潮汐,是海边常见的一种自然现象。几小时前,那里还是辽阔海滩,起伏不平的岩礁;忽地被排山倒海涌过来的潮水淹没了,成了一片汪洋。再过几小时,海水又悄然退走,海滩岩礁依然裸露出来。在一般情况下,海水每天一早一晚涨退各一次,早潮叫“潮”,晚潮叫“汐”,合起来就叫“潮汐”。
凡有海洋的沿岸,都能看到潮汐,但时间有先有后,高潮和低潮的潮位差也各不相同,一般都在2~3米之间,在海湾特别是河流入海处,潮差更大。我国杭州湾潮差最大达9米,是全世界著名的大潮,叫做“钱塘潮”。钱塘潮之所以特别大,主要原因在于它具有喇叭形的河口。当潮水从河口汹涌地挤进来,河道越来越窄,潮水便越涨越高。
世界上凡具有喇叭形河口的河流,如欧洲的易北河,美洲的亚马逊河,苏联的叶尼塞河等河口,都有较大潮汐。不过像钱塘江那样威武雄壮的大潮,全世界并不多见。钱塘江潮特别大,还有一个原因:海宁县东50里的尖山,斜出海口,与对岸上虞县的夏盖山海底相连,这里的河床特别高,水深只有两米多,而澉浦以东,水深则达5~9米。由于河床高低相差很远,从西向东流的江水,在这里受到东来的海水的冲击,两股力量相撞,江水就腾空而起,形成举世罕见的特大潮水。潮汐是怎样形成的呢?
按照牛顿的万有引力定律。任何两个物体之间都存在着相互的吸引力。吸引力的大小,一是决定于物体的轻重,二是决定于距离的远近。宇宙间星球多得很,但离地球太远,引力也就不大了。月球体重虽比不上大的星球,但它离地球最近,所以最容易把地球上的海水吸着凸出来。
地球每天自转一周,它的某一点每天必有一次向月,一次背月,形成两次涨潮,向月时,由于月亮的引力加上地球自转时产生的离心力海水被吸着鼓向月亮;背向月由于海水离月较远,离心力大于吸引力,使海水鼓向相反的方向。
潮汐这种自然现象,是有规律可循的,人们可以准确地推算出某一地方的涨潮、落潮的时间。地球自转一周。所需时间是24小时,而月亮绕地球一圈是24小时50分钟,因此某地任何一天来潮都要比前一天迟50分钟。
掌握潮汐规律,使它为工农业生产和交通运输服务,是一件一本万利的事。因此沿海地区引水灌田,修建盐场,初高中地理网营造码头都得考虑潮汐的这一有利因素。当河口涨潮时,河水受海水顶托,水流增高,两岸农田就可以更方便的引水灌溉。海边盐田,在起潮时打开闸门,让海水自动流入盐田,退潮时关上闸门,把海水晒干,便有白花花的大片盐巴。大轮船在涨潮时进港,在潮水将退未退时出港,这就方便多了。
另外,利用潮汐涨落所产生的潮差发电,可以获得大量廉价的电力。全世界潮汐能量有十亿多千瓦。单是钱塘江,每年就能发电一二百亿度。
根据测算,世界上海洋潮汐能的蕴藏量约27亿千瓦,这是一个十分可观的数字,对于解决全球性的能源紧张问题,不失为一条重要的渠道。
对潮汐能的利用可以追溯到很久以前,但直到本世纪初,佩恩在诺斯特兰德岛和大陆之间建立了第一座潮汐发电站时,才把幻想变成了现实。第二次世界大战后,法国专门成立了潮汐利用协会,于1967年建成了总装机容量24万千瓦、年发电量为5.4亿度的目前世界上最大的潮汐发电站——朗斯潮汐电站。1968年,前苏联在基斯洛伊湾建成了装机容量800千瓦的潮汐电站。经过十余年的奋斗,我国江厦电站终于在1985年建成投产,装机总容量达3200千瓦,超过了原设计容量。此外,加拿大、英国、美国、印度、澳大利亚等国也在设计兴建潮汐电站。据统计,目前国外已建成潮汐电站数十个。
潮汐发电基本上采取三种形式:1.单库单向型,即用一个水库,只在涨潮(或落潮)时发电,此类型虽有设备简单、投资少的优点,但潮汐能利用不够充分;2.单库双向型,此类型造价较高;3.双库型,即上下各有一个水库,可以调节水位,连续发电,但工程量较大,投入较多。
潮汐发电是一项潜力巨大的事业,经过多年的实践,在工作原理和总体结构上已基本成型,可以进入大规模开发利用的阶段。潮汐发电的前景是广阔的。
潮汐是一种世界性的海平面周期性变化的现象,在很多沿海岸地区,海平面由于受月球和太阳这两个引力源的作用。每日涨落,无一中辍。
潮汐作为一种自然现象,为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便,更值得指出的是,它还可以转变成电能,给人们带来光明和动力。