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苏伊士运河恢复通航,潮汐起了什么作用?
2021-04-07 13:35:00  来源:新华日报  
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本报记者 张 宣

悬挂巴拿马国旗的“长赐”号货轮动了动,全世界都舒了一口气。前几天,搁浅的巨型货轮“长赐”号摆脱搁浅状态,苏伊士运河终于恢复通航。苏伊士运河是全球最繁忙的海运通道。一周时间内,“长赐”号货轮搁浅被堵牵动着全球的目光。

在此之前,仅靠一台小小的挖掘机挖掘泥沙,仿佛“愚公移山”,力量渺小。但最后一股“神秘”力量推动了货轮,近日,南京水利科学研究院专家告诉《科技周刊》记者,这股“神秘”的力量就是潮汐,在满月时节,它依靠潮汐变化引起水位上涨形成更大作用力浮动货轮。

“潮汐是在天体(主要是月球和太阳)引力作用下形成的海水周期性涨落现象。”南京水利科学研究院河流海岸研究所副所长、教授级高工王艳红介绍,潮汐在白天的称潮,夜间的称汐。月球距离地球较近,潮汐现象中月球起主导作用(约占三分之二),因此月相变化常常是潮汐变化的重要因素。在农历的初一和十五,因太阳、月球和地球大致在一直线上,太阳和月球引起的潮汐叠加,使海面涨落波动幅度较大,也就是平常所说的大潮(朔望潮)。初一(新月)为朔、十五(满月)为望。因受海岸线轮廓、海底地形、惯性和传播延迟等因素影响,大潮的日期并不在朔、望日当天,常推迟2~3日。

正因如此,本次疏堵选择了满月这一时机——可借助海水上涨的最大力量,向上浮动货船,帮助货轮解困。那潮汐为什么能引起海水上涨?王艳红解释,天体引潮力的变化是造成海水涨落的主要原因。以月球作用为例,引潮力是月球的万有引力和与之对应的惯性的合力,地球表面靠近月球一侧所受引力最大,远离月球一侧所受惯性最大,海水有被“引向”这两侧的趋势,涨潮现象同时发生在地球离月球最近的海面和离月球最远的海面这两个区域,而在与地月连线垂直方向的海面相对下降,一天内地球自转一圈会出现两次涨潮两次落潮。

潮汐的强弱一般用潮差来衡量,也就是一个潮周期内最高潮位和最低潮位的差值。在大洋中,海水涨落并不显著。到了近岸,由于水深变浅和岸线轮廓等因素影响,海水涨落现象比较明显。但在不同的海岸,由于地形和岸线轮廓不同,潮汐强弱差异很大。比如在加拿大的芬迪湾最大潮差可达18米左右,我国的江苏如东小洋港附近最大潮差也有9米。但在黑海等与外海沟通不畅的海域,潮差一般只有几厘米。“‘堵船’事件如果早些想到使用潮汐移动巨轮,运河被迫停运造成的损失就会大幅减少。”王艳红说,这次潮汐能成功利用的经验给未来“堵船”做足了预案,这不,刚通航没几天,一艘意大利油轮因引擎故障又在苏伊士运河“受困”,好在其只是失去动力,使用拖船拖曳即可移动,不然潮汐能又要“上场”。

人们利用潮汐做了很多事,比如“天然的钟表”、引水灌田和潮汐发电。“潮汐的周期性作用,是海洋物质循环的重要因素,潮汐涨落也与人们的生产和生活关系密切。”王艳红说,在沿海地区,入海河流携带的泥沙、营养物质,通过潮汐引起的水流向周边扩散,成为海洋物质循环中的重要组成部分。同时,潮汐引起周期性淹没的潮间带湿地是地球特有的重要生态系统。在一些港湾地区,只有通过潮涨潮落才能实现湾内水体与外海的交换,改善海湾水质。

我国沿海的人民早就掌握了潮汐涨落的规律,知道怎样利用涨落潮的机会下网捕鱼引水晒盐。比如在我省盐城、连云港、南通等地区,有经验的渔民会利用潮汐在涨潮时顺流进港落潮时顺流出港。在河口区的感潮河段,可以利用涨潮时河流水位的提高引水灌田。利用高潮位乘潮通航是许多水深较浅的航道常用的通航形式。我国沿海地区浅滩分布较多,港口航道普遍需要人工疏浚,许多航道都可利用潮差乘潮通航,减小疏浚量。如江苏洋口港可利用当地较大的潮差乘潮4米通航,即在潮高4米以上时通航,航道即可少挖4米。长江口航道也一直在利用当地的潮差乘潮通航。

此外,潮汐能也是一种储量巨大的可再生能源。我国海岸线总长3.2万公里,有丰富的潮汐能资源。位于苏州太仓的浏河发电站就是利用潮汐能量依靠水闸落差进行双向发电的发电站。但王艳红表示,虽然我国已建成的潮汐发电站有多所,但目前的利用率还很低。

还有读者会问,为什么湖泊等水体没有潮汐?王艳红说, 一般的湖泊水域面积远远小于海洋,因为缺乏足够的水量来产生可以显著克服地球重力引起的水压,引潮力引起的水位波动难以被觉察。即便在世界上最大的湖泊里海,面积约37万平方公里,是渤海的5倍左右,在里海的潮差一般也不超过10厘米。总之,合理利用潮汐能,能为地球低碳环保做出贡献,这股“神秘”的力量,不容小觑。

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责编:梅源
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