超级月亮星象分析（豆比看世界4）

你知道吗？潮涨潮落的背后，其实是满满的科学知识。

潮涨潮落这个词，给很多人一种错觉，似乎每天都会涨潮一次且落潮一次，然而真的是这样吗？今天，豆比就将从潮汐的机理出发，来为大家揭示潮汐周期背后的那些秘密。

我们知道，潮汐的形成主要是因为地球与太阳、月球以及其他行星的万有引力作用。根据万有引力的公式我们知道：

万有引力的大小和质量成正比，和距离的平方成反比。太阳的质量是月球的27,154,000倍，日地距离是月地距离的390倍，所以月球对地球的万有引力大约是太阳的2.2倍。

我们先来考虑地月系统。对于地月系统的质心而言，地月万有引力和地球自转所产生的离心力大小相等，方向相反。所以如下图所示，在地球靠近月亮的一面，因为万有引力的作用，流体会出现隆起；在地球背对月亮的一面，因为万有引力不足以平衡离心力，所以流体也会隆起，而这就导致了全球海面的双椭球结构。

如果仅仅从地月系统来看，那么假设全球的海洋是等深的，那么双椭球结构的存在意味着随着地球自转，地面上的每一个点都会经历一天两次海平面高点，也就是说每天应该要涨潮两次且落潮两次。然而事实真的如此吗？当然不是，因为来自太阳的引力同样对于潮汐起着重要作用，同时，不同海区的地形、海水的深度也会对于潮汐类型产生影响。其实地球上的潮汐主要有三种类型—— 半日潮型：一个太阳日内出现两次高潮和两次低潮，前一次高潮和低潮的潮差与后一次高潮和低潮的潮差大致相同，涨潮过程和落潮过程的时间也几乎相等（6小时12.5分）。我国渤海、东海、黄海的多数地点为半日潮型，如大沽、青岛、厦门等。全日潮型：一个太阳日内只有一次高潮和一次低潮。如南海汕头、渤海秦皇岛等。南海的北部湾是世界上典型的全日潮海区。混合潮型：一月内有些日子出现两次高潮和两次低潮，但两次高潮和低潮的潮差相差较大，涨潮过程和落潮过程的时间也不等；而另一些日子则出现一次高潮和一次低潮。我国南海多数地点属混合潮型。如榆林港，十五天出现全日潮，其余日子为不规则的半日潮，潮差较大。

潮汐的三种类型

从全球尺度上来看，在大多数地区，半日潮的分量占比较大，也即，对于大多数地区而言，每天会出现两次涨潮和两次落潮。

实际应用中，我们会使用全日潮和半日潮的振幅强度比来推测潮汐类型。这个振幅强度比的计算方式以及判定标准如下：

知道潮汐的周期可以是半日或者一日之后，我们需要考虑的问题便是，混合潮的周期变化规律到底是怎样的，前面提过，混合潮的周期会随着日期的不同而有所改变，而这其实是太阳和月球的万有引力相互作用的结果。如下面这幅图，因为两个天体之间的万有引力作用会将海水拉成双椭球状，而月球和太阳的作用力是矢量叠加的关系。如果月球、地球和太阳处于同一直线上，那么两者所造成的海水上涨会叠加，所以潮汐会比较大；如果月球和太阳处于直角位的话，月球导致的涨落就会被太阳削减一部分，因此，潮汐会比较小。

根据上面的分析我们知道，不论那种潮汐类型，在农历每月初一、十五以后两三天内，各要发生一次潮差最大的大潮，那时潮水涨得最高，落得最低。在农历每月初八、二十三以后两三天内，各有一次潮差最小的小潮，届时潮水涨得不太高，落得也不太低。值得一提的是，因为潮汐类型本身也受到太阳和月球的引力相对大小的影响，所以对于一些混合型的潮汐，可能会在一个月的周期内，因为潮汐波的性质有所改变，所以其全日波分量和半日波分量也会发生变化，一般而言，有些地区会直接出现潮汐类型的变化，例如，随着太阳与月球关系的变化而从全日潮变成半日潮再变成全日潮的周期；另一些地区则会出现大潮和小潮高差的变化，也即两个峰还是存在，但是大潮和小潮会变得区别更加明显，或者区别更加不明显。

最后，让大家直观感受一下地形因素对于潮汐的影响可以有多大。一般来说，潮汐的涨落幅度可能也只在1，2米左右，部分封闭水域可能更低。但是，有一些地方受到地形的影响，潮汐的涨落幅度会非常大。如下图所示，阿拉斯加州安克雷奇市的潮汐涨落幅度近10米。一般在这种潮汐明显受到地形因素加强的地方，潮汐的类型或言之潮汐周期会比较稳定，受日月相对位置的影响往往较小。

阿拉斯加州安克雷奇

怎么样，潮汐的周期是不是很有趣呢？