น้ำขึ้นน้ำลงคือการขึ้นและลงของระดับน้ำทะเล เป็นระยะๆ ซึ่งเป็นผลมาจาก แรงโน้ม ถ่วง ที่แตกต่างกัน โดยส่วนใหญ่มาจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์รวมกับผลกระทบจากแรงเฉื่อย ที่เกี่ยวข้องกับ การโคจรของระบบโลก-ดวงจันทร์และ การ หมุน ของโลก

ในขณะที่แรงทางดาราศาสตร์เหล่านี้ก่อให้เกิด ศักยภาพน้ำขึ้นน้ำลงพื้นฐานน้ำขึ้นน้ำลงที่สังเกตได้จริงจะถูกปรับเปลี่ยนอย่างมากโดยปัจจัยบนบก รวมถึงรูปทรงเรขาคณิตของแอ่งมหาสมุทร ขอบเขต ทวีป ความลึก ^ของ น้ำ ผลกระทบของ โคริโอลิสการสูญเสียแรงเสียดทานในทะเลตื้นและการสั่นพ้องของน้ำขึ้นน้ำลงของแนวชายฝั่ง [ ^{1 ]}

ระดับน้ำขึ้นน้ำลงจะแตกต่างกันไปตามช่วงเวลาตั้งแต่ไม่กี่ชั่วโมงจนถึงหลายปีเนื่องจากปัจจัยหลายประการ ซึ่งเป็นตัวกำหนดช่วงเวลาระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลงเพื่อให้ได้บันทึกที่แม่นยำเครื่องวัดระดับน้ำขึ้นน้ำลงที่สถานีคงที่จึงวัดระดับน้ำตลอดเวลา เครื่องวัดเหล่านี้ไม่สนใจการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากคลื่นที่มีช่วงเวลาสั้นกว่านาที ข้อมูลเหล่านี้จะถูกเปรียบเทียบกับระดับอ้างอิง (หรือระดับอ้างอิง) ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า ระดับ น้ำทะเลเฉลี่ย^{[ 2 ]}

แม้ว่ากระแสน้ำขึ้นน้ำลงมักจะเป็นแหล่งที่มาหลักของการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลในระยะสั้น แต่ระดับน้ำทะเลก็อาจเปลี่ยนแปลงได้จากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนลม และการเปลี่ยนแปลงความดันบรรยากาศ ส่งผลให้เกิดคลื่นพายุซัดฝั่ง โดยเฉพาะในทะเลตื้นและใกล้ชายฝั่ง^{[ 3 ]}

ปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงไม่ได้จำกัดอยู่แค่ในมหาสมุทรเท่านั้น แต่สามารถเกิดขึ้นได้ในระบบอื่นๆ เมื่อใดก็ตามที่มีสนามโน้มถ่วงที่เปลี่ยนแปลงไปตามเวลาและพื้นที่ ตัวอย่างเช่น รูปร่างของส่วนที่เป็นของแข็งของโลกได้รับผลกระทบเล็กน้อยจากน้ำขึ้นน้ำลงของโลกแม้ว่าจะมองเห็นได้ไม่ชัดเจนเท่ากับการเคลื่อนไหวของน้ำขึ้นน้ำลงก็ตาม

น้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทรเป็นวัฏจักร โดยขึ้นและลงประมาณวันละสองครั้ง วัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงแบ่งออกเป็นสี่ช่วง ดังนี้^{[ 4 ] : 235}

• ระดับน้ำหยุดลดลง จนถึงระดับต่ำสุดในท้องถิ่นที่เรียกว่าน้ำลง
• ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นในเวลาไม่กี่ชั่วโมง ท่วมพื้นที่ระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลง ทำให้เกิดน้ำท่วม
• ระดับน้ำหยุดสูงขึ้น โดยจะถึงระดับสูงสุดในพื้นที่ที่เรียกว่าน้ำขึ้นสูงสุด
• ระดับน้ำทะเลลดลงในช่วงหลายชั่วโมง เผยให้เห็นเขตน้ำขึ้นน้ำลง; น้ำลง

