潮汐

潮汐是指由月球和太陽對地球的引力與地球自轉共同引起的海洋水位的規律性升降。在一個潮汐周期中,水位上升到最高點被稱為滿潮(high tide);水位下降到最低點被稱為低潮(low tide)。潮水退去時,潮間帶會露出水面。滿潮和低潮的水位差叫做潮差[57]。在河口位置,漲潮湧入的海水與河流交匯時會出現涌潮現象:例如杭州灣的錢塘江大潮,其潮差可達9公尺(30英尺)之高。

地球上的大部分地方每天都會有兩次滿潮,間隔大約為12小時25分鐘。此時間恰好是地球自轉一周,加上月球運行到相對觀測者同一位置時所需時間之和的一半。月球質量是太陽的2700萬分之一,而地月距離是日地距離的400分之一[59]。因為潮汐力隨著距離的增加衰減得較快,所以月球對地球的潮汐影響大約是太陽的兩倍多[59]。地球上距離月球最近處的洋面由於受到較強的引力會出現隆起;地球背面受到的月球引力最弱,也會形成一個相似的隆起。這些隆起會像月球一樣繞著地球旋轉。太陽的引力影響則相對小得多,但在滿月或新月時,日月地處於同一直線產生的引力效應導致了大潮(spring tide)的出現。反之,當太陽與月球成90°角時,相對的引力效應就會減小,形成小潮(neap tide)。

潮汐的流動不僅有水的慣性限制,也受地形影響。例如,墨西哥灣的地形限制了海水的流動,每天只會發生一次漲落潮。內濱(或近岸水域)的潮汐則可能有複雜的日周期性,有的地方每日可能出現四次滿潮。位於優卑亞島的哈爾基斯附近的尤里普斯海峽水流湍急,在一天之中常常出現四次忽然改變流向的情況(若月球與太陽成90度角,水流方向的改變甚至多達12次)。海灣或河口的漏斗狀地形則會增大潮汐的規模。加拿大芬迪灣的春潮潮差可達16.3米(53英尺)。雖然潮汐都是規律且可被預測的,但是滿潮時的高度會因為離岸風而降低,也會因為向岸風而變高。反氣旋中心的高壓會造成反常的低潮,而低氣壓則可能產生反常的滿潮。當強風將海水推至水淺的海岸,配合低壓系統,處於滿潮的海面高度迅速上升,將產生風暴潮現象。1900年,德克薩斯州加爾維斯敦的一次強烈颶風過境時,海面出現15英尺(5米)高的風暴潮,造成了超過3,500人死亡,3,636間房屋被毀的災難。