强潮汐对海洋的影响

强潮汐对海洋的影响

1ab.2a3ba三个轴的三个半轴分别为a和b。c，纬度，经度（变化范围为0至90），不同经期的部分椭圆体体积为。V=[8a2b2c(arctan(atanψ/b)sinθ)]/[3(a2b2sin2θ+b2c2cos2ψcos2θ+a2c2sin2ψcos2θ)1/2].(1)V=[8a2b2c(arctan(atanψ/b)sinθ)]/[3(a2b2sin2θ+b2c2cos2ψcos2θ+a2c2sin2ψcos2θ)1/2].(1)在地球整体体积不变条件下,当a=b,ψ=45°,θ=90°,da=-db,dc=0,有微分公式dv=8acda/3.(2)dv=8acda/3.(2)当ψ=90°,a=b,db=0,da/a=-dc/c时,有微分公式(体积增量的近似值)dv=−8πc2a3tanθdc/3(a2tan2θ+c2)3/2.(3)dv=-8πc2a3tanθdc/3(a2tan2θ+c2)3/2.(3)计算结果表明,月亮在赤道时产生的半日潮使气圈、水圈和液核分别有54181864、43275和3103km3的体积绕固体地球向西运动,形成赤道高空风、西向海潮和液核表层西向漂移.由于地形的阴挡,形成大气、海洋和液核的涡旋、湍流和异常大潮以及冷暖海水的上下和东西向振荡与混合.岩石圈和下地幔分别有2754和10599km3的体积胀缩,是其中熔融部分流动、上涌和喷发的动力.太阳相对地球在南北回归线之间的摆动,使流体相对固体南北振荡与混合.地球在春分和秋分扁率变为最大,形成赤道大潮,两极高纬地区分别有6605998、5251和368km3体积的大气、海水和液核流体通过临界纬度(350)流向赤道,并在科氏力和西向引潮力作用下加速向西漂移,使各圈层自转速度变小,差异旋转速度增大,高纬地区排气排液活动强烈,其中大气对流层日长增加最为显著,为97s,是岩石日长增加值(0.00027s)的359259倍.地磁活动在两分点达到最大值是其证据.这是两极冷水入侵赤道并使大洋西部暖水变冷的主要原因.1997年发生在春分和秋分附近的4次交食和行星冲日,加大两极冷水入侵赤道西太平洋使暖水东移的强度,形成1997年的强厄尔尼诺事件.2强潮强度和排液排气效应潮汐对地球气候影响的研究近年来取得了令人瞩目的成果,地壳地幔排液排气、流体与固体圈层差异旋转、火山热幔柱活动、地球自转变化、厄尔尼诺事件、臭氧洞漏能效应、1500~1800年小冰期—小气候最适期的变化周期都与潮汐作用相关.侯章栓和李晓东对近百年全球气候变化与外强迫因子信号检测的结果表明,火山活动是影响ENSO的最重要的外强迫因子.它不但揭示了构造活动与气候变化的关系,而且使厄尔尼诺的海底火山说、引潮力说和地球扁变化说得到有力的支持.通过分析大西洋底的沉积层,发现地球的寒冷期和温暖期出现有规律的波动,波动周期大约为1500~1800年,与地球、月亮和太阳相对位置的变化引起潮汐强度的变化周期是一致的.潮汐大时,有更多来自海洋深处的冷水被带到海面.这些冷水可以冷却海洋上方的空气,使气候变冷.潮汐小时,海洋深处的冷水很难被带到海面,世界就变得暖和.据计算,大约在1425年即小冰期的末期,潮汐达到了最大值,从那以后逐渐减弱,直到3100年潮汐又达到最大值.这个周期是过去1万年气候变迁的主要动力.即使没有温室效应,这个效应也会使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到24世纪.