กระแสน้ำที่แกว่งไปมาซึ่งเกิดจากน้ำขึ้นน้ำลงเรียกว่ากระแสน้ำขึ้นน้ำลงหรือกระแสน้ำขึ้นน้ำลงช่วงเวลาที่กระแสน้ำขึ้นน้ำลงหยุดลงเรียกว่าน้ำนิ่งหรือน้ำนิ่งจากนั้นน้ำขึ้นน้ำลงจะเปลี่ยนทิศทางและกล่าวได้ว่าน้ำกำลังเปลี่ยนทิศทาง น้ำนิ่งมักเกิดขึ้นใกล้ช่วงน้ำขึ้นและน้ำลง แต่มีบางสถานที่ที่ช่วงเวลาน้ำนิ่งแตกต่างจากช่วงน้ำขึ้นและน้ำลงอย่างมาก^{[ 5 ]}

โดยทั่วไปแล้วน้ำขึ้นน้ำลงจะเป็นแบบกึ่งรายวัน (น้ำขึ้นสองครั้งและน้ำลงสองครั้งต่อวัน) หรือแบบรายวัน (หนึ่งรอบน้ำขึ้นน้ำลงต่อวัน) โดยปกติแล้วระดับน้ำขึ้นสองครั้งในแต่ละวันจะไม่เท่ากัน (ความไม่เท่ากันรายวัน) ซึ่งในตารางน้ำขึ้น น้ำลงจะเป็น น้ำขึ้นที่สูงกว่าและน้ำขึ้นที่ต่ำกว่าใน ทำนองเดียวกัน ^{ระดับ}น้ำลงสองครั้งในแต่ละวันจะเป็นน้ำลงที่สูงกว่าและน้ำลงที่ต่ำกว่าความไม่เท่ากันรายวันจะไม่สม่ำเสมอและโดยทั่วไปจะมีค่าน้อยเมื่อดวงจันทร์อยู่เหนือเส้นศูนย์สูตร [ ^{a ]}

สามารถกำหนดระดับน้ำขึ้นน้ำลงอ้างอิงได้ดังต่อไปนี้ โดยเรียงจากระดับสูงสุดไปจนถึงระดับต่ำสุด:

• ระดับน้ำขึ้นสูงสุดทางดาราศาสตร์ (HAT) – ระดับน้ำขึ้นสูงสุดที่สามารถคาดการณ์ได้ว่าจะเกิดขึ้น โปรดทราบว่าสภาพอากาศอาจทำให้ระดับน้ำขึ้นสูงสุด (HAT) สูงขึ้นได้
• ระดับน้ำขึ้นสูงสุดเฉลี่ยในช่วงน้ำขึ้นสูงสุด (MHWS) – ค่าเฉลี่ยของระดับน้ำขึ้นสูงสุดสองครั้งในวันที่น้ำขึ้นสูงสุด
• ระดับน้ำขึ้นสูงสุดเฉลี่ยในช่วงน้ำลงน้อย (MHWN) – ค่าเฉลี่ยของระดับน้ำขึ้นสองครั้งในวันที่น้ำลงน้อย
• ระดับน้ำทะเลเฉลี่ย (MSL) – นี่คือระดับน้ำทะเลโดยเฉลี่ย ระดับน้ำทะเลเฉลี่ยจะคงที่สำหรับทุกสถานที่ในช่วงระยะเวลานาน
• ระดับน้ำลงเฉลี่ยในวันน้ำลงน้อย (MLWN) – ค่าเฉลี่ยของระดับน้ำลงสองครั้งในวันที่น้ำลงน้อย
• ระดับน้ำลงต่ำสุดเฉลี่ยในช่วงน้ำขึ้นสูงสุด (MLWS) – ค่าเฉลี่ยของระดับน้ำลงสองครั้งในวันที่น้ำขึ้นสูงสุด
• น้ำขึ้นต่ำสุดทางดาราศาสตร์ (LAT) – น้ำขึ้นต่ำสุดที่สามารถคาดการณ์ได้ว่าจะเกิดขึ้น ^{[ 7 ]}

