什么是潮汐引力?潮汐引力对于地球来说意味着什么?
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发布时间：2022-04-28 17:03
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时间：2022-06-19 21:03
我们知道月球会引起地球上的潮汐，因此也算是一种自然现象，地球上出现的潮汐就是由地月吸引力引起的，地月吸引力使得地球岩石圈、水圈和大气圈中会产生周期性的运动和变化，被称为“潮汐”。然而，你知道吗？距离地球远得多的太阳也能对地球造成潮汐效应，许多人不明所以，太阳那么远怎么会造成潮汐呢？而事实上太阳不仅影响地球的潮汐，它对潮汐的影响几乎是月球的一半。
我们先来了解一下月球是如何引起潮汐的。这确实是因为月球对地球的引力，导致月球会在面向月球的地球一侧的海洋上向上拉动，而在地球的另一侧向下。但是没有这么简单，随着地球自转，这将导致一天一次的巨大潮汐效应，而不是一天两次相对较小的影响。
相反，实际发生的是两种力量的平衡。要了解月球的情况，你必须了解月球的轨道到底发生了什么。实际上，月球并不是在地球静止的情况下绕着地球中心运行，而是在它们之间的一个点，即轨道重心，围绕着它们共同的质量中心运行。
这个重心实际上在地球内部，大约是从中心到月球的2/3。在上图中轴线交叉的原点。月球的轨道是紫色的虚线，地球的轨道是蓝色的虚线。这张图是按比例绘制的，除了月球到地球的距离，它实际上是我显示的缩放距离的10倍左右。
现在至关重要的是，地球绕着这个重心的轨道在地球上产生了一个离心力，因为地球的中心被月球对地球的引力所平衡。这就是使地球保持在这个轨道上的原因。但如果你仔细想想，地球上的每一点都会经历同样的离心力，在远离月球的方向上。请注意，地球是绕着中心运行的，但不是随轨道旋转的。这与月球是不同的，例如月球与它绕着重心的轨道同步旋转，因此保持了相同的面向地球的一面。
然而，虽然月球的引力平衡了地球中心的离心力，但在地球上离月球较远的点上，由于距离的增加，重力会稍小一些，当离心力较大时，会产生远离月球的净力。同样地，在离月球较近的点上，月球的引力较强，这一次给月球一个净力，这就是两者差异的不平衡所在。
所以正是这些不匹配的力之间的差异导致了地球上的潮汐。这一差别取决于月球引力的强度，以及地球半径增加或减少与月球的距离。地球上最近点和最远点相对于月球的净引力影响计算如下：
式中，m是月球的质量，384400是距月球的距离（单位：km），6378是地球半径（单位：km），G是以适当单位表示的标准引力常数。答案是0.0000011 m/s²，这比月球在0.000033 m/s²左右对地球的引力要小得多。
那么太阳呢？这是完全相同的推理，除了在这个例子中，我们感兴趣的是地球绕太阳轨道的离心力（严格地说是太阳-地球的重心，但这里的差别可以忽略不计）和太阳在地球上的重力之间的不平衡。因此，太阳最坏的潮汐影响是：
M是太阳的质量，150000000公里是太阳到地球的距离。计算结果约为0.00000051 m/s²或0.51µm/s²。
因此，事实上，太阳对地球的潮汐影响大约相当于月球的一半。有些人可能会对此感到惊讶。上面的计算实际上简化为近似等于影响物体在地球上的重力乘以地球直径与其与地球距离之比。尽管地球相对于太阳的引力距离是如此之大，这也是因为地球相对于太阳的引力距离要大得多。
实际上，正是太阳的潮汐效应导致了一个月不同时间潮汐的大部分大变化，其中最大的变化是太阳。
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时间：2022-06-19 21:04
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