IWC万国表葡萄牙系列IW344001腕表

宇宙的逻辑如此浪漫,IWC月相潮汐

2020年07月13日 11:27 来源:腕表之家 类型:表家号 作者:卢曦采访手记

“月上柳梢头,人约黄昏后”,这句古诗承载了欧阳修当年的相思苦,却也为后世恋人勾画出无比甜蜜的约会图景。月亮对于我们人类来说太重要,它寄托了世人不尽的情思。

未上过战场的浪漫主义诗人李贺,挥毫写下“大漠沙如雪,燕山月似钩”的塞外茫茫,畅抒心中热血豪迈,好男儿自当金戈铁马,报效家国。

“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓”,出自唐代另一位大诗人白居易之笔,流露出白乐天看透官场,远离朝廷权力核心之后的那份轻松惬意。

白居易这首《暮江吟》广为后人传颂,前两句“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”,如同写意山水,将一幅江畔落日的美妙画卷铺展在读者面前。

诗人抒怀,却不经意把时间、太阳与月亮的空间关系也融入到诗句当中——那是天文历法的范畴了:九月初三,黄昏日落,新月如弓。

我们顺着大诗人的思路回归正题,继续讲腕表上的天文历法,上一篇关于星空图、太阳时及恒星时等,这一篇聊聊月亮及与之密切相关的潮汐功能。

带有潮汐功能的腕并不多见,2020年正好有一款新品——IWC万国表葡萄牙系列航海精英月相潮汐功能腕表,我们刚好以之作为参考。

IWC万国表葡萄牙系列航海精英月相潮汐腕表

01、月圆月缺,南北不同

人类刚刚萌生智慧的时候,就已经开始观察月亮了,一万多年前,欧洲人把月圆月缺刻在动物骨头上,同一时期的东方,人们也在山洞岩壁上记录下相似的内容。

月亮可以说是我们最熟识的天体,不过要把它放在天文学的框架下来描绘,我们得再复习一些基础知识。先来了解一个我们既知道又陌生的概念——月相,它指我们所观察到月亮外观的周期性变化。

以北半球为列,月相从新月开始,经历眉月、上弦月、盈凸月、满月、亏凸月、下弦月、残月,再回到看不见的新月,如此循环往复。


北半球月相周期,2020年6月21日~7月20日

月亮也是东升西落,不过它不像太阳那样每天都是早晨从东方升起,在天空划过一条完整的弧线后傍晚再从西方落下,月亮有自己的运行规律。

如果我们在每天日落时观察月亮的话,那么眉月在日落后就挂在西天空,入夜不久便没入地平线,白居易所描绘的九月初三夜的景象就是眉月。

眉月之后,日落时月亮的位置每天向东移一些,同时也越来越圆,到满月这一天,月亮刚好出现在东方地平线上,然后与太阳一样在天空划过一条完整弧线,直至天明从西方落下。

满月以后,日落时则看不到月亮,它要到入夜以后才出现在东方,时间越来越晚,下玄月要到午夜,而残月则要到天明了。

北半球月相周期、东升西落与月球公转的关系

中国古人把新月这一天称为“朔日”,定为每月初一,把满月这一天称为“望日”,出现在每月十五或者十六。从一个朔日到下一个朔日的时间间隔被定义为“一个月”,即朔望月,其平均长度为29.53059天。

显而易见,月相变化周期并不是整数,这不仅给历法安排出了难题,也对腕表上月相显示提出了精度要求,腕表所截取周期越接近朔望月真实值,其月相显示功能越精确。

通常情况下,腕表以一个带有双圆月图案的旋转盘与其上方的遮蔽盘配合来指示月相,一般腕表是以29.5天这个近似周期运转的,意味着差不多33个朔望月后,月相显示将误差一天。

