潮汐為什麼
一天會有兩次？
「因為月球會拉扯海水」――你可能聽過這個說法。但如果只是這樣，滿潮應該一天只有一次才對。實際上，滿潮幾乎每天都會來兩次。就連月球另一側的海水也會隆起，讓我們來看看這個不可思議的機制吧。
在海邊小鎮度過從早到晚的一天。早上，堤防下方是一片寬廣的沙灘。可是過了中午再回來看，沙灘幾乎都沉入海裡。到了傍晚，沙灘又開始重新露出來。
仔細看堤防的牆面，會發現有一條長滿貝類和海藻的帶狀痕跡，與地面平行、清晰地橫貫其上。這是海面經常上升到那個高度的印記。
喜歡釣魚的人應該知道，這種漲落一天大約會重複兩次，規律得像時鐘一樣。光靠「月球拉扯」是無法解釋這「兩次」的。
機制在於：兩處隆起
月球的引力，離得越近就越強。面向月球那一側的海水，比地球其他部分受到更強的拉力，因而朝月球方向隆起。到這裡都符合直覺。
事實上，整個地球也會被月球拉扯而移動。離月球最遠一側的海水受到的拉力最弱，相對於正在移動的地球，就像被拋在後面一樣，朝著與月球相反的方向隆起。
也就是說，海水會在面向月球的一側、以及正對面的另一側同時隆起，共兩處。地球在這兩處隆起的下方一天自轉一圈，所以任何一個海邊都會一天兩次通過隆起處的下方――這就是「滿潮一天兩次」的真相。
用拔河來比喻「被拋在後面」
請想像3個人排成一列，用繩子朝同一方向拉。排頭的人被拉得很用力，中間的人力道適中，最後一個人被拉得很弱。這時整列人會發生什麼事呢？雖然全員都朝同一方向移動，但隊伍本身會被前後拉長。
地球和海洋之間發生的，正是這種情況。靠近月球的海水、地球本體、遠側的海水這三者，分別受到強弱不同的月球引力。整體雖然都朝月球方向被拉，但由於力道的差異，地球會沿著月球方向被前後拉長。由岩石構成的地球幾乎不會變形，但可以自由流動的海水，會老實地回應這種「拉長」，形成兩處隆起。
在地球自轉一圈的期間，月球也在地球周圍稍微前進了一點。所以要再次回到「同一個月球正下方」，就需要多花一整圈加上一點額外的時間。這個額外的時間大約是50分鐘。從一次滿潮到下一次滿潮，是24小時50分鐘的一半，也就是約12小時25分鐘。潮汐表上的滿潮時刻每天會往後推移一點，原因就是月球的公轉。
大潮與小潮 ― 太陽也參了一腳
拉伸海水的，其實不只月球。太陽也在做同樣的事（力道不到月球的一半，原因請見最後的摺疊區塊）。
新月或滿月前後，太陽、地球、月球會排成一直線，月球的拉伸力與太陽的拉伸力會朝同一方向重疊。這時滿潮與干潮的差距最大，稱為大潮。半月前後，月球與太陽呈直角關係，兩者的拉伸力互相抵消，差距變小，稱為小潮。
九州的有明海，大潮時的干滿差可達約6公尺。另一方面，日本海沿岸卻只有約0.3公尺左右。明明月球的引力對兩者的作用方式相同。造成這種差異的，是海底與海灣的形狀。據認為，在越往深處越窄的淺海灣中，湧入的海水無處可去便層層堆高，若海灣形狀又剛好與潮汐節奏相合，就會像推鞦韆一樣使震盪被放大。
總結
滿潮一天兩次，是因為①靠近月球一側的海水被強力拉扯而隆起，②遠側的海水被拋在後面而朝反方向隆起――地球兩側同時形成了兩處隆起。地球在其下方每自轉一圈，我們所在的海邊就會兩次穿過隆起的下方。
月球不只是在「拉扯」海水而已。
它一邊拉著整個地球，一邊把海水前後「拉長」。
這股「拉伸的力量」，其實也一直在改變月球自身的形狀與自轉。關於月球為什麼總是以同一面朝向地球，這篇文章有詳細說明。
此外，當這種漲落經過海峽般的狹窄地帶時，海面高度差會產生快速的水流和漩渦。這個機制在漩渦為什麼會出現在海中央？中說明。
- 用氣象廳網站或潮汐表App，每天記錄一次附近海域的滿潮時刻（不用親自到海邊也可以）
- 累積一週份的資料後，計算看看滿潮時刻每天大約晚了多少
