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【科普】揭秘世界三大潮:钱塘江、亚马逊、恒河大潮的形成原理与影响

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【科普】揭秘世界三大潮:钱塘江、亚马逊、恒河大潮的形成原理与影响

引用
1
来源
1.
http://www.360doc.com/content/24/0922/19/54793027_1134748442.shtml

2024年9月20日(农历八月十八),万众瞩目的钱塘江大潮如期而至。受台风“普拉桑”的影响,今年的钱塘江潮更加气势磅礴,让游客们大饱眼福。

钱塘江大潮是如何形成的?它为何如此受人瞩目?世界上还有哪些其他同样壮观的大潮景象?今天这篇文章就带你了解这些问题。

"潮"是什么?

"潮",通常是指潮流和潮汐,它们都是海水周期性运动的形式,两者通常相伴而生。

潮流是一种水平方向上的运动;潮汐则是垂直方向上的海水涨落运动。

高中阶段提及更多的是潮汐,因此接下来我们重点来看潮汐是如何形成的:

推动潮汐形成的动力叫做引潮力,它是月球引力、太阳引力与地球运动时产生的惯性离心力的合力。这种力作用于地球表面的海水,就会形成潮汐现象。

地球靠近和远离月球(或太阳)的一侧都会受到更强的引潮力,使得海水受到更大的拉力而上升,出现涨潮现象。


太阳引力对潮汐形成的影响(太阳潮)示意图


月球引力对潮汐形成的影响(太阴潮)示意图

由于月球的引潮力是太阳引潮力的2倍多,因此地球上的潮汐受月球的影响更大。

作为一种周期性的海水运动,潮汐是有规律可循的。由于地球自转,产生最高潮位的区域并不固定,而是随着地球的自转而变动,这就导致了同一地点的潮汐现象会在一天内(自转一周)发生周期性变化。


地球上某地(A点)一天中潮水涨落变化(太阴潮)示意图

由此可见,受潮汐影响的地区最多会在一天内经历两次涨潮(海水上涨至当日最高潮位的过程)和两次落潮(海水下降至当日最低潮位的过程)。

正因如此,“潮汐”一词其实包含了海水在一天内的两次涨落。潮:通常指海水在白昼的涨落运动;汐:指海水在夜晚的涨落运动。

不同地区,潮汐现象的强度也有差异。

世界三大潮

在“潮汐界”,有三位世界级“巨星”,分别是钱塘江大潮、亚马逊大潮、恒河大潮,它们被并称为“世界三大潮”。

  • 钱塘江大潮:位于我国浙江省的钱塘江入海口,每年农历八月中旬最为壮观。此时,东海潮水进入杭州湾,形成银浪翻滚、鸣声如雷的景象,被誉为“天下第一潮”。


钱塘江大潮景观

  • 亚马逊河大潮:位于南美洲亚马逊河河口处,是南美洲最壮观的自然景观之一。


亚马逊大潮景观

  • 恒河大潮:位于南亚次大陆的印度和孟加拉国交界处的恒河三角洲地区,这里河流众多、河口宽阔,加上气候等因素的影响,使得恒河大潮具有独特的壮观景象。


恒河三角洲

那么这些世界级的潮汐奇观究竟是如何形成的呢?

世界级大潮的形成条件

要形成一个世界级大潮,往往需要“天时”“地利”“风助”“水势”四个条件。

  • 天时:指天文大潮期,在这一时期,日、月、地三颗天体位于同一直线上,日、月引潮力相互叠加,使得引潮力达到最大,海水上涨幅度也就达到最大值,于是形成大潮。这种现象通常出现在农历每月初一或十五前后。


天文大潮形成原理示意图

  • 地利:指河口形态的影响——世界级的大潮多产生于“喇叭状”的河口处。这种河口地形外宽内窄,涨潮时,海水涌入靠近陆地一侧的较窄区域,堆积抬升,从而提高潮位。钱塘江大潮所在的杭州湾、亚马逊大潮所在的亚马逊河口、恒河大潮所在的恒河入海口都具备这样的地形条件。


“喇叭状”海岸轮廓

此外,河口处堆积的泥沙还对潮水产生了巨大的摩擦力,削弱潮水的前进速度。这使得先到达的海水还未通过,后来的海水“接踵而至”,潮位也因此抬高。

  • 风助:行进方向与涨潮方向一致的盛行风也会帮助潮位抬升。钱塘江大潮的最佳观赏期是农历八月,这时我国东部季风区盛行东南季风,其行进方向刚好与涨潮方向大致相同,使得此时的钱塘江潮尤其壮观。


“风助”“水势”对大潮的影响示意图

此外,恒河大潮、亚马逊大潮也分别在南亚的西南季风、南半球低纬地区东南信风的帮助下成为世界级的大潮。

  • 水势:当涨潮期海水向陆地逼近的同时,大量河流水与海水“相向而行”,两种水体相互顶托、相互混合,潮水水位也会大幅提升。


水势对大潮的影响示意图

每年农历八月,钱塘江处于汛期,入海径流量增大,加剧了潮势;而对于流经热带季风气候区的恒河,以及地处热带雨林气候区的亚马逊河(世界上径流量最大的河流)来说,“水势”的作用就更加显著了。

除了上述四个条件以外,沿海地区常见的风浪、风暴潮等其他形式的海水运动也会助力大潮的产生。


风浪、风暴潮对大潮的影响示意图

“潮”的影响

潮汐和潮流除了具有很大的观赏价值外,还会对地表形态、生态环境、资源能源、科学研究等方面产生重要影响。

  • 对地表形态的影响:潮水会不断地侵蚀海岸的岩石,形成海蚀崖、海蚀柱等海蚀地貌,同时还可以导致海岸线向内陆退缩;潮水带来的沉积物在海岸地区堆积,形成沙坝、海滩等海积地貌。


潮汐树形成的海滩微地貌

潮水不仅可以塑造海岸地貌,还能对其他类型的地貌形成产生影响。例如,在河流入海口,如果潮水的势力强于河流的势力,河口三角洲可能会在潮水影响下发育成港湾状,如长江三角洲、恒河三角洲。


长江三角洲

  • 对生态环境的影响:潮流和潮汐作为海水运动的形式,可以促进海洋中营养物质的迁移,为海洋生物提供丰富的食物资源;也可以促进海陆间的水体交换;还有助于海洋和大气之间氧气、二氧化碳等气体的交换,影响全球物质循环和气候变化。

但另一方面,潮水可能会加速沿海地区陆地或河流中的污染物扩散,造成环境污染等不利影响。

  • 对资源能源的影响:潮水可以为我们提供巨大的能量——潮汐能。潮汐能是一种可再生、清洁能源,其开发和利用,不仅有助于优化能源结构,还可以带动相关产业,为“蓝色经济”发展提供新的增长点。

然而开发和利用潮汐能的技术要求很高,且成本高昂,大型潮汐电站的建设还可能对海洋生态环境等方面造成不利影响,因此潮汐能目前还未大规模开发。


潮汐电站

同时,潮水还能为我们在渔业、盐业等领域提供大量的自然资源。

  • 对科学研究的影响:对潮汐的研究有助于我们更好地理解海洋动力学、天体物理学以及气候变化等领域的科学问题,这使得“潮”具有很大的科研价值。

除此之外,海潮还会深刻影响船舶航行、港口建设、军事行动等人类活动。

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