高级制表品牌不能接受两年七个月就要手动调表这个操作,他们通过精密计算,调整齿轮齿数与数量,让月相可以精确到120余年才累计产生一天误差。

IWC万国表万年历模块中的月相功能,精准度更是被提高到570多年才需要调整一次。这一高精密月相同样被应用在航海精英月相潮汐腕表上。

IWC万国表葡萄牙系列万年历腕表,月相每577.5年才误差一天

120年也好,570年也好,恐怕我们有生之年都无法亲身经历,它们是技术层面的宣言,而现实中,月相功能更多是手腕上的一抹浪漫。

我们讲到月相功能,通常都是指北半球,固然唐诗有云“海上生明月,天涯共此时”,但南半球看到的月相变化与北半球还是有差别的。

月亮在赤道附近围绕地球旋转,尽管其轨道与赤道有一个小于30度的夹角,我们站在北半球中高纬度看月亮,其实是面朝南方的。

与此刚好相反,如果我们在南半球中高纬度观察月亮,则是要面对北方,虽然这个南北并不是严格以赤道为分界线的。所以我们在南半球所看到的月相,与在北半球看到的成左右对称的镜像。


南半球月相周期,2020年6月21日~7月20日

IWC万国表葡萄牙系列航海精英月相潮汐功能腕表上的双月相,正是以上面这个原理来分别指示南北月相:上半部分区域指示北半球月相,下半部分则是南半球月相。

航海精英月相潮汐腕表的南北双月相

月相历法腕表上有时候还会增加月龄显示,即从1到29又1/2的数字刻度;复杂天文功能表款上亦会增加月相轨迹以及昼夜显示等功能。

早期的一些怀表上甚至还有月升月落时间显示,很有趣也很实用,对今天的表迷来说很新奇,也很有吸引力。

02、潮涨潮退,月亮之功

“风摇松竹韵,月现海潮频”

“月明见潮上,江静觉鸥飞”

“春江潮水连海平,海上明月共潮生”

……

在留存于世的大量绝美诗文中,我们不难发现,古人已经察觉到了月亮与潮汐之间有着神秘的关系。

今天我们已经很清楚,潮汐是海水受到月亮、太阳以及地球的共同作用而产生的涨落现象。

我们平时常讲月亮和太阳对地球的引力导致了潮汐,而且月亮是主要因子,这个说法对但不够准确,今天我们要稍微深入一些,介绍一个天文专业概念:潮汐力。

月亮、太阳与地球之间的作用力完全适用牛顿万有引力定律,即两个天体间的引力与天体质量成正比,与天体间距离的平方成反比。

月亮与地球非常近,平均距离只有38万千米,而地球直径为1.2万千米,地球本身的尺寸对地月引力的影响不可忽略。

经过天文学家的计算,地球正对月亮一侧受到的月亮引力要比背对月亮一侧大接近3%,正是这个引力差值,导致了可被察觉的海水形变,它被称为潮汐力。

地月连线上的海水受潮汐力而发生隆起,而垂直于地月连线方向上的海水则要朝着地月连线方向流动,这就是潮涨潮落的过程。

月亮的潮汐力示意图

在广阔大洋里,潮涨起时约有1米高,而在海岸沿线以及江河口处,潮涨得更为汹涌澎湃。需要注意的是,面对月亮一侧的海水会隆起,背对月亮一侧的海水同样会隆起。

因为面对月球的一侧,是海水被潮汐力拉向月亮,离地球而去;而背对月亮一侧的情况则相反,是地球被拉向月亮,离海水而去,海水被留下来形成隆起。

这也就是意味着,当以月亮为参照物,在地球自转一圈的时间里,任一地点的海水理论上要经历两次涨落变化,这被天文学称为“半日潮”。

因为还要考虑太阳作用,以及海岸线形状、海底地形、水深等多重因素,全球海岸线实际潮汐周期比较复杂,还有一天一次涨落的“全日潮”,以及更多变化的“混合潮”。

不过全世界海岸线大部分还是符合“半日潮”规律的,所以IWC万国表这枚月相潮汐功能腕表的潮涨潮落指示功能,是以半日潮周期来设定的。

航海精英月相潮汐腕表的潮涨潮落时间预报

需要进一步解释的是,以月亮为参照,地球自转一周的时间是24小时48分钟多一些,而不是24小时,其产生原因与上一篇所讲述的太阳时、恒星时一致。也就是说,两次涨潮之间的时间大概是12小时24分钟。

