海水向上（背向月球方向）运动，也造成海水上涨现象。引力和离心力合成的引潮力向下（向地球中心），使海水向下运动，造成海水下降现象。在地球自转过程中，地球表面上任何一点，都有经过两次的机会，因此在一个太阴日内常见的潮汐有两涨两落的现象。在我国的天下奇观中——钱塘江潮，就是潮汐的现象。

钱塘江潮，又叫海宁潮或浙江潮，位于杭州东北45千米海宁盐官镇。古时杭州观潮，以凤凰山、江干一带为最佳处。因地理位置的变迁，从明代起以海宁盐官为观潮第一胜地。每年中秋大汛，前来观潮的人日夜络绎不绝，闻名国内外。至今则钱塘潮水已名满天下，成为家喻户晓的著名旅游景点。观潮之日，尤在农历八月十八日前后几天，路上车如水流，人如潮涌。远眺钱塘江出海的喇叭口，潮汐形成汹涌的浪涛，犹如万马奔腾，至澉浦附近河床沙坎受阻，潮浪掀起三至五米高，潮差竟达九至十米，确有“滔天浊浪排空来，翻江倒海山可摧”之势。在不同的地段，可赏到不同的潮景：塔旁观“一线潮”，八堡看“汇合潮”，老盐仓可赏“回头潮”。如此壮丽景观，世上只有两处，钱塘江和南美洲巴西的亚马逊河，为古今中外观潮者所倾倒，称为“天下奇观”。唐代不少大诗人到过杭州，观赏过钱塘江怒潮，留下了赞美的诗篇。白居易（772～846年）在《咏潮》诗中云：“早潮才落晚潮来，一月周流六十回。不独光阴朝复暮，杭州老去被人催。”宋代，钱塘观潮之风更盛，弄潮活动更具规模。但弄潮活动相当危险，经常有人牺牲，造成悲剧。因此，当时也有人反对弄潮活动。早在北宋，蔡襄（1012～1067年）任杭州知府时，写就《戒约弄潮文》，文中曰：“斗牛之外，吴越之中，惟江涛之最雄，乘秋风而益怒。乃其俗习，于此观游。劂有善泅之徒，竟作弄潮之戏，以父母所生之遗体，投鱼龙不测之深渊，自为矜夸，时或沉溺，精魂永沦于泉下，妻孥望哭于水滨，生也有涯，盍终于天命；死而不吊，重弃于人伦，推予不忍之心，伸尔无家之戒。所有今年观潮，并依常例。其军人百姓，辄敢弄佑，必行科罚。”南宋熙宁时，两浙察访使李承之也奏请禁止弄潮，但也没有收效。唐宋以后，钱塘观潮风俗持续不断，直到今天。明清有关观潮的诗、词、画等作品更层出不穷。由于江道变迁，钱塘观潮的最佳地点不断下移。唐宋时，观潮胜地在杭州。唐、宋的大文学家们均在杭州观潮，作诗作画。自明以后，观潮胜地已移到今海宁县盐官镇。20世纪70年代以来，要在盐官镇东10余千米的八堡才能看到最精彩的涌潮。

潮汐是所有海洋现象中较先引起人们注意的海水运动现象，它与人类的关系非常密切。海港工程，航运交通，军事活动，渔、盐、水产业，近海环境研究与污染治理，都与潮汐现象密切相关。尤其是，永不休止的海面沿直涨落运动蕴藏着极为巨大的能量，这一能量的开发利用也引起人们的兴趣。如潮汐发电。