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众所周知,海洋上潮汐现象主要是因为月亮和太阳对地球的引力引起的,在垂直上表现为上升和下降,水平上表现为涨潮和退潮。在我国多数海区,海水涨落周期大多为半日潮(海水在白天一涨一落,夜间一涨一落);少数地区为全日潮(一个昼夜一涨一落)。正是因为我们国家海区多为比较规律的半日潮,潮差较大,所以比较容易认识和观察潮汐的变化规律。
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8 C* x4 ?# O6 i' f% ] 我国古代对潮汐的了解和认识比欧洲早很多,潮汐两字连用最早出现于《管子》一书,“朝(潮)夕(汐)迎之,则遂行而上”,论述了航海和潮汐的关系,后来逐渐把白天海水涨落叫潮,夜间的海水涨落叫汐,合称潮汐。早在公元前2世纪,西汉枚乘所著的《七发》中,最早记载了钱塘潮:将以八月之望,与诸候远方交游兄弟,并往观涛乎广陵之曲江...徒观水力之所到,则恤然足以骇矣。
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( @4 E" K$ x* N* h+ z# c* r 东汉学者王充所著的《论衡·书虚篇》中最早把潮汐现象与月亮关联起来,书中驳斥了当时流传的关于伍子胥“阴魂驱水为涛以溺杀人”的迷信传说,提出“天地之性,上古有之。经曰:江汉朝宗于海...涛之起也,随月盛衰,大小满损不齐同。”这不仅提出了潮汐与月球的关系,而且还提到潮汐大小是随月相而变化。 ; Q+ X K( A9 w5 _ {
& J. O& X& w2 v1 A- e! L0 ~3 F% P 三国时,吴国科学家杨泉在《物理论》中写道:“月,水之精,潮有大小,月有盈亏。”以月属水之精华,更直接的把潮汐的大小与月亮的盈亏相关联。东晋葛洪在《抱朴子》中明确指出一天有两次潮的现象,书中写到:“潮者,据朝来也;汐者,言夕至也...水从天边来,一月之中,天再东再西,故潮来再大再小也。”对于江河入海口的暴涨现象,他提出了潮汐的“力”与“势”的理论,认为潮汐起自遥远的大洋,故力盛势大,进入海口狭窄水域后,其力不衰,其势不减,于是积水高高隆起,形成怒潮。而钱塘潮正是因海潮从外海传来,经狭窄江口造成水势迅猛堆积而形成的江涌潮。
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公元8世纪中后期,唐朝科学家窦叔蒙著《海涛志》,是我国最早的潮汐学专著,对潮汐的成因进行了细致的论述和研究。潮汐作涛,必符于月,晦明牵于日,潮汐系于月,若烟自火,若影附形,月与海相推,海与月相期,苟非其时,不可强而致也,时至自来,不可抑而已也。揭示了潮汐运动的内在客观规律,发现了潮汐周日不等现象。海之潮汐,并月而生,日异月同,盖有常数矣。盈于朔望,消于胐魄(大意为朔望后三日开始逐渐减小),虚于上下弦,息于眺朒(大意为朔望前三日开始逐渐增大),轮回辐次,周而复始。
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指出了潮汐的产生是由月亮运行所致,每天的涨落时间是不同的,每月的潮汐是相同的,有一定的规律。为一天的高低潮时推算建立了一种科学的图表法。涛时之法,图而列之。上致月朔,胐 ,上弦,盈,望,虚,下弦,魄,晦。以潮汐所生,斜而络之,以为定式,循环周始,乃见其统体焉,亦其纲领也。以月相变化为横轴,每天的时辰为纵轴,再将某地实测的高低潮时分别标入,然后把这些标记用斜线连接起来,便构成了一个朔望月的高低潮时推算图。
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对潮汐运动进行了定量计算,算出的高潮至下一次高潮时的平均时间间隔为12小时25分钟14.02秒,后一天的高潮时约平均推迟50分钟28.04秒。这两个数字与现在的12小时25分钟和50分钟是一致的。这样窦氏的一个平均太阴日为24.8411207小时(等于24小时50分钟28.03秒),与现代计算的24.8412024小时(24小时50分钟28.33秒)非常接近。窦氏是在1200年前算出如此精确的数值,提出的朔望月的图表法是目前收集到的世界上最早的潮汐预报方法,它比欧洲最早的大英博物馆的伦敦涨潮时间表(公元1213年)早了大约450年。 & u. Q3 Y9 C* ^3 S1 |6 q2 a
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对潮汐的研究,我国在宋代达到高峰,北宋张君房进一步发展了窥叔蒙的高低潮时推算图,指出“月之行运者,天之十二宫分;潮之泛历者,地之十二辰位。月周于次舍,惟三百六十五度,潮凑于昼夜,乃计一百刻之间”,将高低潮推算图的月相改为“布宫布度”,即月球在黄道上运动的度数(当时一周定为365.25度),纵坐标改为时刻(当时定一天为100刻),从而使潮汐与月球之间的对应关系反映更精细。 5 q3 C) i' h9 j) ?8 j7 j% r
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北宋科学家燕肃经过对海潮多年的观测,采用当时先进的计时工具——莲花漏,对潮时推迟现象进行了更精确的计算,得出“大尽”(一个月30天)潮迟为3.72刻(相当于53分钟34秒),“小尽”(一个月29天)潮迟为3.735刻(相当于53分钟47秒)。
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# D' I+ ?* ?! Q% H/ ?2 m 明清之际的揭暄将西方传入的大地球形观与传统潮汐学相结合,建立了潮汐运动的椭圆形模型,基本正确地解释了天文潮的运动规律,将中国潮汐研究水平推到了一个新的高度。虽然如此,我国古代的潮汐分析方法都是将潮汐情况与天体运动直接建立关系,属于一种非调和法,下一篇我们看看国外潮汐历史研究的调和法分析。 ( t: J; _& I0 a5 p
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