潮汐是非常復雜的現象。對于任何特定的位置，潮汐的高度和隨時間的波動不同程度上取決于太陽和月亮的位置，還取決于海岸形狀、海岸線、海岸線深度和洋流這些細節。這張圖片展示了世界上高潮和低潮的差異。

圖解：加拿大芬地灣的滿潮（左）與干潮（右）

牛頓的解釋是，當你計算地球和月球在地球表面每一點上的重力差時，你會得到如下的習慣法編繪圖表:

這也是“等勢面”的形狀，在這里質量處于平衡狀態，并且瞬間處于“靜止”狀態。引力潮汐有兩種:固體潮和水潮。固體潮是固體地球對地球固體巖石中的引力變形的回應。月球固體潮相對于地球的無應力形狀有0.3米高，而太陽固體潮大約是這個高度的一半。

圖解：月球公轉與地球自轉方向相同，但地球自轉速度快于月球公轉，使漲潮被地球自轉帶著跑，在月球至中天前到來，相差約3度。 月球與潮汐隆起（tidal bulge，或稱隆堆）相互吸引，使得地球自轉漸漸變慢，而月球公轉漸快。這使得當前每一年月球軌道約推離地球38毫米，而地球的一日延長約23微秒。 因為月球對地球萬有引力的作用，地球視作一固態整體，較背對月球一側的海水更被拉近月球，因此背對月球一側的海水形同“升高”了。這造成兩端的潮汐隆起與每天兩次的漲潮。

水潮汐則高得多，因為水的密度比巖石低，水可以自由地在地球表面流動，其慣性比巖石小。水潮汐能夠比它們高出10米！

你會認為固體潮汐會嚴重地彎曲地面，以至于管道、鐵路軌道和其他交通系統會隨著時間的推移彎曲和斷裂。所幸的是，這種扭曲的規模是跨越大洲的，如下圖所示。

月球潮汐力:這些圖像描繪了直接從北緯30°(或南緯30°)以上的月球，顯示了這顆行星的兩面。紅色部分朝上，藍色部分朝下。(維基百科中的“地球潮汐”一詞)紅色表示由于固體潮汐而向上移動0.3米。每一塊方形瓦片的邊長約為600公里，因此，如果你計算從凸起部分的頂端(紅色部分)到最小的“藍色”變形區域的變形，你會算出每公里垂直位移約為0.027毫米!如果你有一根1公里長的管子，它的兩端會彎曲0.027毫米，或者說是27微米……這還不足以造成結構的破壞。

圖解：月球對地球不同部分的引力與對地心引力的差別

像歐洲核子研究中心的大型強子對撞機這樣的大型科學儀器，必須在環形的機械中包含這種扭曲設計，而環形的機械設計必須精確，這樣才能使循環中的質子的路徑不受這種扭曲的影響。

圖解：從空中鳥瞰大型強子對撞機的地理環境，雖然結構大部分在法國境內，但是主要的建筑則多在瑞士。

那么這一切與潮汐是否在赤道被發現有什么關系呢?

雖然牛頓給了我們固體潮汐的基本引力理論，但他把這個理論應用到水的運動上時，許多細節上是不正確的。法國數學家拉普拉斯運用了牛頓的引力理論，但他意識到引力理論在潮汐中的應用更多地與各種水振蕩的引力作用有關。水的振蕩被視為一個有許多不同的共振頻率的諧波系統，它能夠更有力地描述地球上的水潮汐的細節。當你把主要的月球潮汐和作用在地球表面一個形狀復雜的水層上的太陽潮汐結合起來，你將得到一個截然不同的高潮和低潮的模式，如圖所示。

這張由美國國家航空和宇宙航行局/戈達德太空飛行中心的理查德·雷博士/空間測地學分部制作的圖，顯示了M2月球潮汐的組成成分。振幅由顏色表示，白線表示同潮時期相差1小時。在等潮線輻輳點周圍的弧線顯示了潮汐的方向，每個都表示一個同步的6小時周期。值得注意的是，海水的這種反應實際上與上述的牛頓的計算中所期望的簡單的雙凸起、重力應力模式毫無關系。

那么，在赤道有潮汐嗎?答案是：有的。事實上，只有在靠近兩極的地方才有非常弱的潮汐！

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. astronomycafe- TomatoFIKA

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