ช่วงครึ่งวัน (ความแตกต่างของระดับความสูงระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลงในช่วงประมาณครึ่งวัน) จะแปรผันเป็นวัฏจักรสองสัปดาห์ ประมาณสองครั้งต่อเดือน ในช่วงข้างขึ้นและข้างแรม เมื่อ ดวงอาทิตย์ดวงจันทร์ และโลกเรียงตัวเป็นเส้นตรง (การจัดเรียงที่เรียกว่าsyzygy ^{[ 8 ]} ) แรงน้ำขึ้นน้ำลงเนื่องจากดวงอาทิตย์จะเสริมแรงเนื่องจากดวงจันทร์ ช่วงน้ำขึ้นน้ำลงจึงสูงสุด เรียกว่าน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุด (spring tide ) ชื่อนี้ไม่ได้ตั้งตามฤดูกาลแต่มาจากความหมายว่า "กระโดด พุ่งออกมา ขึ้น" เหมือนกับน้ำพุ ธรรมชาติ บางครั้งน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดก็เรียกว่า น้ำขึ้นน้ำลง แบบsyzygy ^{[ 9 ]}

เมื่อดวงจันทร์อยู่ในช่วงข้างขึ้นครึ่งดวงหรือข้างแรมครึ่งดวง ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์จะอยู่ห่างกัน 90° เมื่อมองจากโลก (อยู่ในมุมฉาก ) และแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์จะหักล้างแรงดึงดูดของดวงจันทร์บางส่วน ในช่วงเวลาดังกล่าวของวัฏจักรดวงจันทร์ ระดับน้ำขึ้นน้ำลงจะอยู่ในระดับต่ำสุด ซึ่งเรียกว่าน้ำขึ้นน้ำลงน้อยหรือneapsคำว่า "Neap" เป็นคำในภาษาแองโกล-แซกซอน หมายถึง "ปราศจากพลัง" ^{[ 10 ]} บางครั้งน้ำขึ้นน้ำลงน้อยก็เรียกว่า น้ำขึ้น น้ำลงแบบมุมฉาก^{[ 9 ]}

น้ำขึ้นสูงสุดในช่วงน้ำขึ้นน้ำลงเต็มที่ (Spring tides) จะทำให้ระดับน้ำสูงกว่าค่าเฉลี่ย ระดับน้ำลงต่ำสุดต่ำกว่าค่าเฉลี่ยช่วงเวลาน้ำนิ่งสั้นกว่าค่าเฉลี่ย และกระแสน้ำแรงกว่าค่าเฉลี่ย ส่วนน้ำขึ้นน้ำลงต่ำสุดในช่วงน้ำขึ้นน้ำลงน้อย (Neap tides) จะมีสภาพน้ำขึ้นน้ำลงที่อ่อนกว่า โดยมีช่วงเวลาระหว่างน้ำขึ้นสูงสุดและน้ำขึ้นน้ำลงต่ำสุดประมาณเจ็ดวัน

• 
  น้ำขึ้นสูงสุด:ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์อยู่ด้านเดียวกัน (0°)
• 
  น้ำลงช่วงน้ำน้อย:ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ทำมุม 90° กัน
• 
  น้ำขึ้นสูงสุด:ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์อยู่ตรงข้ามกัน (180°)
• 
  น้ำขึ้นน้ำลงน้อย:ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์อยู่ที่ 270°
• 
  น้ำขึ้นสูงสุด:ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์อยู่ด้านเดียวกัน (วัฏจักรเริ่มต้นใหม่)

องค์ประกอบของกระแสน้ำขึ้นลงเป็นผลรวมสุทธิของอิทธิพลหลายประการที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำในช่วงเวลาหนึ่งๆ องค์ประกอบหลักได้แก่ การหมุนของโลก ตำแหน่งของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์เทียบกับโลก ระดับความสูงของดวงจันทร์เหนือเส้นศูนย์สูตรของโลก และความลึกของน้ำการเปลี่ยนแปลงที่มีคาบเวลาน้อยกว่าครึ่งวันเรียกว่าองค์ประกอบฮาร์มอนิกในทางกลับกัน วัฏจักรที่มีระยะเวลาหลายวัน หลายเดือน หรือหลายปี เรียกว่าองค์ประกอบ คาบยาว