最大汐形变加强海洋冷水上翻,加大了海洋吸收大气中的CO2并将其封存在海底的速度,打破CO2在大气和海洋之间的循环平衡,减弱了温室效应,从而使全球气候变冷.地球在夏至和冬至扁率变小,低纬度地区排液排气强烈,形成赤道低潮,赤道海平面下降,暖水暖风流向两极使地球自转变快,它们在科氏力作用下向东漂移,加强赤道逆流,减弱赤道信风.特别是从秋分到冬至,日时距离变为最小,太阳引潮力变为最大,半日潮产生的强烈振荡高值区由赤道向南北回归线偏移,形成低纬大洋南升西移北降东移的顺时针昼环流和南降东移北升西移的逆时针夜环流,昼夜反向环流和最大幅度南北振荡加强了冷暖水的混合.在南美厄瓜多尔和秘鲁沿岸,由于暖水从北边涌入,每年圣诞节前后海水都会出现季节性增暖现象.月球在赤道南北的摆动(摆动幅度由月亮赤纬角决定,其变化周期为18.6年)加强这一效应,形成混合冷暖海水的强烈振荡,使太平洋西部海水由暖变冷,使太平洋东部海水由冷变暖.行星冲日、大潮和近地潮的叠加形成最大值效应——厄尔尼诺事件.信风使冷暖洋流分别集中在赤道大洋的东西两侧.太平洋与大西洋的区别在于有集中的火山地震带和大于90°的两侧经度差,形成太平洋东部与西部的潮汐高低潮的反相位.因此,78cm的强潮汐高差在东西太平洋的反向振荡可抵消西太平洋暖水海面高差(40cm,)强迫冷水上翻和暖水东向运动,强烈的振荡混合作用降低东西海水温差,加强赤道逆流,形成厄尔尼诺,可称之为“强潮汐海温均衡效应”.东太平洋海底火山在强潮汐作用下强烈排液排气,是降低东太平洋气压、增加东太平洋海表温度并形成厄尔尼诺的激发因.320特殊象组合期2001年1964年和2000都有4次日偏食,1966年和2002年都没有月食,它们间隔2个沙罗周期(沙罗周期为18年零10.33~11.33天),两者有相似的天文条件.1964年地球自转速度异常减慢,但没有发生厄尔尼诺事件,1965发生了厄尔尼诺事件.2001年情况应该与1965年相同.今年年底能否如期发生厄尔纪诺事件,将是对天文条件预测法的检验.应该注意的是,沙罗周期并不是简单重复以前的状态,因此,厄尔诺并不严格遵循这个周期.在1~2年内连续发生4~7次日食和月食对厄尔尼诺有诱发作用,这种现象不具有周期性,但特殊天象组合期可以通过轨道计算得到,海底火山活动可通过卫星热红外图像观测.这是厄尔尼诺事件可以预测的科学基础.日食法的预测也强潮汐相关.月球与厄尔尼诺有关系的重要天文条件是“近地点兼朔、望”,以及各大行星的配合,潮汐振荡是其形成机制.张元东选取了符合上述条件而时段不太长(不超过3天)的关键时期,称之为“特殊天象组合期”.2001年特殊天象组合期有8个:6月21~24日、9月16日、1月10日、8月19日、2月8日、10月15~17日、7月21日、3月8~10日(次序排列依据于条件具备程度).特殊天象组合期在1978年(厄尔尼诺年)有10个,在1988和1989年各有4个.因此,2001年是一个弱厄尔尼诺年.可以预测,地球自转在2001年1月开始异常减慢,6月强度增大,9月达到最强,最慢时段在10月末11月初,是一个典型的厄尔尼诺天文条件年.这是通过地球自转速度异常减慢可预测厄尔尼诺的原因.叶更新的研究表明,厄尔尼诺事件都发生在四大行星(火、木、土、天王星)冲日时日心黄纬的极值年或极值年的下一年,在其它年份则不发生厄尔尼诺现象.大行星在3月冲日和8月冲日,对厄尔尼诺的发生非常有利.其机制是四大行星的引潮力加强了地球的潮汐震荡.