[转贴]造潮并非引力-挑战相对论-西陆网

注册时间: 2004-08-30

造潮并非引力

在高中《地理》上册（人教版2004年印）第71页上有句曰：“潮汐是海水在月球和太阳引力作用下发生的周期性涨落现象……” 错误地把潮汐的成因归因于牛顿的万有引力。这种写法说明，编者与全国中小学教材审定委员会的官员们都缺乏独立思考的精神，只知道嚼洋人吃了300多年的剩饭。其实，西方人自己对潮汐的成因问题也有异议，因引述太长，暂时不谈，下面是本人《地球大揭秘》第三章的一些观点，请各位地理大侠审读。

十二、造潮并非引力

“涛之起也，随月盛衰，大小满损不齐同”。这是汉代王充在《论衡•书虚篇》中对潮汐的解释。“八月十八潮，壮观天下无。”此为宋代苏东坡任杭州通判时在盐官镇留下的诗句，可在钱塘江口观潮的历代人流中，谁明白了潮起潮落的真正原因呢？

现代科学引用牛顿关于“引力起潮”的解释后，潮汐的成因问题似乎完全解决了，然而牛顿的解释现仍有三个方面与实际观测和计算不符。１与牛顿自身的理论计算不符。图２８是“引力起潮”学说的示意图：

〖ＴＰＫ２8，＋41mm。９0mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓２８〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗

牛顿认为：Ｃ点起潮的原因是它离月球最远，月球对Ｃ点海水的引力最弱，以致Ｃ点海水在向月方流动时掉队，从而相对涨高。这种解释恰好与牛顿同一原理相矛盾，因为Ｃ点海水既受地心引力，又受月球引力的双重同向吸引，更应首先被吸向海底，而不是避开这种双重引力而凸得更高。为回避牛顿理论中的这一内在矛盾，近现代学者把Ｃ点凸起的原因解释为：Ｃ点海水在地——月旋转系统中有一个远离月球的离心力，这一离心力使Ｃ点海水凸起。可简单的计算足以表明，海水因地球每日自转一周所产生的离心力已把因地——月互转（周期为１个月）所形成的离心力掩盖得无影无踪。

２与潮涨潮落的实际时间不符。观测证明，各港涨潮均不在月中天之时，而是或迟或早１～３小时。如果说牛顿能把延迟现象归因于海底对海水的粘滞阻力，那么提前现象何以解释？少数河港的大潮不在朔望，而要迟３天左右，这一点更不可深究。

３与大气探测结果不符。月球引力既然能吸起海潮，那它首先会吸出大气潮，而近几十年的卫星探测表明，大气潮与日月引力毫无关系，倒是太阳风的斥力造成了磁潮和大气潮，以致背日面的磁层和大气层比向日面更厚一些。可见，造潮并非引力，牛顿并没有说清潮汐现象，潮汐的成因问题至今仍然是谜。

十三、避日趋月的地心

根据地震波的测定，地核是一个悬浮在流态地幔岩浆之中、半径约３４６０公里的固态铁核，它当然是整个地球磁场的磁芯。因地——月相距平均约３８万公里，月球在地球磁场范围之内，月球铁核本身没有明显的磁场，同一只铁钉一样只有地核的感应磁场，且月球的感应磁场与地球磁场的极性相反，磁性月核与磁性地核相互吸引，使悬浮在流态地幔中的地核向月方位移，见图２９。

〖ＴＰＫ２9，＋42mm。９3mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓２９〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗

地核向月方位移，必然通过地幔把Ａ点地壳微微挤高凸起，使整个地壳发生形变，由正圆变为椭圆，其椭圆长轴的另一端便指向背月面，使Ｃ点地壳也微微凸起，形成整个地壳的太阴固体潮。太阳磁场与地球磁场极性相同，相互排斥，同时，太阳风对地球外磁层的压力也必然由地球的磁芯承受，从而使磁性地核向背日面移动。地核向背日面位移，也会把Ａ点地壳挤高，导致地壳由正圆变成椭圆，其长轴往向日面指，使Ｃ点地壳凸起，形成太阳固体潮。磁极间相互作用的库仑定律为：两个磁极间的引力或斥力Ｆ的方向在两个磁极的连线上，大小跟它们的磁极强度Ｍ１、Ｍ２的乘积成正比，跟它们之间的距离Ｒ的平方成反比。即：