แรงน้ำขึ้นน้ำลงส่งผลต่อระบบโลกทั้งหมด ในเปลือกโลกแรงเหล่านี้ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งเป็นระยะๆ เป็นเซนติเมตร ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าน้ำขึ้นน้ำลงของโลกในชั้นบรรยากาศ แรงโน้มถ่วงจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ ร่วมกับความร้อนจากดวงอาทิตย์ ก่อให้เกิดการแกว่งตัวในระดับโลกของความดัน ความหนาแน่น และลม ซึ่งเรียกว่าน้ำขึ้นน้ำลงใน ชั้น บรรยากาศในขณะที่น้ำขึ้นน้ำลงของโลกเกี่ยวข้องกับการเสียรูปแบบยืดหยุ่น น้ำขึ้นน้ำลง ในชั้นบรรยากาศจะสังเกตได้เป็นหลักในรูปแบบของการแกว่งตัวของความชันของความดันและรูปแบบลม^{[ 11 ]}

ในสถานที่ส่วนใหญ่ องค์ประกอบที่ใหญ่ที่สุดคือน้ำขึ้นน้ำลงกึ่งรายวันหลักของดวงจันทร์หรือที่รู้จักกันในชื่อองค์ประกอบน้ำขึ้นน้ำลง M2หรือองค์ประกอบน้ำขึ้นน้ำลงM ₂มีคาบประมาณ 12 ชั่วโมง 25.2 นาที ซึ่งเท่ากับครึ่งหนึ่งของวันน้ำขึ้นน้ำลงตามดวงจันทร์ซึ่งเป็นเวลาเฉลี่ยระหว่างจุดสูงสุดของดวง จันทร์ครั้งหนึ่ง กับครั้งถัดไป และเป็นเวลาที่โลกหมุนรอบตัวเองหนึ่งรอบเมื่อเทียบกับดวงจันทร์นาฬิกาน้ำขึ้นน้ำลง แบบง่ายๆ จะติดตามองค์ประกอบนี้ วันตามดวงจันทร์ยาวกว่าวันตามดวงอาทิตย์เพราะดวงจันทร์โคจรไปในทิศทางเดียวกับการหมุนของโลก

ดวงจันทร์โคจรรอบโลกในทิศทางเดียวกับการหมุนรอบแกนของโลก ดังนั้นจึงใช้เวลามากกว่าหนึ่งวันเล็กน้อย—ประมาณ 24 ชั่วโมง 50 นาที—กว่าดวงจันทร์จะกลับมาอยู่ที่ตำแหน่งเดิมบนท้องฟ้า ในช่วงเวลานี้ ดวงจันทร์จะผ่านเหนือศีรษะ ( จุดสูงสุด ) หนึ่งครั้งและผ่านใต้เท้าหนึ่งครั้ง (ที่มุมชั่วโมง 00:00 และ 12:00 ตามลำดับ) ดังนั้นในหลายๆ ที่ ช่วงเวลาที่มีแรงดึงดูดจากดวงจันทร์ต่อน้ำขึ้นน้ำลงมากที่สุดคือช่วงเวลาดังกล่าว ประมาณ 12 ชั่วโมง 25 นาที ช่วงเวลาที่น้ำขึ้นสูงสุดไม่จำเป็นต้องเป็นตอนที่ดวงจันทร์อยู่ใกล้จุดสูงสุดหรือต่ำสุดมากที่สุด แต่ช่วงเวลาของแรงดึงดูดจากดวงจันทร์ต่อน้ำขึ้นน้ำลงยังคงเป็นตัวกำหนดเวลาKระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลงแต่ละครั้ง

เนื่องจากสนามโน้มถ่วงที่เกิดจากดวงจันทร์จะอ่อนลงเมื่อระยะห่างจากดวงจันทร์เพิ่มขึ้น จึงทำให้แรงดึงดูดระหว่างโลกกับดวงจันทร์มีมากกว่าค่าเฉลี่ยเล็กน้อย และมีน้อยกว่าค่าเฉลี่ยเล็กน้อยในด้านตรงข้าม ดังนั้นดวงจันทร์จึงมีแนวโน้มที่จะ "ยืด" โลกเล็กน้อยตามแนวเส้นที่เชื่อมต่อระหว่างสองวัตถุ โลกที่เป็นของแข็งจะเสียรูปไปเล็กน้อย แต่เนื่องจากน้ำในมหาสมุทรเป็นของเหลว จึงสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระมากขึ้นตามแรงดึงดูดของดวงจันทร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแนวนอน (ดูน้ำขึ้นน้ำลงสมดุล )

เนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเอง ขนาดและทิศทางของแรงดึงดูดระหว่างโลกและน้ำทะเล ณ จุดใดจุดหนึ่งบนพื้นผิวโลกจึงเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา แม้ว่ามหาสมุทรจะไม่เคยเข้าสู่สภาวะสมดุล—เพราะไม่มีเวลาให้ของเหลว "ตามทัน" สภาวะที่จะเกิดขึ้นในที่สุดหากแรงดึงดูดระหว่างโลกและน้ำทะเลคงที่—แต่แรงดึงดูดระหว่างโลกและน้ำทะเลที่เปลี่ยนแปลงไปก็ทำให้ระดับน้ำทะเลเปลี่ยนแปลงไปอย่างเป็นจังหวะ

เมื่อมีน้ำขึ้นสองครั้งในแต่ละวันที่มีความสูงต่างกัน (และน้ำลงสองครั้งที่มีความสูงต่างกันเช่นกัน) รูปแบบนี้เรียกว่า น้ำขึ้น น้ำลงแบบผสมกึ่งรายวัน^{[ 13 ]}

ระยะห่างที่เปลี่ยนแปลงระหว่างดวงจันทร์และโลกส่งผลต่อระดับน้ำขึ้นน้ำลงเช่นกัน เมื่อดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกที่สุด ณ จุดใกล้โลกที่สุด(perigee ) ช่วงระดับน้ำขึ้นน้ำลงจะเพิ่มขึ้น และเมื่อดวงจันทร์อยู่ไกล โลกที่สุด (apogee ) ช่วงระดับน้ำขึ้นน้ำลงจะลดลง ปีละหกถึงแปดครั้งที่จุดใกล้โลกที่สุดจะตรงกับช่วงข้างขึ้นหรือข้างแรม ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดในช่วงที่ดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกที่สุด (perigean spring tide) ซึ่งมี ช่วงระดับน้ำขึ้นน้ำลงมากที่สุด ความแตกต่างระหว่างระดับน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดในช่วงที่ดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกที่สุดกับระดับน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดในช่วงที่ดวงจันทร์อยู่ไกลโลกที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่ง แต่อาจสูงกว่าถึงหนึ่งฟุต^{[ 14 ]}

ส่วนประกอบประมาณ 62 รายการมีขนาดเพียงพอที่จะถือว่ามีประโยชน์ในการทำนายกระแสน้ำในทะเล^{[ 15 ]}ซึ่งรวมถึงผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ ความเอียงของเส้นศูนย์สูตรและแกนหมุนของโลก ความเอียงของระนาบวงโคจรของดวงจันทร์ และรูปร่างวงรีของวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์

องค์ประกอบน้ำตื้นประกอบด้วยน้ำขึ้นน้ำลงซึ่งเป็นฮาร์โมนิกที่สูงกว่าของความถี่น้ำขึ้นน้ำลงหลักเพียงความถี่เดียว และน้ำขึ้นน้ำลงแบบผสมซึ่งเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบหลักของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ แม้ว่าโดยทั่วไปจะมีแอมพลิจูดน้อยกว่าศักยภาพน้ำขึ้นน้ำลง พื้นฐาน แต่องค์ประกอบเหล่านี้จะปรับเปลี่ยนความไม่สมมาตรระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลงในปากแม่น้ำและบริเวณไหล่ทวีป^{[ 16 ] [ 17 ]}

