潮汐与潮汐动力学

月球和太阳的引力产生了可预测的潮汐涨落节律，但正是海洋盆地的形状和地球的自转，将这种作用力转化为沿海地区观测到的丰富多样的潮汐。

Definition

潮汐是由于月球和太阳的引力以及地球自转共同作用引起的周期性海平面升降；潮汐动力学是研究这些力如何驱动海洋运动的学科。

Scope

本主题涵盖产生潮汐力的引力起源、潮汐的平衡理论和动力学理论、用于潮汐预测的谐波分量、海洋盆地中旋转潮汐系统（无潮点）的形成、浅海潮汐的放大以及由此产生的潮流。

Core questions

• 哪些引力产生了潮汐？
• 为什么平衡理论无法预测真实的潮汐，动力学理论又补充了什么？
• 如何根据谐波分量预测潮汐？
• 为什么潮差和潮时在不同地点差异如此之大？

Key theories

产生潮汐的力与平衡潮

月球和太阳在地球上不同位置的引力差以及轨道加速度产生了产生潮汐的力，其理想化的响应是平衡潮。

动力学理论与无潮点系统

由于海洋无法立即响应，潮汐以波的形式传播，这些波受科里奥利力偏转并受盆地限制，围绕着潮差接近零的无潮点旋转。

Mechanisms

月球和太阳施加的引力在地球上各处不同，产生潮汐隆起；随着地球自转和天体运行，这些力驱动潮汐波在海洋盆地中传播。受海岸线限制并受科里奥利力转向，这些波形成旋转的无潮点系统，在浅海和海湾中，共振可以显著放大潮差。

Clinical relevance

潮汐预测对于航海、港口作业和海岸工程至关重要；潮流分散污染物和营养物质，驱动混合，携带可用于发电的能量，并与风暴潮结合确定沿海洪灾风险。

History

牛顿解释了产生潮汐的力以及平衡潮；拉普拉斯建立了潮汐动力学方程，乔治·达尔文发展了谐波分析，开尔文（威廉·汤姆逊）建造了第一台潮汐预测机，确立了至今仍在使用的精确潮汐预测方法。

Key figures

• Isaac Newton
• Pierre-Simon Laplace
• George Darwin
• William Thomson

Seminal works

• pughWoodworth2014
• pinet2019

Frequently asked questions

为什么通常每天有两次高潮？

产生潮汐的力在地球面向月球的一侧和相对的一侧都产生水体隆起，因此随着地球自转，大多数海岸每天会经历两次高潮和两次低潮。

什么导致了大潮和小潮？

当太阳和月球对齐时，它们的潮汐力相加产生大潮；当它们呈直角时，这些力部分抵消产生小潮，周期大约每两周一次。