《观潮》背后的潮汐秘密揭秘
《观潮》背后的潮汐秘密揭秘
“八月十八潮，壮观天下无。”这是北宋大诗人苏东坡对钱塘江大潮的咏赞。每年农历八月十八日，海宁盐官镇都会迎来一年一度的观潮盛事。钱塘江大潮以其潮高、多变、凶猛、惊险而闻名世界，与亚马孙河、恒河并称为“世界三大潮奇观”。
潮汐是海水周期性涨落的现象，因白天为朝，夜晚为汐，所以把白天出现的海水涨落称为“潮”，夜晚出现的海水涨落称为“汐”。潮汐是由月球和太阳的引力作用引起的，这种引力被称为引潮力。尽管太阳的质量远大于月球，对地球的引力也远超过月球，但潮汐却主要受月球影响。这是为什么呢？
潮汐是由地球、月亮和太阳三者之间的引力相互作用引起的。月亮对地球的引力是潮汐的主要原因，而太阳也对潮汐有影响，尽管其引力较月亮弱。月亮引力、太阳引力、地球自转三个作用影响是潮汐形成的基本原理：
月亮引力：月亮对地球施加引力，尤其是对地球的水体。由于地球上水体对引力的响应，产生了潮汐。地球上面对月亮的一侧和相对的背面都受到引力的影响，导致这两个地区的海水产生潮汐现象。
太阳引力：太阳也对地球产生引力，虽然它的引力相对较弱。但在地球上产生潮汐时，太阳的位置和月亮的位置对潮汐的影响是相互叠加的。当太阳、地球和月亮处于一条直线上时，即满月或新月时，潮汐幅度较大，称为春潮。当太阳和月亮形成直角时，即在第一季和第三季的上弦月或下弦月时，潮汐幅度较小，称为露潮。
地球自转：地球的自转也对潮汐产生影响。由于地球自转，每天都会经历两次高潮和两次低潮。这被称为日潮。
总体来说，潮汐是由地球、月亮和太阳的引力相互作用引起的。这种引力导致了地球上水体的周期性运动，形成了我们观察到的潮汐现象。
钱塘江大潮的形成，离不开天时地利。浙江省钱塘江流域中心教授级高工任火良介绍：“简单来说，潮汐是地球上的海水受月球和太阳的万有引力作用而引起的周期性涨落现象，人们把吸引海水涨潮的力称为引潮力。”
通常，我们把发生在白天的海水涨落称为“潮”，发生在夜间的称为“汐”。因为天体相对于地球的运动具有周期性，所以潮汐最显著的特点就是具有明显的规律性，这也是为什么钱塘江大潮有固定的最佳观潮时间。
潮汐形成示意图。网络资料图
据介绍，相较于太阳，月亮离地球更近，月亮的引潮力相对于来说比太阳要大，太阳和月亮的引潮力之比为1：2.18，所以涌潮的主要引潮力取决于月亮。随着地球、月球和太阳的相对位置发生周期性变化，这种力的作用也呈周期性变化。当太阳、地球和月球处以同一个方向时（农历的每月初一和十五前后，即朔日和望日），太阳和月球的引力叠加，形成“大潮”；而当太阳、地球和月球成直角时，月球的引力将受到削弱，形成“小潮”。
按照上面的推算，钱塘江也并非只有在秋季才能观潮。实际上，农历的每月初一到初五、十五到二十都可以观潮，全年约有120个观潮日。但说到全年最佳的观潮日，要数每年农历八月十五左右。此时，太阳、月球、地球几乎处在同一直线上，太阳和月球对钱塘江的引潮作用相叠加，引力达到了一年中的最大值，使得此时的潮汐现象尤为明显，才形成了壮丽的涨潮。
钱塘江大潮的出现，除了太阳月亮的“共同吸引”，还得益于其得天独厚的地理条件。任火良介绍，世界上江河入海处能不能形成涌潮，主要看是不是强潮汐河口，有没有喇叭口的地形，有没有一定水深的河床沙坎，同时具备上述三个条件，才有可能产生涌潮。
喇叭形的杭州湾。地图截图
