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与潮汐有关的天文学知识 （一）天球 如图所示，天球是一个以地球为中心，以无限长为半径，内表面分布着各种各样天体的球面。这是一个假想的圆球。因为天体离地球都很遥远，人的眼睛无法区别它们的远近，只能根据它们的方向来定位，于是，所有天体在天球上的位置就是它们沿视线方向在天球内表面的投影。 天球上的天轴指的是将地轴无限延长所得到的一根假想的轴。天轴与天球的交点叫天极，和地球上北极所对应的那一点叫北天极，或天球北极；和地球上南极对应的那一点叫南天极，或天球南极。若将观测点的铅垂直线无限延伸后也可与天球交于两点，向上与天球的交点称为天顶，而向下延伸与天球的交点，称为天底。 在天球上，以地心为圆心，通过天极和天顶所作的大圆圈叫做天子午圈；通过天极和天体所作的大圆圈叫做天体时圈；通过天顶、天底和天体的大圆圈称为天体方位圈。 天体通过天子午圈叫中天。由于地球作周日旋转，每个天体一昼夜内有两次中天，即天体的时圈在一昼夜内有两次与天子午圈重叠。天体靠近天顶时叫上中天，靠近天底时称下中天。 （二）天赤道、黄道与白道 1．天赤道 将地球的赤道面无限延伸后和天球相交的大圆圈，叫做天赤道，或天球赤道。 2．黄道 太阳的周年视运动轨道叫做黄道。如图所示，地球每年绕着太阳在椭圆形轨道上公转一周(即a →b →c →d →e →a)，但在地球上的人看来好像是太阳在天空众星之间绕着地球旋转，那么，太阳在天球上的投影每年也绕 着地球作一周的视运动(相应为A→B →C →D →E →A)，此视运动轨道即为黄道。黄道面与天赤道面的交角为23o27’。 3．白道 月球绕着地球公转的结果使得月球在天球上也有一个视运动的轨道，这个轨道称为白道。此视运动轨道并非指月球绕地球公转的真正轨道(椭圆形)，而是指月球公转过程中在天球上的投影点(从地球上看)连成的圆形轨道。白道面与黄道面的平均交角为5o09’。 （三）春分点、秋分点、升交点及降交点 太阳从南向北穿过天赤道的点称为春分点（一般用γ表示），从北向南穿过 天赤道的点称为秋分点。同样，月球由南向北和黄道相交的点称为升交点（一般 用Ω表示），由北向南和黄道相交的点称为降交点。 升交点平均以每小时0.002o沿黄道西退，即每年沿黄道向西移动约19o21’。 约经过18.61年，升交点可在黄道上移动一周。由于升交点的西退，使得白道面 与天赤道面的交角发生变化。当升交点位于春分点时，此交角达最大（23o27’+ 5o09’=28o36’）；而当升交点位于秋分点时，为最小（23o 27 ’ －5o09’=18o18’） （四）赤纬、时角和天顶距 1．赤纬 从天赤道沿着天体的时圈至天体所张的角度称为该天体的赤纬， 常用δ表示。以天赤道为赤纬0o，向北为正，向南为负，分别从0o到90o。 2．时角 观测者所在的天子午圈与天体时圈在天赤道上所张的角度称为 时角。时角是沿着天赤道由观测者的天子午圈向西量至天体时圈，可从0o到 360o。当天体上中天时，时角为0o ；当天体下中天时，时角为180o。 3．天顶距 在天体方位圈上，天体与天顶之间所张的角度称为天顶距。它 由天顶起算，由0o量到180o。 时间单位 时间的计量是天文学中的一个基本问题，也是讨论潮汐时必须参考的要素。以下仅就以后讨论潮汐时用到的几个时间单位，加以简单的说明。 （一）平太阳日和平太阳时 天文学上假定一个平太阳在天赤道上(而不是在黄道上)作等速运行，其速度等于运行在黄道上真太阳的平均速度，这个假想的太阳连续两次上中天的时间间隔，叫做一个太阳日，并且把1／24个太阳日取为1个太阳时。通常所谓的“日”和“时”，就是平太阳日和平太阳时的简称。 （二）平太阴日和平太阴时 假想的、等速在天赤道运行的平太阴连续两次上中天的时间间隔，叫做一个太阴日，而1／24平太阴日取为1平太阴时。 因为月球的公转速度大于太阳在天球上的视运动速度，当地球自转一周，平太阴已运行了一个大约12.19o的角度，所以当地球上某一点由第一次正对月球中心到第二次正对时约需要旋转372.19o，这样以来，平太阴日便比平太阳日长，可以算出： 1平太阴日=24.8412平太阳时≈24h50min 引潮力的一些结论: (1)月球最大引潮力为太阳引潮力的2.17倍。虽然太阳的质量比月球大，但是日地之间的距离也大，故引潮力反而小。可见，潮汐主要是由月球所产生，其它天体对地球潮汐的作用甚小。 (2)引潮力的水平分力随天顶距θ的变化而变化，而且有一定的变化周期，诚然，水位振动也应随地月的相对位置而有复杂的周期变化。 (3)从引潮公式及图可知，月球引潮力在A、B两点达