地球引潮力（Tidal Force）

Posted on 2009/06/10 in 地球科學, 海水的運動, 海洋 with 沒有迴響 21,018 views

地球引潮力（Tidal Force）
臺北市立南湖高級中學地球科學科董家莒教師

在做潮汐現象的教學時，多數學生會死記「地球自轉一圈會經過2次滿潮和2次乾潮」，但常常只能說出地球面向月球一側，海水受到月球萬有引力的影響而發生滿潮，對於另一側的地球海水為何會是滿潮現象卻不能詳述。影響地球的潮汐水位高低的引潮力，主要受兩種力所影響，一為地月對偶旋轉離心力，另一為萬有引力，以下分述。

「地月對偶旋轉離心力」是指月球繞地球公轉時，兩者是繞著月球和地球的質量中心Cem旋轉，而非地球的球體中心Ce旋轉，故在背向月球的位置會產生「地月對偶旋轉離心力」。因為月球和地球是同步旋轉，所以此力在地球內外任何一點、任何時間下，必定完全大小相同且方向一致，即是與Cem和Ce的連線平行，且背向月球方向，如圖中藍色箭頭所示。

「萬有引力」是指星球之間必有的吸引力，大小與距離平方成反比，兩星球的質量成正比。所以距離月球愈遠的位置，引力就愈小。其方向平行於月球質心與地球位置的連線，且朝向月球方向，如圖中紅色箭頭所示。

地球的引潮力即為此兩力平衡的結果，由圖中可以看出月球無論在哪裡，地球海水在指向和背向月球的位置，即為高潮位，以綠色箭頭表示。所以當地球自轉一圈會經過2次滿潮和2次乾潮。當然，這樣的結果由圖中可以看出主要發生在地球較低緯度的地方，但由於地球自轉軸傾斜、不同地點的緯度、其他天體的長短週期變化，以及當地海岸、海底地形、海流等因素的影響，就可能造成一天兩次漲退潮明顯的半日潮，與一天只出現一次漲退潮的全日潮，以及介於兩者之間的混合潮現象。以台灣地區為例，西部及東部沿海以半日潮較顯著，東北部沿海的基隆是全日潮和半日潮影響的混合潮，西南沿海高雄則是以全日潮為主的混合潮。