潮汐现象的力学分析

 月球对海水的引力是造成潮汐的主要原因,太阳的引力也起一定的作用。我国自古就有“昼涨称潮,夜涨称汐”的说法。潮汐现象的特点是每昼夜有两次高潮。所以,在同一时刻,围绕地球的海平面总有两个突起部分,在理想的情况下它们分别出现在地表离月球最近和最远的地方。如果仅把潮汐看成是月球引力造成的,那么在离月球最近的地方海水隆起,是可以理解的,为什么离月球最远的地方海水也隆起呢?如果说潮汐是万有引力引起的,潮汐力在大小就应该与质量成正比,与距离平方成反比。     

嫦娥四号月球背面探秘之旅

<正>在地-月系统长期的演化过程中,地球和月球之间的潮汐力使月球的自转逐渐减缓,最终导致月球被地球潮汐锁定,使得月球总是同一面朝向地球,所以从地球上始终不能完全看见月球的另一面(仅有18%因天平动效应和视差而被观测),因此被称为月球背面。月球背面的第一张影像由前苏联的"月球3号"环月探测器在1959年10月拍摄,揭开了月球背面的神秘面纱,直到1968年12月的阿波罗8号任务环绕月球时,才直接用眼睛看见月球背面。2007年中国发射了嫦娥一号,获取了分辨率为120     

嫦娥四号月球背面探秘之旅

 在地-月系统长期的演化过程中，地球和月球之间的潮汐力使月球的自转逐渐减缓，最终导致月球被地球潮汐锁定，使得月球总是同一面朝向地球，所以从地球上始终不能完全看见月球的另一面（仅有18%因天平动效应和视差而被观测），因此被称为月球背面。月球背面的第一张影像由前苏联的“月球3号”环月探测器在1959年10月拍摄，揭开了月球背面的神秘面纱，直到1968年12月的阿波罗8号任务环绕月球时，才直接用眼睛看见月球背面。2007年中国发射了嫦娥一号，获取了分辨率为120米的全月图，2010年发射的嫦娥二号，进一步获取了分辨率为7米的全月图。2010年12月，美国的“月球勘测轨道号”探测器拍摄了更多高分辨率的月球背面图像，让人们对月球背面有了进一步地了解。     

一道有关潮汐力与引力考题的分析

1问题的提出在一次教学研讨活动中,部分教师对2009年高考浙江卷物理第19题中的数据产生了怀疑.【原题】在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道和月球绕地球运行轨道可视为圆轨道.已知太阳的质量约为月球质量的2.7×107倍,地球绕太     

1987年CUSPEA试题选解

C1 (a)试说明地球上涨潮的起因.海岸边为何每天看到两次涨潮? (b)太阳质量比月球质量大很多,但太阳所引起的潮高仅约月球的一半,这是为什么? (c)大气里也可观察到潮汐现象.气压计指示出气潮有一规则的小振幅(～10-3)周期性变化.由月球引起的大气潮汐周期为12.7小时,且气潮位相延迟约18°.试说明位相延迟意味着什么?它和月球方位有什么关系? (d)若将大气看作线性阻尼振子,由不同的大气疾风冲击所得出的自由振子周期约为10.5小时.假如地球自转周期连续可变,试画出所预期的气潮振幅和位相对于自转频率的分布曲线. (e)月球现今表现出同一个侧面…     

地球引力使月球形状扭曲

<正>从地球上看去,月球似乎是完美球形。但是,围绕月球运行的探测器发回的最新数据却表明,从距离地球最近端到最远端,它其实是略长的扁圆形。是什么原因造成了这种不太完美的形状?月球形成两亿年后,地壳薄弱,下层岩石呈熔融状态,使其容易受地球引力潮汐影响而扭曲。当月球冷却时,形状就被固定,形成"化石膨凸",确定了现在的地势。科学家已将文章发表在《自然》(Nature)网站上。     

称量地球质量的人:卡文迪什及万有引力常量的测定——"最美丽"的十大物理实验之二

在牛顿于1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中,第一次提出了万有引力定律.牛顿用这个定律成功地解释了月球的运动,说明了木星的卫星和太阳系行星的运动与月球绕地球的运动都是同一类型的运动,并且他对行星运动的解释与大量天文学观测的数据相符;他用太阳和月球对海洋的万有引力解释了海洋的潮汐;他证明了彗星的轨道是扁长椭圆或抛物线.     

