01.08 《美軍野外生存手冊》—海中潮汐的相關知識

圖:帕特·阿徹

《美軍野外生存手冊》—海中潮汐的相關知識

海洋的脈搏

今天晚上月亮會出來嗎?月亮會是滿月、半月還是月牙呢?月亮什麼時候升起來呢?今天是早上還是下午會漲潮呢?漲潮是普通的潮水還是最高潮呢?這些問題好像對我們來說無關緊要,而且有些古怪,因為到了這個年齡,我們所關注的事情不外乎週一晚上的球賽以及晚間新聞上“一觸即發的世界大戰”,還有選舉、奧運會以及電視上的特別報道等。除了晚上外出散步的行人和漁夫外,很少有人會注意到月亮和潮汐。

很久很久以前,我們的祖先大概就能夠回答剛才有關月亮和潮汐的問題了,不過直到近代,月亮的圓缺和潮落潮漲之間的關係才成為人類日常生活的一部分。對於農夫和獵人來說,月亮的圓缺只是記錄它在一年中所處的時間。月亮就像是天空中的日曆一樣,它向人們表明什麼時間該去種植,什麼時間該去打獵,什麼時間去打魚,什麼時間該收穫。月亮中蘊含著無窮無盡的神話和傳說,很多重要的宗教事件也都是由月亮來標明時間的,比如復活節、逾越節和齋月等。

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潮汐

在過去,“什麼時候漲潮”這個問題對於居住在海邊、以海為生的漁民以及那些喜歡偶爾吃上一頓海鮮的人士來說非常重要,不過現在它對於我們每個人都很重要了,因為有些魚類和蟹類只會在潮落的時候出現,而有些魚類卻只能在漲潮的時候出現。在鐵路交通、公路、卡車、汽車、公家車和飛機出現之前,海洋是主要的交通要道時,潮汐的漲落就決定了人類和貨物出發的時間。

我們的祖先不僅知道月亮什麼時候圓缺,潮汐什麼時候漲落,他們還知道月亮圓缺和潮汐漲落有著密切的關係。他們知道滿月的時候,潮水會漲得特別高,而潮落的時候,會落得特別低;他們知道潮汐變化和農曆一致,因此只要知道月亮的形狀,就可以推斷出明天的漲潮情況。古代的很多鐘錶都不僅能顯示一天中的時間,還能表明月亮的圓缺,但很多現代人對這些都一無所知。根據我們現代的24小時制太陽鐘錶,月亮升起的時間每天都會比前一天晚50分鐘,這一點你知道嗎?如果今天早上海水漲潮,那麼明天早上漲潮的時間會比今天晚50分鐘,這一點你知道嗎?

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月亮的不同階段:其位置和月相

但是古人對月亮圓缺和潮汐漲落之間為什麼有這樣的關係感到迷惑不解。300年前,艾薩克·牛頓解釋說,地心引力是一種物體作用於另一種物體上的力量,一種相互的吸引力,大的物體之間相互作用的力量會更大。這種力量使得超速行駛的行星沿著一定軌道繞著太陽運轉,同時也使月亮繞著地球運轉。這種相互作用的力量會達成一種平衡,這些不斷運行的星球的前行運動會產生一種向外的力量。根據牛頓的這種觀點,地球上海洋裡的潮汐就是由於月亮和太陽對海洋的引力而造成的,在地球朝著月亮的一面,這種萬有引力會把海水朝著月亮的方向吸引到半碼高的地方。

地球每24小時自轉一週,這股水流,或者潮汐,也同樣圍繞地球轉上一週,這樣,每個地方的海水每天都會漲落一次,不過,我們也知道,很多地方的海水甚至會一天漲潮兩次,這是因為月球太大了,它的引力也很大,這就使得地球繞它轉動的點不在地球中心,而是在偏向月球3000公里的地方。

結果,在地球的一面,由於萬有引力而引起海水漲潮,而在地球的正對面,也會有海水第二次漲潮。在普雷斯托,那裡的海水每天都漲潮兩次,而第二次漲潮,就是由於地球運轉的支點偏離中心的緣故,它比第一次漲潮時要低。

這種解釋只是基於地球自轉這個事實,而且這種說法會讓人覺得任何地方的潮汐都同時漲潮落潮,不過,我們必須得記住一點,月亮在空中並不是靜止的,它運轉的速度約為每小時2000公里,每27.5天就能繞著地球轉上一圈,這樣潮汐的漲落就會隨著月亮的腳步而有所不同,在地球上的某一地點,潮汐每天漲落的時間會比前一天晚50分鐘,比如,在某個晴朗的晚上,你看見月亮像一個巨大的金黃色球體升起在東方地平線上,這時你可以把時間記下來,然後第二天晚上在同一地點觀察月亮,你會發現,月亮升起的時間比前一天晚了50分鐘。由於我們這裡一般都是每天漲潮兩次,所以它們之間的間隔時間肯定是12小時25分鐘。

