潮汐現象最顯著的特點是有明顯的規律性,其變化周期大約為半天或一天。在一個周期中,潮水的升降、漲落與進退時快時慢。高潮過後,潮位緩慢下降,降到高、低潮中間時刻附近,下降得最快,然後又減慢,直到發生低潮為止。日、月對地球引力場的共同作用,可導致在農曆半個月中出現一次大潮(朔、望),一次小潮(上弦、下弦)。地月距離愈近,潮差愈大;反之,潮差愈小。多數地方完成一個漲、落潮過程的潮汐周期為12小時25分,且相鄰的高、低潮大體相等,稱半日潮。一個太陰日(24小時50分)隻出現一次高、低潮,稱全日潮。日潮不等的潮汐稱混合潮。中國沿海除南海外,大多為半日潮類型;南海為混合潮類型;北部灣為全日潮海區;大、小潮分別出現於朔、望日和上、下弦之後的兩天。
海洋潮汐中蘊藏著巨大的能量。在漲潮的過程中,洶湧而來的海水具有很大的動能,隨著海水水位的升高,就把大量海水的動能轉比為勢能;在落潮過程中,海水又奔騰而去,水位逐漸降低,大量的勢能又轉化為動能。海水在漲落潮運動中所蘊含的大量動能和勢能,稱為潮汐能。潮汐能的大小隨潮差而變,潮差越大,潮汐能也越大。
中國在唐朝沿海地區就出現了利用潮汐來推磨的小作坊。後來,到了11~12世紀,法、英等國也出現了潮汐磨坊。但是,隨著科學技術的發展,人們已不滿足於利用潮汐的力量來推動水車和水磨了,而是要用潮汐能來發電。二十世紀,潮汐能的作用發揮到了高峰,據估計,全世界海洋儲藏的潮汐能約有27億千瓦,每年的發電量可達33,480萬億度。所以,人們把潮汐能稱為“藍色的煤海”。
世界上第一個也是最大的潮汐發電廠位於法國的英吉利海峽的朗斯河河口,年供電量達5.44億度。一些專家斷言,未來無汙染的廉價能源是永恒的潮汐。
潮汐發電的原理與一般的水力發電相似,是在海灣或有潮汐的河口上建築一座攔水堤壩,將入海河口和海灣隔開,建造一個天然水庫,並在堤壩中或堤旁安裝水輪發電機組,利用潮汐漲落時海水水位升降,使海水通過水輪機推動水輪發電機組發電。總的來看,潮汐發電具有如下優點:①潮汐發電的水庫都是利用河口或海灣建成的,不占用耕地,也不像河川水電站或火電站那樣要淹沒或占用大麵積土地。②潮汐發電站不像河川水電站那樣受洪水和枯水季的影響,也不像火電站那樣汙染環境,是一種不受氣候條件影響的、於淨的發電站。③潮汐電站的堤壩較低,容易建造,投資也較少。
此外,海洋潮汐與人類的多種活動關係密切:船隻航行和進出港、艦艇活動、沿海地區的農業、水產、製鹽、港口建設、大地測量和環境保護等,都必須掌握潮汐變化的規律。如何讓海洋潮汐更好地造福人類,亟待一代又一代有識之士的鑽研和探索。
冰川消融,後果堪憂
所謂“冰川消融”,簡單地說,是由冰的融化和蒸發引起冰川消耗的現象,它是冰川物質消耗的主要方式。冰川消融的方式包括冰麵消融、冰內消融和冰下消融,其中以冰麵消融為主。太陽直接輻射和近地層大氣湍流交換是引起冰川消融的主要熱源,此外,冰麵冰川消融性質、冰川所在高度和坡向以及天氣狀況對冰川消融也有影響。
據統計資料顯示,全世界的冰川總麵積大約為1500萬平方公裏,我國大約有6萬平方公裏。隨著人類活動的加劇,大量溫室氣體排放造成地球氣溫不斷增高,據聯合國環境規劃署提供的資料表明,從18世紀中葉工業革命至今,全球平均氣溫增高了0.75攝氏度。隨著全球變暖趨勢加快,冰川的融化也在加快。例如:歐洲阿爾卑斯山的冰川麵積比19世紀中葉縮小了三分之一,體積減少了一半;非洲最高山乞力馬紮羅山的冰川,從1912年至今,其山頂的冰冠縮小了80%;據觀測資料顯示,我國有近5萬條冰川,其中的80%都在退縮,科學家預計有些小冰川退縮得越來越快,預計在十幾年或者幾十年內可能消失。
我們知道,2007年世界環境日的主題為“冰川消融,後果堪憂”,為什麼這樣說呢?
首先,冰川融水,注入海洋,導致海平麵升高,較低地勢的海島及海洋沿岸城市就會麵臨被淹沒的危險。據各大媒體報道,海平麵上升將導致全球3000多城市被淹沒。此外,聯合國所發布的評估報告指出,如果全球平均氣溫的升高按目前狀況持續千年的話,會最終導致格陵蘭冰蓋的完全融化,進而導致海平麵升高約7米。更可怕的是,如果南極冰蓋全部融化,全球海平麵將升高60米,給地球造成的災難將是毀滅性的。