而杭州湾是一个典型的喇叭形的河口湾，湾口宽100公里，而向上游急剧收缩到只有2至3公里宽，加上有江口巨大的拦门沙坎，潮水易进难退。大量潮水涌入后，由于江面迅速缩小，潮头遇到强大阻力无法行进，只能顺势上涨，后浪紧接着前浪排山倒海般汹涌而来，波推波，浪迭浪，层层相叠，发出轰鸣声响，蔚为壮观的钱塘江大潮也就呈现在我们眼前。
除此之外，风势也对大潮产生一定的影响。夏秋季节，沿海一带盛行东南季风，风向与潮水方向大体一致，可助长潮势。
钱塘潮造型变化多样，据浙江大学海洋学院副教授李薇介绍，钱塘潮此前有8种潮型，分别是：一线潮、交叉潮、回头潮、兜潮、二度潮、对撞潮、波纹潮、鱼鳞潮。
上述8个潮涌形态多分布于海宁段和杭州段：在江道顺直且没有障碍物的区域，会形成一条线状的整齐潮头，即“一线潮”；如果两股潮没有交汇，依次通过，就会形成“二度潮”；当涌潮遇到急弯、堤坝等障碍物时，若潮头大致从正面撞向障碍物，会折返而产生“回头潮”，多在老盐仓大坝、美女坝可以看到；
杭州市钱塘新区拍摄的钱塘江一线潮奇观（无人机照片）。新华社供图
在多有沙洲出现的钱塘江下游，潮头遇到沙洲后，被截断形成两股潮，如果两股潮绕过沙洲后交汇，则会形成十字、人字等形状的“交叉潮”；
2024年7月25日，浙江绍兴，在上虞观潮平台，钱塘江现壮观的交叉潮景象。IC供图
如果潮头线与障碍物呈较大的角度，则会在转角处产生冲天巨浪，形成“兜潮”，或称“冲天潮”；如果“二度潮”的后潮遇到前潮的“回头潮”，两潮对撞会产生罕见又壮观的“对撞潮”；当涌潮强度较弱时，不完全破碎的潮头会呈波纹状，称为“波纹潮”；如果“波纹潮”与“一线潮”交汇，则会形成独特的“鱼鳞潮”。
2023年，浙江海宁，钱塘江再现鱼鳞潮。央视新闻截图
而今年钱塘潮造型再出“隐藏款”。7月30日（农历六月二十五），小潮汛期间，科考队伍在新仓（梁家墩）附近发现了罕见的双波纹潮交叉形成的新的潮景类型，把这种新潮型确定为钱江潮第九种潮型——矩阵潮。又因其网格状波峰景观，科考队员、社会大众形象地将这种新潮型的景观唤作“渔网潮”“龙鳞潮”。
矩阵潮。来源：海宁市人民政府官网
加上此前发现的8种造型，钱塘江大潮可实现“一潮九看”，是世界上所有河流里，涌潮形态最丰富、最壮观的大潮。
钱塘潮为何造型多变？“天文因素是潮汐汹涌的成因，而地文因素是潮汐现象丰富多彩的关键。”浙江省天文学会秘书长朱光良表示，钱塘江江底地形变化莫测，受钱塘江地形的影响，钱江涌潮并非只有一个方向，而是会产生不同方向的涌潮，这些不同方向涌潮相互影响、相互作用，就会形成看起来既丰富又壮观的钱江涌潮。
钱塘潮在夜晚也会出现。白天观潮，看形态各异的潮水壮美奔腾；夜晚观潮，则是从潮水的呼啸中感受静谧。“一千里色中秋月，十万军声半夜潮。”这是唐代诗人李廓描绘的钱塘江夜潮的诗句。夜潮的观赏性虽然不如白天，但其神秘和静谧却别有一番风味。
潮汐不仅是一种自然现象，还对生态环境产生重要影响。河口地区的冲淤地貌是潮汐作用的结果，这些地貌变化会影响水体的混合和盐度，进而影响生物栖息环境。例如，崇明岛的变化显示出海平面上升与河流泥沙输送的多重作用。随着设立的水利工程（如小浪底水库）的影响，三角洲的泥沙沉积量大幅波动，进一步引发了河口冲淤的剧烈变化。
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潮汐是自然界的神奇现象，它不仅展现了大自然的壮丽，也激发了人们对自然的无限想象和敬畏之情。通过《观潮》，我们可以深入探讨潮汐的形成机制及其对生态环境的影响，甚至借助现代科技手段，如AI生成工具，让学生们更直观地了解和欣赏这些自然奇观。快来一起揭秘《观潮》背后的潮汐秘密吧！