为什么涨潮同时发生在地球的两端?

Question

大多数关于涨潮的解释认为，涨潮是由于水被月亮(2/3)和太阳(1/3)所吸引。在靠近月球的一侧，可以看到发生在月球方向的引力:

^{来源:这个问题}

然而，为什么水也在地球的另一边移动呢?

此外，为什么月球另一面的涨潮也发生在月亮和太阳合在一起的时候，因此月球背面的任何东西都不能吸引水?

^源

Answer 1

首先，潮汐并不像“双凸起”简化那样简单。实际上，所示的图表具有误导性。这两个凸起是假设一个恒定深度的海洋覆盖了整个地球表面。显然情况并非如此，在图表中你可以看到大陆。考虑到盆地的大小和每个位置的不同摩擦特征，由此产生的潮汐效应要复杂得多。这里显示了相位和振幅的差异，它清楚地显示了同一经度的潮汐变化。在上面的简单解释中，情况并非如此。源维基百科．

看这个潮汐动画TPXO也是说明性的。

简单的“两个凸起”解释将导致纯粹的两个高峰日潮。在墨西哥湾这样的地方，情况肯定不是这样。

正如卡米洛·拉达的回答中提到的，隆起是潮汐力的结果。这种表观力是由引力场强度的差异造成的。其结果是，地球的身体被拉伸到地球-月球系统的质心。因此，水会根据这种位势的差异进行调整，从而产生潮汐。

文中给出了更直观的解释地球科学计划:物江南体育网页版理海洋学

双隆起潮的解释来自这样一个事实:月球和地球形成了一个两体系统，围绕地球内部的一个轴旋转。

地球对着月球的那一面凸出的水很容易解释。这是由于月球和地球之间的引力，包括地球上的水。这种引力将水拉向月球，并在地球表面形成一个“凸起”。地球另一侧的隆起是由于惯性造成的。惯性是静止物体保持静止状态的趋势，也是运动物体沿直线继续运动的趋势。

由于地月系统的旋转，物体(其中包括水)有一种惯性倾向，即远离地球的两面——面向月球的一面和面向月球的一面。该模型表明，远离地球的物体对背对月球的一侧的影响要大得多。

许多教科书和其他来源使用“离心力”的概念——这实际上是一个先入为主的概念——来解释惯性的影响。根据这种先入为主的观念，有一种力作用在所有作圆周运动的物体上，这种力将物体推或拉出圆周。不存在这样的力。这种先入之见来自于我们自己对圆周运动的经验。

地球、太阳和月球的引力在最近的一边造成了水的隆起，在另一边也造成了同样的隆起。因此，在这个简单的场景中，潮汐由两个凸起的水组成(实际上是四个)，随着地球的旋转而环绕地球。当月亮和太阳对齐时，它们各自的凸起叠加在一起形成“大潮“每两周。当月球和太阳成直角时，我们会遇到“小潮”，因为太阳的隆起增加了月球的低潮，导致低潮更高，高潮更低。

该模型的局限性是:

• 它无法解释为什么有些地方没有潮汐，每天只有一次高潮，而大多数地方每天有两次高潮。
• 潮汐高度在赤道处不是最大的(在两极是最小的)，正如简化所表明的那样。
• 涨潮与月球的位置无关。它发生在月亮周期的不同时间，取决于地点。
• 如果把大陆也计算在内，潮汐到达大陆时就会被大陆架反射。几乎相同大小的潮汐波将以相反的方向传播，这是无法观测到的。
• 这个模型所需的潮汐波必须以现实中可能的更快的速度传播。

事实上，潮汐并不是随着地球自转而由东向西运动，而是围绕岛屿和海洋中的某些点，即潮汐节点或无潮点．这些节点可以从这个答案的第一个图中看到。

因此，海洋中的潮汐模式是一组旋转的驻波。这些波的周期代表了海洋盆地的自然共振周期。这些波可以被认为是“振动”的模式，可以使用傅里叶分解进行分解。这就是差异的来源潮汐成分目前用于潮汐预测。

Answer 2

潮汐是由物体引力的差异引起的。这就是为什么它们的强度下降r ^ 3美元而不是r ^ 2美元(r美元是两个物体之间的距离)。

从视觉上可以理解如下

这有道理吗?

关键是要考虑固体地球和月球表面的水以及月球背面的水所感受到的引力的差异。

当地球和海洋围绕地球-月球质心运行时，地球将比“远端”的海洋形成更紧密的圆圈，因为它感受到来自月球的更强的拉力。因此，海洋会落后，并会像图中那样膨胀。