側臥於太平洋邊,四面環海的台灣,當你站在海邊,是不是常常看著海浪?為那壯觀的浪潮而讚嘆!宛如寶藍色絲帶的海岸線,隨著海水波流起伏,時而前進時而後退,不停地消蝕又增加,如脈搏般規律的海水面升降,是單純化的律動嗎?有人說海洋似母親寬容的胸懷,也有人說海洋是地球的最後一塊淨土,讓我們來一窺海洋的奧秘!潮汐現象你發現了這兩張照片的不同處嗎?早潮纔落晚潮來,一月周流六十回;不待光陰潮復暮,杭州老去被潮催。~~~~唐白居易早知潮有信,嫁與弄巢兒。~~~~江南曲李益海面週期性的升降運動潮汐潮汐發生在白天,海水上漲的現象發生在晚上,海水上漲的現象三個港灣同時段的潮汐記錄由此圖我們可解讀到有何意義?潮差的周期變化固定的地方每次的潮差都不一樣,其變化受到月球公轉位置的影響(即太陽、地球及月球三者的相對位置),因而與月球的盈虧有關。通常在朔、望後一、兩天的潮差最大,上、下弦前後的潮差最小。從台中站的潮汐記錄,可看出潮差大小的變化周期約為半個月。地形效應潮差的大小與地形有直接的關係。太陽與月球所引起的潮汐效應,在開放海域較不突顯。但海岸或河口的潮差往往可達數公尺,有些地方甚至可達20公尺。海岸線的型態會影響潮汐升降的高度,一般從開放海域進入狹窄的海灣或河口,乃至狹長的海峽,潮水的升降幅度都會增大。北美洲加拿大東岸的芬地灣(Bayoffundy)是當今所知潮汐水位變化最大的地方,漲潮的水位可增加到16公尺左右。如此劇烈的漲退潮造成每小時25公尺的潮流,會代來大量的沉積物的移動。大陸長江口的錢塘潮就是另一個明顯的例子,漲潮時,外海的海面高漲,海水順著海浪,溯河而上。潮汐成因潮汐的發生是因為星體對地球的引潮力作用其中以太陽及月球的引潮力最大。太陽質量雖然比月球大(M⊙為2×1030公斤,月球7.3×1022公斤),但因其距離遠較月球遠得多(太陽距地球約1.5×109公里,月球距地球約3.84×105公里),所以引潮力比月球小。引潮力月球對地球表面的引潮力如圖所示,隨著地球的自轉,地表海面相對於月球的位置不同,水位得高度便會發生變化,即為潮汐現象。潮汐的型態1.半日潮:一日之內有明顯的兩次高潮與低潮變化。2.全日潮:一日之內只有一次高潮和低潮的現象。3.混合潮:為半日潮與全日潮間的混合型,每日高、低潮變化不像半日潮或全日潮那麼單純的變化,相鄰兩次漲潮的潮差有極為明顯的大小差異。動畫示意圖1.漲潮模擬動畫2.落潮模擬動畫3.潮汐模擬動畫4.為何潮汐有兩次週期5.月地運動與潮汐6.驗潮儀的製作漲潮(Flood)潮水漲到海岸的最高處稱之為滿潮線(highwater)。落潮就是退潮(Ebb)退潮時,返到海岸的最低處稱之為乾潮線(lowwater)漲潮時,潮水漲到海岸的最高處稱之為滿潮線(highwater)。退潮時,返到海岸的最低處稱之為乾潮線(lowwater)。乾、滿潮線之間的地方稱為潮差(tidalrange)。沿岸潮流台灣沿海潮流以半日潮為主,每隔6個多小時左右便會改變一次方向,且多沿岸邊往返而流,較不易擴散遠去。台灣西部的污染源非常嚴重,如港口、海洋放流管、河川、工業區等,但沿海潮流的流速一般每秒約為20~30公分,因此自河川排放入海的污水會漫佈在河口左右各約5公里,離岸2~3公里的海域。