เนื่องจาก องค์ประกอบน้ำขึ้นน้ำลง M ₂มีอิทธิพลเหนือกว่าในสถานที่ส่วนใหญ่ ระดับหรือเฟสของน้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งระบุด้วยเวลาเป็นชั่วโมงหลังจากน้ำขึ้นสูงสุด จึงเป็นแนวคิดที่มีประโยชน์ ระดับน้ำขึ้นน้ำลงยังวัดเป็นองศา โดยมี 360° ต่อรอบน้ำขึ้นน้ำลง เส้นที่มีเฟสน้ำขึ้นน้ำลงคงที่เรียกว่าเส้นโคไทดัลซึ่งคล้ายกับเส้นชั้นความสูงคงที่บนแผนที่ภูมิประเทศและเมื่อนำมาพล็อตเป็นแผนที่โคไทดัลหรือแผนภูมิโคไทดัล [ ^{20 ] น้ำ}ขึ้นสูงสุดจะเกิดขึ้นพร้อมกันตามแนวเส้นโคไทดัลที่ทอดยาวจากชายฝั่งออกไปในมหาสมุทร และเส้นโคไทดัล (และด้วยเหตุนี้เฟสน้ำขึ้นน้ำลง) จะเคลื่อนไปตามชายฝั่ง องค์ประกอบเฟสกึ่งรายวันและเฟสยาวจะวัดจากน้ำขึ้นสูงสุด องค์ประกอบเฟสรายวันจะวัดจากน้ำขึ้นสูงสุด ข้อความนี้และการอภิปรายที่ตามมานั้นถูกต้องเฉพาะสำหรับองค์ประกอบน้ำขึ้นน้ำลงเพียงองค์ประกอบเดียวเท่านั้น

สำหรับมหาสมุทรที่มีรูปร่างเป็นแอ่งวงกลมล้อมรอบด้วยชายฝั่ง เส้นน้ำขึ้นน้ำลงจะชี้เข้าด้านในในแนวรัศมีและจะต้องมาบรรจบกันที่จุดร่วมจุดหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าจุดแอมฟิโดรมิก จุดแอมฟิโดรมิกเป็นจุดที่น้ำขึ้นและน้ำลงอยู่ในระดับเดียวกัน ซึ่งเป็นไปตามเงื่อนไข ที่ว่าการเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นน้ำลง เป็นศูนย์ (ข้อยกเว้นที่หายากเกิดขึ้นเมื่อน้ำขึ้นน้ำลงล้อมรอบเกาะ เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นรอบนิวซีแลนด์ไอซ์แลนด์และมาดากัสการ์ ) การเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นน้ำลงโดยทั่วไปจะลดลงเมื่อเคลื่อนห่างจากชายฝั่งทวีป ดังนั้นเส้นโค้งที่ตัดกับเส้นน้ำขึ้นน้ำลงจะมีความสูง คงที่ (ครึ่งหนึ่งของระยะห่างระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลง) ซึ่งจะลดลงจนเป็นศูนย์ที่จุดแอมฟิโดรมิก สำหรับน้ำขึ้นน้ำลงแบบครึ่งวัน จุดแอมฟิโดรมิกสามารถนึกภาพได้คร่าวๆ เหมือนกับจุดศูนย์กลางของหน้าปัดนาฬิกา โดยเข็มชั่วโมงชี้ไปในทิศทางของเส้นน้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งอยู่ตรงข้ามกับเส้นน้ำลงน้ำลงโดยตรง ระดับน้ำขึ้นจะหมุนรอบจุดแอมฟิโดรมิกหนึ่งรอบทุกๆ 12 ชั่วโมงในทิศทางของเส้นน้ำขึ้นน้ำลง และหมุนออกจากเส้นน้ำลง การหมุนนี้เกิดจากผลของโคริโอลิสโดยทั่วไปจะหมุนตามเข็มนาฬิกาในซีกโลกใต้และหมุนทวนเข็มนาฬิกาในซีกโลกเหนือ ความแตกต่างของเฟสน้ำขึ้นน้ำลงจากเฟสของน้ำขึ้นน้ำลงอ้างอิงคือยุคสมัยน้ำขึ้นน้ำลงอ้างอิงคือ "น้ำขึ้นน้ำลงสมดุล" สมมติฐานบนโลกที่ไม่มีแผ่นดินซึ่งวัดที่ลองจิจูด 0° เส้นเมริเดียนกรีนิช^{[ 21 ]}

ในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ เนื่องจากเส้นน้ำขึ้นน้ำลงหมุนทวนเข็มนาฬิการอบจุดแอมฟิโดรมิกน้ำขึ้นจึงผ่านท่าเรือนิวยอร์กเร็วกว่าท่าเรือนอร์ฟอล์กประมาณหนึ่งชั่วโมง ทางใต้ของแหลมแฮตเทอรัส แรงน้ำขึ้นน้ำลงมีความซับซ้อนมากกว่า และไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างน่าเชื่อถือโดยอาศัยเส้นน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือเพียงอย่างเดียว

