师:各位同学,大家好。今天我们来学习高中地理必修第一章第三节海水的运动潮汐部分的内容。
按照课程标准要求,本节课有两个学习目标:一是了解潮汐运动的主要成因及其特点;二是说明潮汐运动对人类活动的影响。上节课我们学习了表层海水的一种基本运动形式——海浪,包括它的类型、描述要素、成因以及对人类活动的影响。这堂课我们将学习另一种表层海水的基本运动形式——潮汐的形成规律及其影响。
潮汐是海水的一种周期性涨落现象,古人将白天的海水涨落称为“潮”,夜晚的海水涨落称为“汐”。通常一天当中,我们可以观测到两次海水涨落。如此有规律的涨落运动是怎么形成的呢?古人云:“春江潮水连海平,海上明月共潮生。”在我国古代,人们就已发现潮水涨落与月亮密切相关,那么月球是如何影响潮汐规律的呢?我们来看下面这个视频。
潮汐并非只是海水的简单涨落,它是地球、月亮和太阳之间相互作用力复杂互动的结果。若没有其他作用力,地表海平面应是等高的球形。在月球引力作用下,地球上各点近月处受到的引力大,远月处小,方向均指向月心。同时,在地月运动系统中,地球上各点还受到惯性离心力作用,各点离心力大小相等且平行,方向背向月球。地球上各点的月引力和月的离心力的矢量和,就是月引潮力。在近月处,海面受到的月引力大于惯性离心力,月引潮力指向月球;在远月处,海面受到的惯性离心力大于月引力,月引潮力背向月球。所以在地心和月心连线方向上,海面向外突出形成椭球;在垂直于地心月心连线方向上,月引潮力指向地心,海面会被向内挤压,这样就形成了月潮椭球体,突出部分是高潮,凹下部分是低潮。由于地球自转,海边或海中任一点一天会感受到两次高低潮。太阳也会对海平面产生类似作用,形成日潮椭球体。
当月球处于新月或满月时,日引潮力和月引潮力方向相同,太阳和月球的引潮力互相叠加,形成高潮相对最高、低潮相对最低的大潮;而当月球位于上下弦时,日引潮力和月引潮力方向相反,太阳、月亮的引潮力相互抵消一部分,形成小潮,这就是潮汐产生的原理。
从视频中我们看到,海水的潮汐现象与月球和太阳的位置有关。月球和太阳的引力影响海水的潮汐运动。在面向月球或太阳一侧,地球海水受天体引力影响向外膨胀,形成涨潮;在背对一侧,地球海水受离心力影响,同样向外膨胀,形成涨潮。因此,在地球自转情况下,一天会出现两次潮水涨落现象。每月农历初一和十五前后,太阳、月球和地球位置成一线,两者引力和离心力共同作用,此时引潮力合力最大,潮汐现象最明显,我们称之为大潮,表现为潮水涨落速度快,涨潮时潮水水位相对较高,落潮时潮水水位相对较低。每月农历初七和二十二前后,地球、月球和太阳位置成直角关系,月球和太阳的引潮力相互抵消一部分,形成小潮现象。以一个月为周期,会有两次大潮和两次小潮。
通过学习我们知道,潮汐涨落与天体运动关系密切。由于天体运动规律相对固定,沿海各地每日潮涨潮落时间可准确查询。此外,受地理位置以及天体运动(包括月球绕地球公转、地球绕太阳公转)影响,潮汐时间会随日期变化。如图所示,这是我国著名港口江苏连云港的潮汐表曲线图。从图中可见,每日潮涨潮落时间略有不同,具体日期的潮汐情况可通过查找潮汐表获取。刚才提到,受天体引力及地球自转影响,一天通常能观测到两次潮水涨落,但受地形、纬度、位置等因素影响,并非所有沿海地区潮水涨落都有规律。若以潮汐日变化周期区分,潮汐类型可分为半日潮、全日潮以及混合潮三种。半日潮指一天内有两次高潮和低潮,相邻两次高潮和低潮的潮位和涨落潮历时相差不大;全日潮指大多数日期中一天内有且仅有一次高潮或低潮;混合潮指一天中有两次高潮和低潮,但潮位和涨落潮时间差别很大。下面给出广州附近潮汐变化的曲线图,同学们能判断这属于什么类型的潮汐吗?
我们看到,一天当中有两次高潮和两次低潮,但相邻两天潮位和涨落潮历时差别很大,所以广州附近的潮汐是混合潮。在我国,三种潮汐类型在不同区域均有分布。其中,渤海、黄海和东海区域主要是半日潮;南海区域主要是混合潮;北部湾以及秦皇岛附近海域则以全日潮为主。我们介绍了不同潮汐在不同地区呈现不同规律,同学们知道我国有哪些著名的潮汐现象吗?没错,我国最壮观的潮汐现象当属中秋节前后在浙江海宁一带发生的钱塘江大潮。下面通过一段视频感受一下钱塘江大潮的壮观景象。
