词语大全 > 引潮力

引潮力

引潮力指月球和太阳对地球上单位质量的物体的引力,以及地球绕地月公共质心旋转时所产生的惯性离心力,这两种力组成的合力,是引起潮汐的原动力。引潮力与物体质量成正比,与距离的立方成反比。

地球由于受到月球(或太阳)的引力和因月球绕地球(或地球绕太阳)公转而产生的离心力合力称为引潮力。月球引潮力是太阳引潮力的2.25倍。 引潮力是指月球和太阳对地球上海水的引力,以及地球绕地月公共质心旋转时所产生的惯性离心力,这两种力组成的合力,是引起潮汐的原动力。

首先需从天体引力谈起。绕转着的天体,都受到两种力的作用,一种是绕转天体间的引力,一种是由于绕转而产生的离心力。两种力同时作用,才使天体能够维持其按一定规律绕转的运动状态。月和地球绕转、地和日绕转也是这样。

引力和离心力,对于整个天体来说,二者是保持平衡的。但是,对于天体上的每一个质点(位于天体中心的质点除外)来说,二者则是不平衡的。绕转天体之间的引力同绕转运动所产生的惯性离心力的不平衡,是产生引潮力的根本原因。

太阳和月球对地球的引力,地球在绕转中产生的离心力,以及由于这两种力在地球表面所表现出的不平衡,其本质是相同的。由月球作用而产生的潮汐,称月潮;由太阳作用而产生的潮汐,称太阳潮。月潮和太阴潮并无本质上的差异,其原理是一样的,但在量值上,月潮大于太阳潮。

为了便于说明问题,仅以月球对地球的作用为例,对引潮力进行分析。并且,假定地球是完全被均匀的海水所覆盖的球体。这就是说,我们在这里对引潮力和潮汐的分析,是以只考虑月球的作用,而不考虑其它任何因素对潮汐的影响为前提条件的。

地球在绕地月公共质心运动时,处于其不同位置的所有质点惯性离心力都是相同的,其绝对值大小等于月球对地心质点的引力;其方向都互相平行,与月球对地心质点的引力方向相反。

地球是一个具有平均半径约6371千米的球体,构成这一庞大球体的各个质点,因其在地球体上所处的位置不同,而与月球质心具有不同的距离和相对位置。因此,根据万有引力定律可以知道,与月心距离和相对位置不同的地球上各质点,受月球实际引力的方向和大小,都有一定的差异。如图,C为月球质心, O为地球质心。 A位于OC连线上,是距月心最近的地球质点,称为月球在地球上的正垂点。B是月心和地心连线延长线与地表的交点,为地球上距月心最远的一点,叫做月球在地球上的反垂点。在地球上,正垂点A所受月球的实际引力最大,它与地月心连线重叠,并指向月心。反垂点B所受月球的实际引力最小,它与地月心连线的延长线重叠,也指向月心。地球表面其他任何地点所受月球的实际引力,其量值都小于正垂点、而大于反垂点;其方向虽然也都指向月心,但却都不同地月心连线重叠,而是各有不同大小的夹角。地球质心O所受月球的实际引力,在数值上是整个地球全部质点所受月球实际引力的平均值,并指向月心。

在地球的质心,绕转所产生的惯性离心力与月球对它的实际引力,保持平衡,即二者在同一直线上,作用于同一点,绝对值相等,方向相反,其合力为零。由于地表一切地点的惯性离心力相等、方向平行,而月球对它们的实际引力,与月球对地心的实际引力又都存在着不同程度的差异,因此,在地表任何地点,离心力与月球实际引力都是不平衡的,它们的合力都不等于零。月球在地表的正垂点A所受实际引力与离心力作用于同一直线,方向相反。在这里,实际引力大于离心力绝对值, 引力起主导作用,引力与离心力的合力是向上指向月心的;反垂点B所受实际引力也与离心力作用于同一直线,方向相反。在这里,则是离心力的绝对值大于月球实际引力,离心力起主导作用,两种力的合力背向月心方向,但在地球上也是向上的。地表其它任何地点所受月球实际引力,都不和离心力作用于同一直线,力的方向相差都不等于180°,而且力的绝对值也不相等。因此,除正、反两个垂点外,地表一切地点所受月球实际引力,都与离心力构成一个方向不同、大小不等的合力。这些合力,就是引起地球上潮汐现象的直接动力引潮力。