使用者只要依照潮汐表对IWC航海精英潮汐腕表进行一次校准,此后6点位置的潮汐显示盘每个潮汐周期转动大约24分钟刻度,以 “High Tide”指示下一次涨潮最高点的时间,而潮水落到最低的时间以“ Low Tide”同时指示。

IWC万国表为这个潮涨潮落功能指示设置了一组高精密齿轮,理论上100年以后仅产生10分钟的误差。

03、潮大潮小,日月合力

太阳离地球比月亮远得多,日地距离是月地距离的近400倍,这时地球直径对引力影响似乎可忽略,但太阳质量巨大,是月亮的2700万倍,所以太阳的潮汐力还是很重要。

天文学家经过计算得到的结果是,太阳对地球的潮汐力差不多是月亮潮汐力的一半。

严密来说,太阳系其他行星对地球也该有潮汐力,不过与月亮和太阳比起来,它们距离又远质量也不够大,即使是地球最近的邻居金星的影响也可以不考虑。

总而言之,潮汐的主因是月亮,其次是太阳。要是单独看太阳的潮汐力,其原理与周期变化与单独看月亮是一样的,不过因其潮汐力是月亮潮汐力的一半,影响作用不能单独显现,要与月亮潮汐力结合到一起观察。

这可以用物理上合力的概念来解释,当太阳、月亮、地球三者在同一直线上时,太阳潮汐力与月亮潮汐力叠加将会产生更大的潮水,即在新月和满月时,潮汐最大。

当太阳、月亮与地球构成直角三角形时,太阳潮汐力与月亮潮汐力垂直,对月亮潮汐力抵消最多,因此在上弦月和下弦月时,潮汐最小。

月亮与太阳潮汐合力示意图

三者位置关系在这两种情况之间的时候,潮汐也就介于大潮和小潮之间。而三者的位置相对变化,正是由于月亮围绕地球公转而产生的。

也就是说,潮汐从大潮到小潮的变化与朔望月周期密切关联,因此IWC万国表将大小潮指示功能,与南北半球月相功能结合设置于12点钟位置。

当满月或者新月时,潮水最大,以“Spring”表示;当上弦月或者下弦月时,潮水最小,以“Neap”表示,通过小表盘外圈上的红色三角标配合指示。

航海精英月相潮汐腕表的大潮小潮指示功能

借助IWC万国表葡萄牙系列这枚航海精英月相潮汐腕表,我们把与月亮相关的两个重要天文历法功能介绍好了。最后再多讲一个跟潮汐有关的概念,叫“潮汐锁定”。

不过它跟海水涨落没什么关系,潮汐锁定是指像月球这样自转与公转周期相同的现象,即月亮永远以同一个面朝向地球。


月亮被地球“潮汐锁定”

正是因为潮汐锁定,才有了我们常说“月亮的背面”、“月之暗面”的概念。

潮汐锁定也是相互的,天文学家预测,数十亿年后,地球也将以固定一面朝向月亮,那时的月亮与地球,就像牵着双手的恋人,面对面原地旋转起舞。

/ end /

卢曦采访手记
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最新评论

啦啦啦啦啦啦哈
啦啦啦啦啦啦哈

太复杂了,搞不懂呀

2020-07-13
00 00
电鱼儿
电鱼儿

牛X,学习了,买不起,告辞

2020-07-13
00 00
梅大超风
梅大超风

简直是无与伦比

2020-07-13
00 00
电磁一定感应
电磁一定感应

万国这块潮汐月相别的不说,就是美呀

2020-07-13
00 00

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