各地滿潮的延遲時間不同潮汐現象與月球的位置有關,理論上,當月球出現在最接近天頂,或地球另一側的反方向位置時,該地區會有滿潮現象。然而實際上發生的時間都會有所延遲,台灣沿岸各地的延遲時間,由東海岸經南北兩端往西岸的中部增加,但因半日潮的週期大約為12小時25分,延遲時間若剛好等於一個週期,就感覺不出有延遲的現象(延遲時間即為0)。台灣潮差的地區變化台灣東部海岸面臨太平洋,所以潮差較小。西部海岸緊臨台灣海峽,受地形的局限,潮差變化甚大,但南北兩端的潮差較小,基隆與台北的潮差平均不超過2公尺,但台中港則達4公尺左右,大潮時甚至可達6公尺。潮差的大小會影響河川的自清作用。潮汐影響1港區的營運船隻在航行或靠、離碼頭時,必需考率慮吃水的深度。當船隻吃水深度小於水深時,可以安全航行;一旦吃水深度大於水深,那就要等到接近漲潮,甚至在接近大潮時才能進出港口。巴拿馬運河連通大西洋與太平洋,傳隻通過時必需分段而行,每段都有水閘控制水位,以便船隻通行,東、西兩端需利用漲落潮之便以調整水位。潮汐影響2沿海漁業利用潮汐灘地或河口地區,以立竿式或懸掛式之牡蠣養殖,及文蛤、蚶、蜊等經濟貝類之養殖.另有少部份的箱網養殖,主要分佈在新竹、香山、大肚溪以南至台南與高雄間的沿海一帶以及澎湖地區。利用潮差變化,以海蝕平台闢建成半開放式養殖漁業,目前多以九孔、斑節蝦、石斑等名貴魚及貝類為主,主要集中在東北角海岸,花東海岸亦有少量分佈。澎湖居民也嘗試利用漲、退潮時的水位變化,在海邊建構石滬來圍捕魚。潮汐影響3潮汐發電潮汐是人類最早利用的海洋能源,北大西洋沿岸居民早就利用潮汐來推動磨坊轉輪,今日更利用乾、滿潮的潮差從事發電。1967年,法國在不列塔尼半島東邊的勞倫斯河(LaRance)河口,建造了世界上最早的潮汐發電廠。該發電廠係在河口的海灣圍建一水壩和水路,漲潮時,海水從水路引入儲水池;退潮時,水則往外洩洪。當海水進出壩口時,利用流動的水路來轉動渦輪,進而發電,如此每天概可發電四次。發電量每小時在4億至5億瓦左右,但因大、小潮的變化無法獲得固定的發電量。台灣沿海的潮差過低,又缺乏良好的天然港灣配合,目前尚南加以利用。潮汐影響4潮流漲潮時的海面上升,勢必引起海水流來。退潮時,海面要下降,海水必須流出;如此,伴隨著潮水的漲落,造成海水迴然不同方向的水平流動,稱為潮流。其性質深受海底地形及海域形狀的影響。在陸地沿海地區,潮流比較顯著,尤其是河口、海灣及海峽等地方,潮流常有很大的流速,最大可達10節左右(約為5公尺/秒),對船隻航行的影響甚大,順流可增加船速。受到潮汐週期的影響,潮流也有規律的變化週期,在觀測記錄中,很容易和其他的海流做區別。原則上,朔、望大潮時,潮流的流速會比較大;小潮時,潮流的流速較小。潮汐影響4潮流台灣西部海域的潮流,漲潮時,海水會由南北兩端流向台灣中部,在台灣中部交會,退潮時則反向,由台灣中部往兩端流出,大致沿著海岸往返台灣附近的潮流以澎湖及台灣之間的海道最強,最大流速每秒可達1.8公尺。潮流對台灣的影響如下漲潮流可將海水帶入港區,退潮時可將港區的海水帶離,潮流所帶來的海水對港灣、河口具有清潔功能。潮流所帶來的漂沙,造成西部沿海沙岸的沉積地形,如中南部外海的外傘頂洲。