引潮力在地球上的分布是不均匀的。各地点引潮力大小、方向的差异,必然使被海水所覆盖的地球变形。以正垂点为中心的半球,引潮力的水平分力指向正垂点,另一个分力指向月球(或太阳),海水质点向正垂点方向集中、朝向月球(或太阳)隆起;以反垂点为中心的半球,引潮力的水平分力指向反垂点,另一个分力背向月球(或太阳),海水质点向反垂点方向集中、背向月球(或太阳)隆起;在这两个半球交界的地方,引潮力指向地心,海水质点向下移动。这样,就使完全被海水覆盖的地球,变成一个分别朝向和背向月球(或太阳)隆起的扁球体。正垂点和反垂点的连线,就是这个扁球体的长轴。这种由于引潮力作用而产生的变形,称为潮汐变形

在地球上看来,在引潮力作用下,以正、反垂点为中心的海水朝向和背向月球(或太阳)隆起,都是海面的向上升高,在正、反垂点周围,各形成一个水位特高的地区,叫做潮汐隆起;在距正、反垂点最远的地方,指向地心的引潮力使那里的海面下降,形成水位特低的地带。

以正垂点为中心的潮汐隆起,称为顺潮,它始终朝向月球(或太阳);以反垂点为中心的潮汐隆起,称为对潮,它始终背向月球(或太阳)。因此,随着月球(或太阳)自东向西的周日视运动,两个潮汐隆起不断地自东向西移动,一日之内在地球上移动一周。距正、反垂点最远的海面最低地带,也相应在地球上自东向西移动。这样,在地表某个具体地点所看到的情况,就是随着时间的流逝,海面不断上升,达到最高水位后,又不断下降,降到最低水位后,又开始上升,如此不停地循环往复,这就是海面不断涨落的周期性运动。

关于潮汐力产生的原因有人提出了新的观点,内容摘要如下: 地球既进行自转又进行公转,并且自转和公转的方向相同,那么地球面向太阳的部分绕太阳运动的速度就是公转速度减去自转速度,速度变小,离心力变小,太阳对它的吸引力大于它绕太阳运动的离心力,所以会隆起;地球背离太阳的部分绕太阳运动的速度是公转速度加上自转速度,速度变大,离心力变大,它绕太阳运动的离心力大于太阳对它的吸引力,所以也会隆起,这就形成了太阳潮

由于月亮的存在,地月质心偏离了地球中心,地月质心对地球上的物质来说犹如椭圆轨道的一个焦点,地球在自转时地球和月亮的共同作用迫使地球上的物质向椭圆轨道发展,所以在地球面向月亮和背离月亮的部分都会隆起,这就形成了太阴潮。

地震的形成存在多种因素的制约,从天体物理学上看,太阳系其他天体产生的引力可作用于地球,即天文潮汐,相比较于其他行星而言,月球对地球产生的引潮力较大,有研究表明大地震与天体引潮力的变化存在关系。从表面上看,地震的发生是地球板块之间的相互作用,在自转向心力、地幔热液对流作用下发生了运动,但实质上板块运动与天体引潮力、太阳黑子活动等事件存在关联,在这些外部因素的诱导下,引发了地球内部的构造变化,导致地震的发生。

月球处于两个周期运动时可触发地震,其分别为8.85年和18.61年,通过对易震时间的统计,科学家发现在两个周期之间的叠加周期会出现更加频繁的地震,其强度和频度都明显增强,有可能增加全球发生8级以上地震的概率。这两个神秘的周期也被称为地震轮回。由于18.61地震轮回周期的存在,导致在大约10至30年间会出现一个地震活跃期和平静期,比如喜马拉雅与周边区域从1900年至今发生13次7.6级以上强震都处于活跃期内、勘察加至日本东北部地区100年间发生了22次7.7级以上地震,其中20次发生于活跃期内,浅源型地震则更容易受到这两个地震周期的影响。 [1]

词语大全 8944.net

copyright ©right 2010-2021。
词语大全内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com