- 同時記錄月齡（月亮的盈虧），觀察在新月、滿月的日子干滿差是否變大
推移量應該大約落在50分鐘左右。之所以不是剛好，是因為疊加了海灣形狀、氣壓、風等影響。推移的方式本身，也反映出當地海域的特性。
想了解更多的人 ― 術語・公式・與教科書的關聯從國中理科到大學專業科目，明確標示各段內容的程度
- 國中國中理科所學範圍
- 高中高中「物理基礎」「物理」「地球科學基礎」所學範圍
- 高中＋高中「物理」的進階內容，或教科書專欄性質的內容
- 大學高中不教、大學專業科目（海洋物理學・測地學）的內容
- 研究即使在大學也還不算「定論」、研究人員目前仍在探究中的內容
國中術語：這個現象是有名稱的
- 潮汐：潮水漲落的正式名稱。漲滿的狀態稱為滿潮，退去的狀態稱為干潮。
- 起潮力：本文所說的「拉伸的力量」。由於各地受到的月球（或太陽）引力強弱不同而產生的差異力。
- 大潮・小潮：干滿差較大的時期・較小的時期。新月與滿月前後為大潮，半月前後為小潮。
- 潮位：該時刻的海面高度。氣象廳在全國各觀測點持續測量。
國中高中用公式驗算：滿潮的間隔與每日的推移
讓我們實際計算，驗證本文提到的「約12小時25分鐘」與「每天約推移50分鐘」。只需要用到加法、乘法、除法。
| 用符號表示 | T滿潮 ＝ T月 ÷ n ， T月 ＝ 24小時 ＋ Δt |
| 用文字表示 | 滿潮的間隔 ＝ 月球回到同一正上方的週期 ÷ 隆起的數量。而該週期，是1天再加上追上月球所需的額外時間 |
| 公式從何而來 | 由於地球自轉與月球公轉方向相同，地球必須多轉一點才能「追上」月球（這是追逐週期、即會合週期的概念）。隆起有月球側與反側共2處，所以 n ＝ 2 |
| 地球自轉一圈 | 24小時 |
| 月球回到「同一正上方」的週期 | 約24小時50分鐘（包含月球因公轉而多前進的額外約50分鐘） |
| 海水隆起的數量 | 2處（月球側與反側） |
| 月球盈虧的週期（從太陽方向看月球繞一圈的天數） | 約29.5天 |
| 地球自轉1度所需時間 | 約4分鐘（24小時對應360度） |
| 月球一天前進的角度（度） | 360 ÷ 29.5 ≒ 12.2 |
| 地球多轉這個角度所需時間（分鐘） | 12.2 × 4 ≒ 48.8 |
由於地球在追上的過程中月球又稍微前進了一點，實際的 Δt 約為50分鐘。
| 把24小時50分鐘換算成分鐘（小時部分） | 24 × 60 ＝ 1440（分鐘） |
| 加上額外的50分鐘 | 1440 ＋ 50 ＝ 1490（分鐘） |
| 隆起有2處，所以除以2 | 1490 ÷ 2 ＝ 745（分鐘） |
| 換回小時 | 745 ÷ 60 ≒ 12.4（小時）＝ 約12小時25分鐘 |
這與潮汐表上滿潮之間的間隔幾乎一致。可以看出，圖1中「依序穿過兩處隆起下方」的印象，直接對應到了這個數字。
| 有明海大潮的干滿差（大略值） | 約6公尺 |
| 日本海沿岸的干滿差（大略值） | 約0.3公尺 |
| 求比值 | 6 ÷ 0.3 ＝ 20（倍） |
即使在同一個月球之下，光是海灣形狀不同，就能造成20倍的差異。起潮力所決定的，只到「想把海水拉伸多少」為止。實際上海面會移動幾公尺，則是各地海域形狀共同作用的結果。
高中高中＋為什麼月球是主角，太陽卻是配角
高中物理課所學的萬有引力公式中，引力與距離的平方成反比。太陽比月球重得多，因此太陽拉扯地球的力本身遠比月球強大。既然如此，潮汐的主角卻是月球，似乎令人費解。
高中＋關鍵在於，引起潮汐的並非「引力本身」，而是「各地引力的差異」。計算相隔地球直徑那麼遠的兩點之間的引力差，可以推導出這個差異與距離的三次方成反比（相當於把平方的公式對距離微分後的形式）。由於距離近的效果會以三次方放大，月球的起潮力因此達到太陽的兩倍多。具體數字的比較，在月球自轉那篇文章的摺疊區塊中，以「除兩次」的方式呈現。
