由地球公轉產生的，與地球到太陽的極徑隨時間變化二階導、地球上不同黃緯及黃經的餘弦乘積、地球上受作用物質質量的共同作用相關的作用力
基本介紹
- 中文名：隨日潮汐力
- 表示：Fc
- 拼音：sui ri chao xi li
- 名詞領域：天體力學
（一）定義,（二）特性,1 )Fc的離散特徵,2)Fc的連續性特徵,3）與“應月”引潮力區別,（三）分布地域,（四）適用領域,
（一）定義
地球潮汐現象具有“隨日且應月”的運行規律。基於萬有引力的引潮力不能很好地解釋地球潮汐的隨日現象。之所以將Fc定義為隨日潮汐力，是因為它是“隨日”而不是“應月”的。
（二）特性
圖6-5顯示：隨日潮汐力在黃道面上作用力最大，向兩黃極逐漸減小直至為零。
圖6-6顯示：隨著地球上球面質點所處位置的黃經、黃緯的變化，隨日潮汐力表現為一系列的作用力曲線。而圖6-7則顯示了其中最大一條作用力曲線的變化情況，表明了隨日潮汐力的作用方向及隨黃經變化的結果——中午和午夜最大，傍晚和早晨最小。
由於“正”潮汐力表示其方向由太陽指向地球，“負”潮汐力表示其方向由地球指向太陽，“正”值發生在“90°~-90°”區域即地球的早晨到傍晚時間內，“負”值發生在“90°~270°”區域即地球的傍晚到次日早晨時間內，所以，無論潮汐力為“正”或“負”，都表示隨日潮汐力的方向由地球的表面指向地心（圖6-8）。
作用力F1、F2所表現出的共有特性使兩者可以合二為一，令：
式中：Fc=F1+F2，單位：N；m—物體質量，單位：kg；a—黃緯（°）；b—黃經（°）；l—極徑，單位：m；—極徑變化加速度，單位：m×s-2。
1 )Fc的離散特徵
由三角函式積化和差公式，（6-30）式可做如下轉化
顯然，由（6-31）式可知作用力Fc是由兩個分力組成，即：
Fc1=mcos(a+b) （6-32）
Fc2=mcos(a-b) （6-33）
Fc=Fc1+Fc2 （6-34）
圖6-9為（6-32）式、（6-33）式的作用分力與a、b關係的離散分析結果。
圖6-9a表示的是：當a+b=0時，作用分力Fc1有最大值，此時a=-b。
圖6-9b表示當a+b=90°或270°時作用力Fc1等於零的情況。
圖6-9c表示當a+b=180°時，作用分力Fc1有負的最大值，此時b=180°-a。
圖6-9d表示當a-b=0時，作用分力Fc2有最大值，此時a=b。
圖6-9e表示當a-b=90°或270°時，作用力Fc2等於零，此時b=90°+a或b=270°+a。
圖6-9f表示當a-b=180°時，作用力Fc2有負的最大值，此時b=180°+a。
由圖6-9可知，只有當：
——a=0°，b=0°時，作用力Fc有最大值。
——a=0°，b=90°時，或者a=0°，b=270°時，作用力Fc等於零。
——a=0°，b=180°時，作用力Fc有負的最大值。
隨日潮汐力是由兩個分力組成的，由分力導致的潮汐波的振幅極值具有對稱性，在不同地點和不同的時間具有不同的振幅現象，這是符合地球潮汐的實際現象的，是基於萬有引力理論的引潮力（第二潮汐力）無法解釋的。一般地，最大潮汐振幅在中午或午夜出現在黃道面與地球的交割線上，月球對潮汐的影響，只能改變幅度，不能改變周期。
2)Fc的連續性特徵
分析潮汐分力在其主值區間內不同特徵值的分布，可為正確認識隨日潮汐力提供幫助。
