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 作者:黃道全博士 PhD, BSc (Hon) Env
/ 編輯: 鄭卓敏
黃道全喜歡探究香港海洋生態鮮為人知的領域，岩岸邊生長的貝螺、烏賊、臘魚等等。 研究之餘，最喜歡的是釣魚活動，在釣魚的同時不斷觀察感覺魚類生態的變化。 早年於香港大學取得海洋生態的博士 |
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什麼是潮汐?
站在海岸邊，你會發覺海水忽漲忽退。 這是怎麼的一回事呢？ 是風造成的嗎？ 是浪造成的嗎？ 其實，在海岸邊的水，並不似得在湖裏的水那樣靜止不動，而是有節奏和規律的漲退和升降，這有規律的海水升降，我們稱作「潮汐」(tide)。
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如何形成潮汐？
潮汐的型成主要是因為「地球跟月球」、與及「地球跟太陽」的引力。 這話是怎樣理解呢？物體之間是互相有引力的，在太空也不例外，所以地球跟月球，地球跟太陽，甚至月球跟太陽之間都有引力。
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因為這些引力地球表面的海水因而聚集。這個情況每當月球，太陽和地球運行至一直線時，尤其明顯。因為月球或太陽的引力，海水便被引到最近它們的一方，最終造成潮汐。
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但是潮汐有時候比較大，有時卻比較小，那又是為什麼? 我們知道月球是環繞著地球運轉，而地球是環繞著太陽運轉。有時月球運轉到和地球、太陽成直角(90度)的軌道上(即是月球沒有和地球、太陽排列成一直線)。這時因為太陽的引力被月球的引力減弱，因而造成地球出現小潮(Neap tide)。根據這個原理，每當月球轉動至和地球、太陽連成一直線時，地球便出現大潮(Spring tide， Colin and Kitching 1996)。
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其實，潮汐不但受月球和太陽的引力影響，也受地球本身的自轉，與及陸地的分佈影響，所以在地球的不同地方都有不一樣的潮汐(Morton and Morton 1982)。
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香港跟加拿大的潮差比
香港呢？ 大潮時，我們有大約有2.2米 的潮差；但在小潮時，卻只有約0.8米 的潮差 (Williams 2003)； 不過，在加拿大的芬地?(Fundy Bay)，最大的潮差竟然可以達到15米 之多，足足是香港大潮的6倍。 這可見潮汐在地球不同地方可有很大差別!
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剛才說過潮汐不但受月球和太陽的引力影響，也受陸地的分佈影響。香港雖然是一個細小的地方，不同地點的潮汐漲退時間和潮汐大小也有一些分別；在尖鼻咀(即我們經常觀鳥的地方) 潮汐漲退的時間比在香港島東南的橫欄島所錄得的遲上1.5 至2.5 小時，而且潮差也較大(Hong Kong Observatory， http://gb.weather.gov.hk/tide/enotes.htm)，這可見陸地的分佈對潮汐的影響。 |
潮汐的應用
正因為每天都有潮汐，科學家便想出利用潮汐發電。在1966年，法國便興建了使用潮汐發電的電力站(La Rrance Power Facility)。 發電站建於海灣，好像一個水壩，水壩建於海灣較狹窄的海水進出口。而那兒的潮差有13.4米之多。雖然發電站巳經建於較狹窄的海水進出口，水壩的長度也有760米長。 |
那怎麼利用潮汐發電呢？ 每當潮漲，水壩便將由來自太西洋的海水引入海灣，水壩便將海水貯存；潮退時，水壩便把貯存的海水釋放，在海水流出水壩時，便推動24個安裝在水壩的渦輪，從而產生電力。 |
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每次潮汐可以產生出240百萬瓦特 (Megawatt)電力，這股電力足夠提供有300,000人的城市使用。但為什麼潮汐發電並不常見？ |
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依靠潮汐
雖然這種再生能源十分清潔，但缺點是要等候潮漲才可運作，所以不能24小時運作。其實，今日的汐潮發電已經發展到潮退時也可以發電，因為新的渦輪，可以在不同水流流動方向下發電。 |
興建費用及工程龐大
興建潮汐發電站的費用相當龐大，因為需要建造大型水壩。加上選址，地點必須具有強大水流流動的海灣，所以興建有相當的難度。
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影響生態
潮汐發電站選址大多包括鹹淡水交匯的地方，那些地方大多是生物生產力較高。這些地方不但供應海洋生物食物、繁殖和育幼的地方，也供應其他陸上生物如鳥類，食物、繁殖和育幼的生境。現在，科學家正在究研在大海上興建潮汐發電站，相信在未來我們將會有機會使用來自海洋的可再生能源。
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什麼是可再生能源?
我們日常所使用的電力，主要由燃燒石油，煤礦和天然氣得來的。在燃燒這些天然資源時，熱能被轉化成電力。但利用這種方法發電，天然資源便被銷耗，不能重覆使用，所以我們稱這種能源為〝不可再生能源〞。 再著，天然資源在地球的貯存都是很有限的，在不久的未來我們將會耗盡這些天然資源。 如此下去，我們的未來可能沒有電力使用！
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影響生態
潮汐發電站選址大多包括鹹淡水交匯的地方，那些地方大多是生物生產力較高。這些地方不但供應海洋生物食物、繁殖和育幼的地方，也供應其他陸上生物如鳥類，食物、繁殖和育幼的生境。現在，科學家正在究研在大海上興建潮汐發電站，相信在未來我們將會有機會使用來自海洋的可再生能源。
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但是問題不止於此，燃燒石油，煤礦和天然氣後會產生大量二氧化碳，不單影響空氣質數，二氧化碳更是溫室效應構成的其中一個主要原因。大量二氧化碳聚積在空氣中把從地上所反射的紅外線輻射重覆吸收和散放回地上 (Hong Kong Observatory)。情況好比溫室的玻璃好讓太陽光線穿過，但進入溫室內的紅外線輻射部份被吸收或被反射回溫室內，使溫度上升。
除溫室效應外，燃燒後所產生的大量灰塵，懸浮於空中，不但對我們身體有害，更減低視野，影響航海和航空業務。所以伴隨電力，產生出難以處理的廢氣和灰塵。
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可再生能源
現在使用風力，太陽能發電的實例，相信大家並不會陌生。而使用這些天然能源發電，我們稱為可再生能源。因風力，太陽能是直接被轉化成我們所用的電力和並沒有其他副產品或有害物質產生，十分清潔，所以又稱為”綠色能源”。其實，不但風力，太陽能綠色能源，海洋的潮汐漲退也能帶來能源，還可以轉化成我們日常所使用的電力。
你要做個科學家嗎？ 為香港發展未來的可再生能源！
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Camp Dresser & McKee International and GHK (HK) Ltd. (2002) Study on the Potential Applications of Renewable Energy in Hong Kong， Stage 1 Study Report. Electrical & Mechanical Services Department， HKSAR.
Little C. and Kitching J.A. (1996) The Biology of Rocky Shores. Oxford University Press
Morton B. and Morton J. (1982) The Sea Shore Ecology of Hong Kong. Hong Kong
University Press.
Williams G.A. (2003) Hong Kong Field Guides 1: Rocky shores. (Edited by Kevin J. Caley (Series Editor)， Richard Huang， Alan S.L. Leung). Wan Li Book Co.， Ltd.
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