潮汐的形成 · TideLab

潮起潮落

在海边待上一整天，会看到海水涨上来又退下去：涨到最高叫高潮，退到最低叫低潮。白天的涨落叫潮，夜间的叫汐，合称潮汐。

我国大部分海岸一天有两次高潮、两次低潮，而且每天的高潮时刻比前一天推迟约 50 分钟——这正是月亮每天晚升起的时间。右下角的小窗一直显示观测点海边的水位。

引潮力

月球对地球各处的引力大小、方向都不一样：向月一侧离得近，引力大；背月一侧离得远，引力小。

地球和月球绕着它们的共同质心转动，地球上每一处都受到同样的惯性离心力，大小等于地心所受的月球引力，方向背离月球。

两者合成就是引潮力：向月点和背月点都指向外，大小几乎相等；两侧则指向地心。引潮力与月地距离的三次方成反比——距离减半，引潮力变成 8 倍。

两次涨落

在引潮力作用下，海水向向月点和背月点两边堆积，形成两个潮汐隆起；两者之间的一圈是低潮带。

隆起跟着月球，几乎不动；地球在下面自西向东自转。金色的观测点每转过一个隆起就遇上一次高潮，转过低潮带就是低潮，所以一天两次高潮、两次低潮。

月球每天沿轨道向东移动约 13°，地球要转 24 时 50 分才能再次正对月球，所以高潮每天推迟约 50 分钟，两次高潮相隔约 12 时 25 分。

大潮与小潮

太阳质量巨大但离得太远，它的引潮力只有月球的约 0.46 倍，也会形成一对较小的隆起。

朔（农历初一）和望（十五）时，太阳、地球、月球大致在一条直线上，两对隆起方向一致、叠加起来，潮差最大，叫大潮。上弦（初八）和下弦（廿三）时，日月方向成直角，太阳的隆起落在月球的低潮带上，彼此削弱，潮差最小，叫小潮。

唐代窦叔蒙在《海涛志》中就记录了潮汐随月相的这种变化。

日潮不等

月球轨道与赤道有夹角，月球的赤纬大约每 27.3 天在南北之间往返一次。月球在赤道上空时，两个隆起关于赤道对称，同一纬度一天里的两次高潮一样高。

月球偏向北方时，向月隆起偏到北半球、背月隆起偏到南半球。金色纬度圈上的观测点一天转一圈，先穿过一个隆起的厚处、再穿过另一个的边缘，两次高潮就一高一低，这叫日潮不等。纬度越高、月球赤纬越大，差别越明显；有的海区甚至一天只有一次高潮。