〖ＪＺ〗Ｆ＝〖ＳＸ（〗Ｍ１Ｍ２〖〗Ｒ２〖ＳＸ）〗

由于太阳离地球的距离Ｒ比月球大得多，故太阳磁场对磁性地核的斥力小于月球磁场对地核的吸力，两力比约为１∶２２，因此，地壳的太阴固体潮大于太阳固体潮。因地球磁场极性与太阳相同，Ｆ为正值，两力相斥；而与月球相反，Ｆ为负值，两力相吸，故磁性地核在地内有避日趋月的趋势。

十四、固体潮与月相

每逢朔月前后，太阳、月亮、地球几乎处在一条直线上，见图３０。

〖ＴＰＫ30，＋41mm。82mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓３０〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗

此时，月核磁场吸引地核，太阳磁场吸引月核，犹如老公公（月核）拔萝卜（地核），老太太（太阳）拉老公公，两者的合力相加，故把地核拖出得更多，从而使地壳形成新月期间的大潮。每逢满月前后，太阳、地球、月亮也在一条直线上，太阳对地核的推力与月球对地核的拉力相互叠加，地核在地幔中的位移最大，地壳在满月时的固体潮幅也最大，如图２９所示。

固体潮既然由地心挤出，而地球只有一个地心，那么每天的地壳涨落周期就只有两个，一个是向月潮，一个是背月潮，不会有单独出现的所谓“向日潮”和“背日潮”。太阳斥力和月球吸力总是同时作用在一个地核上，地核以两力构成的合力选择移动方向，而且只能选择一个方向，这个方向决定着地壳凸起的地点和时间，见图３１。

在朔月（三十夜间２４点）和满月（十五夜间２４点）或前或后３～４天内，日、月、地三者在一条近似的直线上，固体潮峰（地壳凸起点）的到达与月亮中天基本同时。但在月弦，即初八前后３～４天，月亮几乎处在与日、地连线相互垂直的角度上，太阳斥力使地核略向背日面偏移，两者合力使地壳凸起点比月中天晚１０分钟左右。同理，在下弦期间，即二十三日前后３～４天，地壳凸起点比月中天早１０分钟左右。掌握这种时间差对准确计算潮来潮去的时刻非常必要，它是潮汐不与月中天绝对同步的原因。随着月球与地球运行轨道的变化，地壳固体潮除有半日周期、半月周期外，还有半年周期、１年周期、８５８年周期和１８６年周期。

〖ＴＰＫ31，＋76mm。88mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓３１〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗

因大陆地壳较厚，固体潮汐的变化量级是很小的，最大起幅约３７厘米，重力观测值的最大变幅约２９２微伽，地倾斜的最大变幅约００３角秒，这些已由地震、水文台网的观测所证实。然而海底地壳的平均厚度仅相当于大陆地壳的１／５，故固体潮幅要大得多。


〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十五、海潮的成因〖ＨＴ〗
地壳固体潮必然引起海潮，海潮是固体潮的必然后果。换句话说，地起必然潮落，地沉必然潮来，两潮是同步而反相的。故王夫之曰：“地升则潮落，地降则潮生。”见图３２。

〖ＴＰＫ32，＋56mm。83mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓３２〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗

当地核向月方移动，Ａ点和Ｃ点的地壳就会抬高，Ｂ点和Ｄ点的地壳相应下沉，Ａ、Ｃ两区的海水就会向Ｂ、Ｄ两区涌流，若给流动的海水以足够的时间，海水会将地球水圈调整成为一个正圆为止。在这个调整过程中，站在Ａ、Ｃ点的人就会觉得在落潮，而站在Ｂ、Ｄ点的人则觉得在涨潮。有趣的是，他们都觉察不出自己所立足的大地也在沉浮，因为找不到一种参照物。由于地球自西向东旋转，月亮每隔２４小时５０分就中天一次，地壳赤道区的凸起点以每小时１６１０公里的高速自东向西移动，Ａ、Ｄ、Ｃ、Ｂ相继成为凸起点，海水只能从Ａ向Ｄ、从Ｃ向Ｂ流动，即只能从东向西涌流。因为Ａ点向Ｂ点涌的海水还没来得及起步，Ａ点地壳就已开始下沉，而同时抬高的Ｂ点海水已开始向Ａ点涌来，见图３３。