關於潮汐,還有另外一件有趣的事情需要解釋。按照農曆,在每個月29.5天的時間裡,海面上會出現兩次比平常要高的潮汐,被稱作大潮,通常發生在滿月和新月的時候;此外,還有兩次潮汐要低於平常,被稱作小潮,一般出現在農曆每個月的第一週和第三週期間。大潮之所以叫“大潮”,因為漲潮時水面非常高,洶湧起伏,波浪翻騰,它和春天沒有一點兒關係,它們主要是由於地球、太陽和月亮的相對位置引起的,也就是這三者位於一條直線時,就會產生大潮。而小潮裡的“neap”這個詞則是來源於德語,它表示潮汐非常小,簡直像是沒有動靜,好像在打瞌睡一樣。

牛頓對此也給出了自己的解釋,他認為,這種大小潮的不斷循環是由太陽對地球及地球上水面的萬有引力引起的,太陽對地球也有一定的吸引力,它所引起的潮汐比平常差不多要小46%,但是太陽的引力並沒有引發更多的潮汐,相反,它只是在太陽、月亮和地球成為直線時,加強了月亮的吸引力,所以就產生了比平時要大的潮汐,這就是大潮。當地球、月亮和太陽在太空中的位置呈直角時,由太陽對地球的引力抵消了月亮對地球的引力,所以造成的潮汐非常小,稱為小潮。

關於潮汐的解釋到此就好像很完整了,不過,由於地球表面的固體形狀不規則,從而加劇了潮汐現象的複雜性。在紐約,高潮和低潮的高度相差大約只有5英尺,而在緬因州的洛克波特,高潮和低潮時期潮水高度相差10英尺,到了芬迪灣,這個差距就變成了30英尺,這些都是由其海岸的形狀引起的。不管你去哪兒旅行,只要和當地的漁夫或者居民聊聊,你就會發現那裡的潮水有其特殊的特徵。很多地方的海面都會一天漲兩次潮,但有些地方,比如佛羅里達的彭薩克拉以及墨西哥灣的海洋,一天都只漲一次潮,而舊金山的海洋,一天漲一次大潮一次小潮,這些現象都是由陸地和潮水的相互作用造成的。

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每天漲潮兩次

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大潮:地球在太陽和月亮之間

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小潮

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大潮:月亮在地球和太陽之間

即使在茫茫的大海上,潮汐也會引起海面上幾乎不為人所察覺的波動,這一點好像很奇怪。每天都會有幾個小時,船隻離月亮的距離會近上半米,而6個小時以後,距離又會遠上半米。潮水湧上淺水區時,海水會衝進海灣、港口等地,這樣的潮水非常兇猛,巨大的洪水每天襲來一次。千百年來,人類一直希望可以利用這種水流來產生電力,現在,這種願望實現了一小部分,但是要大規模地利用這種電力,可能會存在潛在的生態危害,這種危害甚至可能會超過它所節約的石油和煤炭。

由於地球上幾乎所有區域都有生物生存,潮汐在它們的生活中也起著重要的作用。隨著每一次漲潮,海里的營養物質都會被衝上海岸或者港口甚至小河溝,同樣,退潮時,海水也會帶走生長在沼澤地及河流裡的生物。這樣,經過潮漲潮落,這些生物就會被不停地橫向攪拌或者豎向攪拌,灘塗地帶生物的生長節奏會受到潮汐的很大影響。

仔細想想,我們這個叫作地球的行星上,每一個角落都會有令人驚歎的生命奇蹟,即便是地球和月亮之間也形成了一種古老的合作關係,從而形成了一種生命脈搏,自古至今,生生不息,我們每個人都是這種亙古不變的生命脈搏中的一部分。


注意

  • 潮水漲落時速度不均

潮水水平上漲的水量非常有規律,在第1個小時內,潮水上漲很少,到了第2個小時,潮水上漲就很明顯了,在第3個小時內(就是潮水漲了一半時),水量上漲的速度最大,潮水上漲的數量會逐漸下降,直到第6個小時,水量上漲又不太明顯了。退潮時的模式也大概如此,起初很慢,然後加快,最後又會變慢。

  • 潮汐地圖的購買渠道

潮汐地圖由美國商務部的國家海洋氣候局出版發行,你可以從華盛頓市北議會大廈街美國政府印刷所獲得。同時在一些海洋物品商店、釣具商店、沿海書店、五金用品商店、銀行、海運保險公司以及其他一些意想不到的地方都有類似的地圖或者摘要出售。當然,有些地圖上的信息多,有的信息少,一定要認真查看才行。

  • 高潮和低潮

在一天24小時之內,潮汐有2次高潮2次低潮,這種模式就叫作一天兩次制,通常都發生在美國的大西洋和太平洋沿岸。

——摘自《發現自然之海岸篇》


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