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天文潮

2020-04-09 21:01

地球上海洋受月球和太阳引潮力作用所产生的潮汐现象。它的高潮和低潮高度和出现时间具有规律性,可以根据月球、太阳和地球在天体中相互运行(见图)的规律进行推算和预报。

影响天文潮的主要天文因素日月运行图

按潮汐静力理论,由月球引起的天文潮潮高η可展开成以I、ν、ξ、T、s、h、p等均匀变量表示的形式,即

式中,R1、R2、R0均为常数,与地球和月球的质量、地球和月球间的距离、地球半径以及潮汐观测站(图中B点)的地理纬度φ有关。式中等号右边第1项表示有25个全日分潮,第2项表示有25个半日分潮,第3项表示有13个长周期分潮。月球对地球引起的潮汐可分解为63个天文分潮。类似地,太阳对地球引起的潮汐可分解为60个天文分潮。每个分潮均与一定的均匀天文变量有关,呈现出周期性的规律变化,是一种简谐的潮汐振动。式中e为月球白道离心率(e=0.05490),m为太阳和月球的平均角速率之比(m=0.0748),其余均为均匀的天文变量,具有周期性。如其中白道平面与赤道平面交角I的变化以18.61年为周期,其变化幅度为I=28°36′~18°18′。ν、ξ两个均匀变量也以18.61年为周期变化,变化范围在12°~13°之间。因此,I、ν、ξ三个均匀天文变量就使天文潮具有约19年的长周期变化。均匀天文变量p为月球轨道近地点的平均经度,其变化为8.85年一个周期,使天文潮具有8.85年的周期变化。均匀天文变量

表示太阳平均经度,其周期为一年,即地球绕太阳公转一周的时间,构成天文潮的年变化。均匀天文变量

表示月球的平均经度,其周期为一个恒星月(27.32166 d),即月球绕地球公转一周所需的时间,构成天文潮的月变化。均匀天文变量T为潮汐观测站(B点)与太阳间的时角,其周期为1 d,即地球自转一周的时间,构成天文潮的日变化。

这样,根据月球、太阳和地球三者在天体中的相对运行规律以及地球上不同地理位置,综合构成了天文潮日、月、年,甚至8.85年、18.61年等长周期的潮汐变化。

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