台中港的漂沙多由北方來,因此港口北側建有防沙堤,而高雄港的漂沙多來自南方,因此港口南側建有多道防沙堤。當漁民以拖網捕捉海底底層的魚類時,捕獲量與潮流的大小有很大的關係。大潮時的潮流流速較大,容易把海底泥沙攪起,使海水混濁,底層的魚類會因劇烈動蕩的海水而浮游躲避,分散的魚群自然造成魚獲量減少;小潮時下網則魚獲量就會比較多。潮汐觀測常用的驗潮器計有下列型式一、測潮桿(tidepole)最簡單的觀測工具,A又稱為水尺,係由2吋厚,4至6吋寬的堅實木桿做成,桿上刻有刻度,以人工目測每小時的潮位高度,觀測資料較可靠,適合短期的觀測。潮汐觀測常用的驗潮器計有下列型式二、浮筒式潮位儀三、壓力式潮位儀潮汐觀測常用的驗潮器計有下列型式四、超音波式潮位儀下圖為竹圍潮汐站(壓力式潮位儀)有關潮汐的科學研究史西元前4世紀古希臘航海家皮西亞斯第一個以月球的規律運動來解釋潮汐現象西元前1世紀古希臘學者波西東尼斯在海洋一書已瞭解:潮汐大小的週期變化是受到月球及太陽的影響西元1世紀希臘學者克累奧梅德在宇宙論中明白指出月亮產生潮汐東漢學者王充在論衡一書指出:濤之起也,隨月盛衰,大小滿損不齊同有關潮汐的科學研究史西元8世紀唐學者竇叔蒙論著的“海濤志”是國現存最早的潮汐專篇.明確說出:“潮汐做濤,必符於月”的同步原理.同時,還提出“一晦一明,再潮再汐”,“一朔一望,載盈載虛”,“一春一秋,再漲再縮”說出了潮汐大小的日,月,年週期變化,利用天文曆算方法推算出每日高潮出現的時間,及兩次高潮間隔週期為12小時25分12秒.繪製濤時推算圖以便查出逐日的高潮出現時間有關潮汐的科學研究史西元11世紀北宋博物學者燕肅對海潮進行10年的觀察,繪出海潮圖.並撰成海潮論,指出隨日而應月......盈於朔望......虛於上下弦.推算每日兩個潮時的逐日延遲數比竇叔蒙更趨於精確西元16世紀牛頓應用萬有引力定律,對潮汐做精闢的科學解釋西元18世紀瑞士物理學者家白努利提出平衡潮學說.建立潮汐靜力學理論潮汐詞彙本單元係由新莊國中盧招如老師與明倫高中江玉燕老師所設計當中很多資料及資料程式皆來自中央氣象局儀器檢調中心副主任劉文俊先生所提供模擬動畫大部分是由黃晟庭先生所設計網址2002年台灣潮汐預報系統劉技正在2002年提供離線潮汐查詢系統以下是使用說明1.請在您的電腦上開個檔案夾c:\tide20022.將下面所列的六個檔案傳回後,所有的檔案存入剛才建立那個檔案夾中3.在c:\tide2002之下鍵入pkunzipfile.zip(將所有的檔案解壓縮)4.在桌面\開始\執行內鍵入c:\tide2002\setup.exe(安裝tide2002.exe進入您的Windows)5.在桌面\開始\執行內鍵入c:\tide2002\tide2002.exe即可看到潮汐預測軟體6.以後只要執行步驟5即可,為方便起見也可在桌面上建個捷徑7.選地點和時間8.按“繪圖”後即可看到您要的資料9.不想玩時請按“結束”如果還有問題請來電22122251或到新店市莒光路29號的氣象儀器檢校中心來互相討論注意!!!檔案二直接按下去沒辦法傳下來,會直接開始它所以你得在檔案二上按右鍵,用另存新檔的方式把它傳回來!•••••