在圖6-10中，分別作了a+b=0°、90°、180°、270°和b-a=0°、90°、180°、270°等8種情況的分布線，這8條特徵值分布線描述了在地球自轉過程中，FC1和FC2的極值和零值不斷相互轉換的形態變化特徵。如圖6-10，從A¢出發，隨著地球的自轉，b值由180°逐漸向90°、0°變化，A¢點的狀態波在演化到“甲”點後，將與由B點出發並由“B甲”實線路徑傳播。
而來的“零”狀態波發生疊加，而後，形成兩組不同狀態的波分別沿“甲B”虛線和“甲C”實線繼續傳播，然後沿“B乙”實線和“C乙”虛線傳播到“乙”點，再沿“乙A”實線和“乙B”虛線傳播。
b值由0°逐漸向-90°、-180°變化，可比照分析。
地球上隨日潮汐力的極值產生在“A-B-A¢”連線上，並且向著“B”點逐漸變成“0”，而“零”值則產生在“C-B-C¢”連線上。在地球自轉,b值由180°逐漸向90°、0°變化的過程中，潮汐分力FC1從“A¢”點出發要經過“A¢-甲-B”,以極小值狀態連續不變到“B”點，躍變為“零”狀態，並從“C”點出發沿“C-乙-B”保持到b=0°，再返到“B”點；而潮汐分力FC2則要從“B”點出發，經過“B-甲-C”路徑，保持“零”值狀態連續不變到“C”點，躍變為極大狀態，並從“B”沿“B-乙-A”保持到b=0°的“A”點；b值由0°逐漸向-90°、-180°變化，可對比分析。
將隨日潮汐分力合二為一考慮，在地球的自轉過程中，隨日潮汐力的極值狀態和“零”狀態，儘管中途要發生疊加，但分離後仍然能形成穩定的極值狀態和“零”狀態繼續傳播。潮汐分力的極值和“零”值的分布位置與地球正對太陽的角度有關，如圖6-11，極值狀態線保持在與太陽光線的平行方向，而“零”狀態線則保持在與太陽光線的垂直方向。隨著地球自轉一周，水平方向的極值線沿著圖6-11中的極值方向線進行“∞”形態的連續性變化，而垂直方向的“零”線沿著圖6-11中的“零”方向線進行“8”形態的連續性變化。在這兩種連續性變化中，隨日潮汐力實際上在進行著FC1和FC2的交替轉化，如：在地球的自轉b值由180°逐漸向90°、0°變化的過程中，潮汐分力FC1從“A¢”點出發要經過“A¢-甲-B”極小值狀態連續不變到“B”點；然後轉化成為FC2的極大值狀態，並從“B”開始沿“B-乙-A”保持到b=0°的“A”點，再轉換為FC1的極大值狀態，並從“A”開始沿“A-丙-B”保持到b=-90°的“B”點；最後轉換為FC2的極小值狀態，並從“B”開始沿“B-丁-A¢”保持到b=180°的“A¢”點。與此過程相伴，同時進行的“零”狀態的轉換髮生在垂直方向上，其轉換軌跡參見圖6-11，分析從略。
對稱地，可以作黃道面下另一半地球的潮汐分力特徵值連續分布曲線形態。
將黃道面上下地球潮汐分力的極值線投影圖映射成立體圖，可得圖6-12。
在圖6-12中，黃道面下半部分對應於黃道面上半部分的極值線交點“X”，分別用“X¢”表示。綜合分析可知，地球上的潮汐分力極值線與“零”線的交點“甲、乙、丙、丁、甲¢、乙¢、丙¢、丁¢、”為振幅絕對值相等的點，其中，交點“甲、丁、甲¢、丁¢”為負值完全相等，交點“乙、丙、乙¢、丙¢”為正值完全相等；交點“B、B¢”保持為零；而交點“A、A¢”為振幅的極高點（A為極大點，A¢為極小點）；交點“C、C¢”為零振幅點。除“B、B¢”位置保持不變外，其餘交點的相對位置是不變的，而絕對位置則不斷變化。由於地球的傾斜，地球自轉一周，使地球上的某些地方在一天中某一時刻要經歷某個交點，從而形成隨日潮汐力的特徵現象，或者說，地球的隨日潮汐力的特徵點，將會出現在地球的某一區域內。地球公轉的特性，將使黃道面上的“A、C、A¢、C¢”在一年內分別沿著地球的黃道面割線繞行一圈。余類推。