〖ＴＰＫ33，＋51mm。8９mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓３３〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗

图３３表明了涌潮由东向西的方向，Ｄ、Ｂ两处分别是向月潮和背月潮的起潮点，它们比Ａ、Ｃ两个地壳凸起点（月中天时）早到６小时１２分３０秒，Ｅ、Ｇ是两个海潮潮峰处，它们比Ａ、Ｃ两点早到２小时左右。

十六、正相潮与负相潮

因地球上的水圈已被亚欧非、南北美大陆隔离，潮汐无法经过ＡＤＣＢ作全球性纬向环流，只能在太平洋、印度洋、大西洋中回荡。根据海陆分布的不同方向，荡来荡去的潮汐便产生两种相位，一种是大陆东部海岸、河口的潮汐，叫正相潮；另一种是大陆西部海岸、河口的潮汐，叫负相潮。

〖ＴＰＫ34，＋８８mm。９６mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓３４〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗

正相潮表现出先涨后落的规律，月亮在大陆海岸、河口中天前６小时１２分３０秒海底地壳抬起，把海水向大陆河口倾泄，河口涨潮。月亮中天后的６小时１２分３０秒内，大陆地壳抬起，把已倾满河口的海水向海中回倾，河口落潮。凡由西向东入海的河口，如长江、钱塘江、亚马孙河口的潮汐都是正相潮，见图３5。

负相潮表现为先落后涨的规律，月亮在大陆西海岸、河口中天前６小时１２分３０秒内，大陆地壳抬起，把河口的海水（含河水）向洋中倾泄，河口落潮。月亮在河口中天后的６小时１２分３０秒内，海底地壳抬起，把堆往洋面的海水灌回河口，使河口涨潮。法国西海岸、南朝鲜西海岸、美国旧金山、菲律宾马尼拉港的潮汐都是这种负相潮，见图３4。正相潮在各河港的起潮时间可由下式求得：

〖ＪＺ〗Ｔ＝Ｍ－６２＋〖ＳＸ（〗Ｓ〖〗Ｖ〖ＳＸ）〗

式中Ｔ为起潮时间，Ｍ为河港地壳凸起时间（朔、望前后与月中天同时，下弦、上弦须各加、减１０分钟，见前），６２是６小时１２分３０秒的近似值，Ｓ是港口到外河口（河海交界处）的距离，Ｖ是潮头由外河口涌向港口的平均速度，由于河口的深浅、宽窄、河水流速、入海方向、当时风向风速等不同，Ｖ在不同的港口或同一港口的不同时间中，是一个变量，但在一般情况下，Ｖ为每小时３０公里左右。以上海黄浦江港月初八的向月潮起潮时间为例：

Ｍ＝１８４小时，Ｓ＝７５公里，Ｖ取３０公里／小时，代入上式后得１４７，即１４小时４２分。

就是说，上海黄浦江港月初八向月潮在下午２小时４２分开始上涨，起潮后２小时，即下午４点４２分左右涨到最高点，起潮后６小时１２分３０秒，即下午８点５４分３０秒开始落潮，约２小时后，当晚１０点５４分３０秒左右落到最低点。再经过４小时１２分３０秒的回荡平衡期后，于月初九凌晨３点零７分进入背月潮的起潮期。

〖ＴＰＫ35，＋91mm。９６mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓３５〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗

负相潮起潮的时间可直接由下式求得：

〖ＪＺ〗Ｔ＝Ｍ＋〖ＳＸ（〗Ｓ〖〗Ｖ〖ＳＸ）〗

因大陆西海岸地壳凸起的时间本身就是外河口水位最低的时间，一旦月亮跨过这一时刻，就是外河口起潮的时间，因此，负相潮的起潮时间与地壳凸起时刻Ｍ同时，故不需要减去６２小时。但港口的实际起潮时间仍须算入它离外河口的距离Ｓ和回潮的平均速度Ｖ。

