🌊潮汐与洛希极限 - 引潮力、大小潮、分潮合成、潮汐锁定

如何使用潮汐与洛希极限

1. 1在「引潮力与潮汐隆起」页调月相角、地月距离和纬度，或按日期设置，点「地球自转」看观测点潮高变化
2. 2在「分潮合成潮汐曲线」页选半日潮、混合潮或全日潮预设，修改各分潮的振幅和迟角，读出潮型数和高低潮时刻
3. 3在「洛希极限」页选地月、土星环、苏梅克-列维 9 号等预设，比较刚体和流体极限，点「运行」看卫星解体
4. 4在「潮汐锁定与月球退行」页输入退行速率，得到日长每世纪的增加量、过去的日长和锁定时间

常见问题

为什么一天有两次涨潮？

潮汐不是由月球引力本身造成，而是由引力在地球不同位置的差别造成。朝月一侧的海水比地心受到更强的吸引，被拉向月球；背月一侧受到的吸引比地心弱，相对地心落在后面，也向外隆起。于是地球两侧各有一个隆起，地球自转一周，观测点经过两个隆起，约每 12 小时 25 分钟一次高潮。多出的 25 分钟是因为月球同时在绕地球公转。

大潮和小潮是怎么来的？

太阳的引潮力约为月球的 0.46 倍。新月和满月时日、月、地成一线，两个隆起叠加，潮差最大，叫大潮；上弦和下弦时两者相差 90°，互相抵消一部分，潮差最小，叫小潮。按平衡潮理论，赤道上大潮潮差约为小潮的 2.7 倍。大小潮交替的周期约 14.77 天，正好是 S₂ 与 M₂ 两个分潮的拍频周期。

为什么有的地方一天只涨一次潮？

当月球或太阳偏离赤道（赤纬不为零）时，同一纬度的两个隆起高低不等，产生每天一次的全日分量 K₁、O₁。在一些海湾，海盆的共振放大了全日分量、削弱了半日分量，比如北部湾和墨西哥湾，就会一天只有一次高潮。用潮型数 F = (K₁+O₁)/(M₂+S₂) 区分：小于 0.25 为半日潮，大于 3 为全日潮，中间为混合潮。

什么是洛希极限？土星环为什么在那里？

靠近大天体时，潮汐力会把卫星的近端和远端往两边拉。当它超过卫星自身引力时，靠自身引力聚在一起的天体就会解体，这个临界距离叫洛希极限。流体或碎石堆卫星约为 2.44R(ρM/ρm)^(1/3)，有内聚强度的刚体可以靠得更近，约为 1.26R(ρM/ρm)^(1/3)。土星的主环大部分在冰粒的流体洛希极限以内，物质无法聚成卫星；1992 年苏梅克-列维 9 号彗星掠过木星时被撕成 20 多块，两年后撞上木星。

月球真的在远离地球吗？

是的，月球激光测距测得月球每年远离约 3.8 厘米。地球自转比月球公转快，潮汐隆起被带到月球前方，它对月球的引力把月球向前拉，使轨道变大，同时反作用让地球自转变慢。按角动量守恒，3.8 cm/年对应日长每世纪增加约 2 毫秒，与古代日食记录推算的潮汐贡献约 2.3 毫秒一致。泥盆纪珊瑚的生长纹显示那时一年约 400 天，也支持过去的一天更短。