大學實際的海洋遠比「兩處隆起」複雜得多
像圖1那樣「兩處隆起繞著地球轉」的說明，稱為平衡潮汐論，能很好地解釋潮汐的節奏與次數。然而實際的海洋有大陸這道牆壁，水深也各不相同，隆起無法老實地繞地球一圈。真實的潮汐，是以各海盆以稱為「無潮點」的旋轉中心為軸、潮波不斷繞圈的形式前進（動力潮汐論）。像有明海那樣的放大現象，也是在這個框架下、作為海灣固有週期與潮汐節奏共振的結果來處理的。現代的潮汐預報，就是結合這種動力學計算與觀測資料而進行的。
📖 公式推導及更深入的內容：潮汐（維基百科，日文）
研究目前尚未完全明朗的部分
潮汐雖是經過數百年研究的現象，但至今仍有部分內容正在積極研究中。
- 深海中「海洋內部潮汐」的去向。 不只是海面，海洋內部的水層也會隨潮汐節奏上下起伏（內部潮汐）。這種波在何處、以多大程度破碎並攪動海水，被認為是影響海洋熱量輸送與氣候計算的重要未解問題。
- 遠古時代的一天有幾小時。 潮汐引起的摩擦，一直在使地球自轉逐漸變慢。根據珊瑚化石上刻印的生長條紋等資料，推估數億年前的一天約為22小時左右，但要如何解讀更古老時代的紀錄，仍在研究之中。
- 冰衛星的海洋與潮汐。 在木星的衛星歐羅巴等天體上，一般認為潮汐變形產生的熱能，維持著冰層下方的海洋。這股熱能在何處、以多大程度產生，其估算是左右地外海洋環境的現在進行式研究課題。
也就是說，本文的內容也僅是「目前已知範圍內的說明」。在每天反覆發生的身邊現象之中，埋藏著從氣候一直延伸到其他天體海洋的問題。
與教科書的關聯（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應段落 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科・月球的運行與盈虧 | 滿潮時刻的推移、大潮・小潮與月齡的關係 |
| 高中 | 物理・萬有引力／地球科學基礎・海洋 | 引力與距離的關係、潮汐的基本節奏 |
| 高中＋ | 物理・萬有引力的應用（屬進階內容） | 起潮力與距離三次方成反比的原因 |
| 大學 | 海洋物理學・測地學 | 平衡潮汐論與動力潮汐論、無潮點、海灣共振 |
| 研究 | 海洋物理學・行星科學（未解決） | 內部潮汐與海洋攪拌、遠古一天的長度、冰衛星的潮汐加熱 |
| ― | 與生活的關聯 | 潮汐表的讀法、干滿差的地域差異、堤防上的貝類帶 |
- 日本氣象廳「潮汐・海面水位的知識」（潮汐機制、大潮・小潮、全國潮位觀測）。
- 國立天文台・曆計算室關於月出月沒與潮汐週期的解說。
- 海洋物理學標準教科書中對平衡潮汐論・動力潮汐論的解說（宇野木早苗《沿岸海洋物理學》等）。
- Munk, W. & Wunsch, C., Abyssal recipes II: energetics of tidal and wind mixing, Deep-Sea Research I 45, 1998（內部潮汐與海洋混合）。
- Williams, G. E., Geological constraints on the Precambrian history of Earth's rotation, Reviews of Geophysics 38(1), 2000（過去一天長度的推估）。
※本文為大眾科普解說。文中數值僅為理解機制所用的參考・概算值。實際潮位也會因氣壓與風力而變動。在海邊觀察、釣魚或撿貝殼時，請務必確認最新的潮汐表與當地公告，並注意安全行事。