固体潮相关的地球表面形变和涨落

在月球和太阳的引力作用下,地球的固体表面也发生与海水表面类似的周期性涨落,这种现象称为固体潮.固体潮的形成原因与海潮相同,但其计算问题远比后者复杂.本文用开尔文地球模型和比较简单的方法计算固体潮相关的地球表面方程和涨落幅度,并进行相关问题的讨论.     

潮汐的成因及其对天体所产生的影响

海水在日、月引力作用下产生的周期性涨落现象称为潮汐,海水上涨时叫涨潮,下落时叫落潮;涨潮时海水涨到最高处叫高潮,落潮时海水下落到最低处叫低潮。高低潮之间的垂直距离叫潮差,潮差达到最大值时的潮汐叫大潮,潮差达到最小值时的潮汐叫小     

月球的形成

天文学家认为 ,月球是由一个像火星般大小的物体撞入地球 ,将物质溅射到围绕地球的轨道上形成的 .这一撞击还把地球上一天的时间延长到现今的 2 4小时 .月球中的物质一部分来自地球 ,其余部分来自撞击体 .科学家们对撞击体的物质在月球中所占的比例做了估计 ,结果分歧很大 .进行地球化学研究得到的估计值从小于 1%到大于 5 0 % ,而大多数地球物理模型则预言这一比例在 5 0 %到 90 %的范围 .在德国的天文学家通过将月球与地球岩石样品的成分进行比较 ,计算出月球上来自碰撞物体的物质不超过月球的三分之一 .此外 ,他们还估计 ,月球至少是在 4…     

潮汐现象的成因

讨论了引潮力的成因，太阳的引潮力与月亮的引潮力的相对大小，并对潮汐现象的一些规律和影响因素作了简要介绍。     

海洋赤潮温度盐度双参数检测技术研究

针对海洋赤潮的实时监测和预报,提出了一种通过检测海水中布里渊散射回波信号,获取海洋赤潮水体温度和盐度分布信息的双参数检测技术。通过分析布里渊散射理论,建立基于机载蓝绿激光雷达的布里渊散射信号频移量和布里渊散射信号能量与海水温度和盐度的关系模型。通过仿真计算,可由海水中的蓝绿激光布里渊散射回波信号的频移量和能量,分别得出海表及海水50 m深度以内温度和盐度的分布情况,从而可以实现海水温度和盐度的双参数实时获取,为实时判断海洋赤潮的消长过程提供理论依据。     

The Study on Infrared Scattering of Red Tide

Based on analyzing the infrared laser’s transmitting characteristic in the seawater, the concept about the red tide infrared scattering coefficient is introduced. By analyzing the relationship between the red tide infrared scattering coefficient and the red tide’s density, we bring forward a new method of monitoring the red tide based on detecting the red tide infrared scattering coefficient. According to Mie scattering theory, the scattering efficiency factor and the scattering phase function of the red tide particles in the ocean are simulated and calculated. The result proves that, as the radiuses of the red tide particles increase, the scattering efficiency factor oscillates, and the swing decreases gradually, and then approaches to 2. From the results of the scattering phase function, it can find that the scattering of the red tide particles is mainly a forward scattering for the infrared laser. Therefore, by analyzing the scattering efficiency factor and the scattering phase function of the red tide particles in the ocean, it can prove the feasibility of this red tide monitoring method in theory.     

基于生物光学算法的海洋赤潮监测

机载海洋激光雷达具有高效搜索的能力,已成为海洋环境监测的重要手段。以机载蓝绿激光雷达监测海洋赤潮为研究应用背景,通过检测海洋中叶绿素的质量浓度来实现对海洋赤潮消长信息的获取。在分析海水固有光学性质的基础上,基于生物光学算法,构建了机载蓝绿激光雷达后向散射信号检测的的叶绿素质量浓度监测模型。仿真计算证明该模型能够有效探测出叶绿素质量浓度的大小,为机载海洋赤潮监测增加了一种方法。     