起潮时间Ｔ是准确预报各港潮汛的重要数据，除用公式计算外，一般通过记下初一或十五的实际起潮时间，然后每天加５０分钟，并在下、上弦加减１０分钟的修正值，便可近似地求得。影响潮汛进退时刻、涨落幅度的其它天文、大气、水文因素还很多，不同港口、不同季节随时随处都有一些微小的变量，预报潮汛时都须加以考虑。

十七、钱塘江潮的成因

钱塘江秋分潮是地球上最壮观的大潮之一，可同亚马孙河口春分潮相媲美。对它的形成机理一直吸引着世界各国的水文研究者，它是怎样形成的呢？先看图３６。钱塘江口是由西向东入海的河口，属正相潮，江口呈喇叭形，有对西涌的海潮正面直吞的气势。江口外是杭州湾和王盘洋，澉浦镇处于喇叭口的咽喉地带，海潮从喇叭口退海时，江面越流越宽，畅流无阻。而从东海向江口进潮时，江面越流越窄，紧缩的两岸阻尼着西进的潮速。每当朔、望前后，地壳大起大落，从东海涌进钱塘江口的海水虽然比上、下弦时多，可钱江口向东海回倾的水量则更多，因为回倾退海的潮水可毫无阻挡地通过澉浦咽喉，进入东海。而从东海灌往钱江口的潮水却要受地形的限制，在还没来得及涌满杭州湾和钱江口时，第二落潮期业已来临。由此，朔、望地壳大起大落期间，钱江口和杭州湾的总入水量小于总出水量。在经过朔、望２～３天的入不敷出后，钱江口和杭州湾的水位渐渐比东海水位低了许多，而“堆积”到东海的海水已有回灌待发之势。

〖ＴＰＫ36，＋82mm。９６mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓３６〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗

在月亮跨过朔、望，进入初三、初四、十八、十九时，地壳固体潮幅已回落到平时的高度。这时，只要东海地壳像平时那样微微抬起，蓄势待发的东海海水便趁势回涌，造成初三、初四、十八、十九的大潮。凡是喇叭形河口，其大潮都比朔、望晚到２～３天，也是这同一种原理。每当夏历八月，北太平洋赤道洋流已在季风作用下北移，东海平均水位已到最高点。因地壳赤道区旋转离心力最大，秋分（春分）日时，磁性地核正对赤道地壳挤出，与离心力叠加后而形成的固体潮幅也最大。月十八、十九的东海水位已在望后蓄势已足，以上３个因素叠加在一起，便使钱塘江秋分潮的潮幅为一年之最。

此时，比平时更高的东海水位加上望后蓄势已足，趁秋分日地壳更高凸起之时，向西猛涌。王盘洋两岸把西奔的潮头聚拢，在向杭州湾低水位俯冲时形成涌潮。愈来愈窄的钱塘江岸又把杭州湾冲来的涌潮聚成一束，向盐官镇一带奔冲，产生３～５米高的潮头，形成倒海翻江的气势，成为特大潮。如钱塘江秋分特大潮再与月球８８５年、１８６年的近地轨道周期叠加起来，其气势将更加磅礴。

钱塘江潮的最佳观潮点以前在盐官镇一带，秋分大潮到达盐官的时间可由正向潮起潮公式求得。盐官离钱塘江外河口大洋山的距离Ｓ约１５０公里，秋分特大潮涌的时速约３７公里，八月十八盐官地壳凸起的时间在凌晨２点，向月潮到达盐官的时间Ｔ为：

Ｔ＝２－６２＋〖ＳＸ（〗１５０〖〗３７〖ＳＸ）〗＝－０１５小时

即在月十八凌晨差９分，涌潮潮头逼近盐官，当天背月潮潮头到达盐官的时间只须往后推算１２小时２５分，即在月十八中午１２点１４分左右到达，实际到达的时刻可能因为当时大气、水文因素的影响而略有偏差。因秋分日与八月十五中秋望月日之间的时间间隔并不是固定的，故钱塘江秋分特大潮有时在十九日或二十日到来。

雷元星 2004-9-9贴于超超网