在以上的描述中，強調的是隨日潮汐力的連續狀態，當a、b值一定時，隨日潮汐力的大小、方向等隨之而定，這時，它完全符合離散分析結論；要注意區別它的分力的極值線和它的極值線的不同，分力的極值實際上只等於它的一部分，因為隨日潮汐力是由兩個分力組成。
總之：
——隨日潮汐力是由兩個分力組成的。
——由分力導致的潮汐波的振幅極值具有對稱性。
——地球上潮汐振幅極值與地點、時間具有相關性，不同地點在不同的時間具有不同振幅的潮汐現象。一般地，最大潮汐振幅在中午或午夜出現在黃道面與地球的交割線上。
3）與“應月”引潮力區別
誰也不能否認月球對海水潮汐具有一定的影響，但必須承認它與太陽對地球的潮汐作用完全是兩回事，現將其區別列於表6-1：
綜合表6-1分析，月球對潮汐的影響，只能改變幅度，不能改變周期。我們所看到的地球上潮汐的應月現象，實質上是在隨日潮汐的背景上展示的幅度的周期性增減。當月球與地球和太陽處於一條線上時，月球的引力作用與太陽對地球海水的潮汐力作用的夾角最小，所產生的極大值重合，使潮汐振幅最大，此種現象不能被認為是月球使地球產生了最大潮汐，只能認為是月球增加了潮汐振幅。
可以證明，地球在二分點擁有最大運動能量，此時潮汐振幅最大。如果當年發生“閏月”，錢塘江則不會在農曆八月十五發生大潮現象。
由於在月球與海水間不存在太陽與海水的軌道運動關係，所以月球不可能產生對地球海水的潮汐力Fc。相反，存在地球、太陽對月球的潮汐力（Fc）作用，這是軌道關係決定的。
受海岸、海底山脈、海島及其組合的影響，潮汐可產生干涉、衍射現象。
表6-1 隨日潮汐力Fc和引潮力F有關項目比較
項目 | 隨日潮汐力Fc | 應月引潮力F |
表達式 | Fc=2mcosacosb | F = 2.80´10g(6cos2d+ 10) |
主要影 響因素 | 物體質量、日地距離l、黃經b、黃緯a | 質點所處緯度的換算值d（要求正對月球的地球投影面）。 |
源自天體 | 太陽 | 月球 |
作用力方向 | 總是平行於黃道面由表層指向內部。 | 總是由地球表面指向月球 |
作用方式 | 受軌道影響，質點發生位移而產生潮汐 | 因對地球表層海水的吸引而產生影響 |
沿地表分布形式 | 正對太陽部分和背對太陽部分對稱分布，潮汐振幅極值以不同時間在不同地點出現 | 正對月球部分和背對月球部分非對稱分布，相同時間在不同地點出現振幅變化。 |
潮汐的 周期性 | 一日之內兩次出現高潮和低潮，並且出現時間間隔均勻，周期性好。 | 周期性以月為單位明顯。 |
總之：
1）地球潮汐的隨日現象，是由於地球上存在隨日潮汐力的作用結果。
2）地球的隨日潮汐力與月球引潮力無論在力源、影響因子方面，還是在作用方式、分布形式、表現行為上，都存在著本質的區別。
3）地球上潮汐的應月現象，實質上是在隨日潮汐的背景上展示的幅度的周期性增減。
（三）分布地域
全球範圍。
（四）適用領域
適用於大氣、海水、地下水、油氣、地幔等研究。