杭州湾水体光谱高频观测及在悬浮物动态变化监测中的应用

现场光谱观测是水色遥感真实性检验的基础。传统基于航次站位观测获取的水体光谱数据少,难以满足快速变化的近岸水体遥感产品真实性检验的需求。为此,国际上开始发展水体光谱连续观测系统,但目前近岸水体光谱连续观测系统仍较少,特别是在高浊度、高动态的水体。针对该问题,在杭州湾建立了一套基于海上塔台的高浑浊水体光谱高频观测系统。该系统每3 min获取一次水体光谱数据,实现与过境卫星观测时间的匹配。本文重点开发了基于海上塔台特点的水体光谱高频观测数据的处理方法,实现了晴空、耀斑、阴影、弱光照等自动判别,并对处理结果进行了检验。结果表明,塔台观测获得的归一化离水辐亮度光谱与船测结果具有较高的一致性,相关系数大于0.99, 平均相对误差为9.96%。此外,对塔台水体高频观测系统的长期观测能力进行了评价,结果表明,尽管系统运行一年之久,系统与便携式地物光谱仪ASD同步观测获得的水体归一化离水辐亮度在谱形和数值上一致性均较好,相关系数大于0.90,平均相对误差为6.48%。同时,利用系统高频观测的水体光谱可有效监测悬浮物浓度随潮汐的快速动态变化。杭州湾塔台水体高频观测系统为进一步开展浑浊水体水色卫星遥感产品真实性检验提供了丰富的现场光谱数据,特别是高时间分辨率的静止轨道水色卫星遥感产品的真实性检验。     

无人机载小型多光谱成像仪的设计

多光谱成像仪足一种有效的对地观测工具,航空机载多光谱成像仪在遥感领域得到广泛的应用。介绍一种新的小型多光谱成像仪的设计,以小型化、轻量化研究为特点,使其与小型无人飞机精密结合,成为一种灵活机动的海洋监测工具,将在海洋污染、赤潮发现、原油泄漏等重大事件临测上发挥作用。     

Warm ocean water intrusion into Kagoshima Bay

From the field observations and the buoy robot data, the warm ocean water is known to intrude into Kagoshima Bay intermittently in winter. We first visualize these phenomena using some satellite thermal infrared images. Then the numerical analysis is performed employing a multi-level finite difference method (FDM). It is found from the numerical analysis that the intrusion occurs when the warm water comes into touch with the bay water at the mouth of the bay. The calculated warm water distribution in the bay is similar to the satellite images and the velocity of the intrusion is the same order with the ones estimated by the buoy robot data and the satellite images. The intrusion occurs even without the tidal effect, the role of the tide is only to rectify some warm water distribution in the bay.     

海洋信道随机性引起的船舶噪声线谱衰减

阐述准周期性随机声脉冲序列作为船舶噪声模型的普适性,侧重讨论船舶噪声准周期性随机声脉冲序列所产生的线谱经随机海洋信道传输后的变化。指出在大多数工况下,船舶噪声并不是以几种不同频率的加性正弦波直接叠加在宽带连续谱噪声上,而是一类本身并不含有任何有限强度加性正弦波分量的信号。研究结果表明:海洋信道多途效应引起船舶噪声脉冲序列信号时域上时延扩展;海洋信道的随机性使船舶噪声随机声脉冲序列信号准周期性下降,导致船舶噪声线谱相对幅度“额外”快速衰减,对于存在大范围不均匀水团的海洋信道,50 km传播距离上其介质随机起伏引起的船舶噪声线谱“额外”衰减最高可达11 dB。海洋信道随机性引起的船舶噪声线谱衰减不可忽视。      

内波、潮导致的声简正波幅度起伏及其深度分布

分析2005黄海声传播—内波实验传播起伏数据,观察（1）号声简正波幅度起伏及其深度分布特征。非线性内波（IW）通过接收阵可以导致脉冲峰值约5 dB起伏,幅度起伏垂向分布与简正波本征函数的微分分布吻合良好,（M2）潮致信号幅度起伏也满足相同深度分布特性。然而内波和潮致起伏的垂向相位变化明显不同:前者本征函数峰值两侧起伏信号反相,而后者近乎同相。前者由接收器与简正波分布的相对移动决定,而后者取决于简正波和水听器位置变化的复合效应。      

机载激光测深海洋传输通道的吸收和散射特性分析

光在海洋中的传输特性对于机载激光测深有着重要的意义.本文从分析海水对光的吸收和散射的特性出发,对机载激光测深的海洋传输特性进行了细致的讨论,并阐述了其对机载激光测深的影响.