潮汐变形
假如地球本来是一个正球体,它要在自转过程中由正球体变成明显的扁球体,又要在公转过程中由正球体变成轻微的长球体。这里,暂时忽视前者,着重说明后者,因为前者是永久性变形,而后者是周期性变形,称潮汐变形。
目录
定义
从全球范围来看,潮汐现象首先是地球变形的现象。地球是一个球体。在这里,球体泛指正球体、扁球体和长球体。正球体是严格的球体,可以看成是正圆以任意直径为轴回转而成的球体。扁球体是椭圆以短轴为轴回转而成的球体。长球体是椭圆以长轴为轴回转而成的球体。扁球体和长球体都是球形体,而不是真正的球体。假如地球本来是一个正球体,它要在自转过程中由正球体变成明显的扁球体,又要在公转过程中由正球体变成轻微的长球体。这里,暂时忽视前者,着重说明后者,因为前者是永久性变形,而后者是周期性变形,称潮汐变形。
原理
潮汐变形是在天体相互公转的过程中发生的。没有公转就无所谓潮汐变形,也就无所谓潮汐现象。在这里,所谓公转,既是地球和太阳环绕日地共同质心的运动,也是地球和月球环绕月地共同质心的运动。对地球上的潮汐现象来说,主要的公转是月球和地球的相互公转。但是,为了说明简单起见,这里首先要考虑的是地球和太阳的相互绕转。 地球和一切其他天体都在运动着。在这个前提下,地球和太阳的互相吸引使这两个天体发生环绕日地共同质心的运动。这种运动可以简单地看成地球环绕太阳的公转,因为日地共同质心十分接近太阳的中心。 对地球的绕日公转来说,中心天体太阳的引力是绝对必要的。没有这个引力,地球将在自己的直线轨道上前进。有了这个引力,地球就不断地从当时的直线轨道(实即切线轨道)向太阳降落。在目前的具体条件下,地球并没有因为不断向太阳降落而最后坠入太阳的火窟,只是不断地由当时的直线轨道落入环绕太阳的椭圆轨道。尽管这样,仍然应该把地球环绕太阳的公转看成:既是向前运动的过程,又是向太阳降落的过程。否则,就很难理解地球在绕日公转过程中发生的潮汐变形现象。
差别吸引
地球在不断地向太阳降落过程中,怎么会发生潮汐变形?怎么会由正球体变成长球体?因为太阳对地球的吸引是差别吸引。所谓差别吸引就是:地球的不同部分,对太阳有不同的距离和不同的方向,因而受到不同的吸引,它包括引力大小的不同和方向的不同。距离近,所受引力就大;距离远,所受引力就小。方向正,所受引力就正;方向偏,所受引力就偏。不同大小和不同方向的太阳引力,使地球在绕日公转的过程中由正球体变成长球体。