潮汐

水位周期性涨落现象
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潮汐（tide）[3]，是指海洋水面在月球和太阳引力共同作用下，随着它们位置的变化而呈现出的周期性涨落现象。[1][2]在中国古代，人们将白天的海水涨落称为“潮”，而晚间的则称为“汐”。这两者相结合，便形成了现今所说的“潮汐”一词。[6]从涨落周期的角度来看，潮汐可分为半日潮、全日潮和混合潮三种类型。[7]
潮汐的形成主要源于天体的引潮力作用，它是天体引力与地球自转运动相互作用的产物。[2][7]此前，人们对于潮汐的成因虽有所猜测，但并未能科学解释。直到17世纪80年代，牛顿发现万有引力定律后，才首次科学地揭示了潮汐产生的机理，为这一学科奠定了科学基础。[2][8]1687年，牛顿又在其著作《自然哲学的数学原理》的第一卷和第三卷以及题为《世界体系》的附录中，进一步提出了潮汐的静力理论，也被称为平衡理论。同时，牛顿又率先尝试建立了一般水波理论，即用于描述水面波动现象的简化模型。[9]随后，法国数学家如拉普拉斯、拉格朗日等人，以及英国的罗素、格林等人，都对水波理论做出了杰出的贡献。这些理论的发展为后续的潮汐研究奠定了坚实的基础。[10]
海洋潮汐不仅深刻地影响着海岸地貌的塑造[11]，调节着沉积物的分布[12][13]，还调控着海岸线的侵蚀与淤积过程[12][14]。同时，它还对潮沟地貌的发育与演变产生着重要影响。[15]此外，海洋潮汐还能通过引发地球表面和内部的重力梯度变化[16]，对地球的形状、结构、自转速度以及内部应力和应变产生深远的影响[17][18]。因此，潮汐在能源开发[4][5]及海平面高度研究等领域都有着广泛的应用。[19]

名称

潮汐这一名称的中文由来，主要源于古代中国对海水涨落现象的细致观察与记录。东汉时期，中国唯物主义哲学家王充在《论衡》一书中提到“涛之起也，随月盛衰：大小满损不齐同”。余道安《海潮图序》也提到“潮之涨落海非增减，盖月之所临，则之往之”。北宋燕肃著《海潮论》绘制《海潮图》。《海潮论》论述了海潮形成的原因。他指出“日者众阳之母，阴生于阳，故潮附之于日也；月者，太阳之精，水者阴，故潮依之于月也。是故随日而应月，依阴而附阳。[2]根据古代的观察和记录，人们发现海水在白天和夜晚都有涨落的现象。[20]于是，中国古代将白天海水涨落称为“潮”，而晚上海水涨落则称为“汐”。这两者合起来，便形成了现在所说的“潮汐”一词，用以描述海水因受天体引力影响而产生的周期性涨落现象。[6]此外，中国古代航海者还将“潮”作为重要的计程单位。他们将潮汐从涨至落或从落至涨的过程称为“一潮”，并利用两地航道沿途潮汐相继发生的次数来估算航程的远近。[21]