ใน ประเพณีก่อนวิทยาศาสตร์กระแสน้ำขึ้นน้ำลงถูกเชื่อมโยงกับสาเหตุในตำนานหรือความเชื่อเรื่องวิญญาณ โดยวรรณกรรม อินเดียและเอเชียตะวันออกบรรยายถึงทะเลว่าหายใจหรือเต้นเป็นจังหวะเหมือนสิ่งมีชีวิต เรื่องราวอื่นๆ อ้างถึงกิจกรรมของ พลัง เหนือธรรมชาติในทะเลเพื่ออธิบายการขึ้นและลงของน้ำเป็นระยะๆ^{[ 22 ] [ 23 ]}

การศึกษาฟิสิกส์เกี่ยวกับน้ำขึ้นน้ำลงมีความสำคัญต่อการพัฒนาช่วงแรกของกลศาสตร์ท้องฟ้าโดยมีการอธิบายการเกิดน้ำขึ้นน้ำลงสองครั้งต่อวันด้วยแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ ต่อมาน้ำขึ้นน้ำลงรายวันได้รับการอธิบายอย่างแม่นยำยิ่งขึ้นด้วยปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์

เซเลอุคัสแห่งเซเลอุเซียตั้งทฤษฎีไว้ราว 150 ปีก่อนคริสตกาลว่าน้ำขึ้นน้ำลงเกิดจากอิทธิพลของดวงจันทร์ อิทธิพลของดวงจันทร์ที่มีต่อแหล่งน้ำยังถูกกล่าวถึงในTetrabiblosของปโตเลมีด้วย^{[ b ]}

ในDe temporum ratione ( การคำนวณเวลา ) ของเบเดในปี 725 เบเดได้เชื่อมโยงน้ำขึ้นน้ำลงครึ่งวันและปรากฏการณ์ความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงที่แปรผันกับดวงจันทร์และข้างขึ้นข้างแรมของดวงจันทร์ เบเดเริ่มต้นด้วยการสังเกตว่าน้ำขึ้นและน้ำลงช้าลง 4/5 ชั่วโมงในแต่ละวัน เช่นเดียวกับที่ดวงจันทร์ขึ้นและตกช้าลง 4/5 ชั่วโมง^{[ 25 ]}เขายังเน้นย้ำว่าในสองเดือนจันทรคติ (59 วัน) ดวงจันทร์โคจรรอบโลก 57 ครั้ง และมีน้ำขึ้นน้ำลง 114 ครั้ง^{[ 26 ]}จากนั้นเบเดสังเกตว่าความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงแปรผันไปตลอดทั้งเดือน น้ำขึ้นน้ำลงที่เพิ่มขึ้นเรียกว่าmalinaeและน้ำลงที่ลดลงเรียกว่าledonesและเดือนนั้นถูกแบ่งออกเป็นสี่ส่วน ส่วนละเจ็ดหรือแปดวัน โดยมีmalinaeและledones สลับกัน ^{[ 27 ]}ในข้อความเดียวกันนี้ เขายังตั้งข้อสังเกตถึงผลกระทบของลมที่ขัดขวางน้ำขึ้นน้ำลงด้วย^{[ 27 ]}เบเดยังบันทึกไว้ด้วยว่าเวลาน้ำขึ้นน้ำลงแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่ ทางเหนือของสถานที่ที่เบเดอาศัยอยู่ ( มงค์เวียร์เมาท์ ) น้ำขึ้นน้ำลงจะมาเร็วกว่า ทางใต้จะมาช้ากว่า^{[ 28 ]}เขาอธิบายว่าน้ำขึ้นน้ำลง "ละทิ้งชายฝั่งเหล่านี้เพื่อที่จะสามารถท่วม [ชายฝั่ง] อื่นๆ ได้มากขึ้นเมื่อมาถึงที่นั่น" โดยสังเกตว่า "ดวงจันทร์ซึ่งเป็นสัญญาณของการขึ้นของน้ำขึ้นที่นี่ เป็นสัญญาณของการถอยกลับในภูมิภาคอื่นๆ ที่อยู่ไกลออกไปจากส่วนนี้ของท้องฟ้า" ^{[ 28 ]}

ความเข้าใจเรื่องน้ำขึ้นน้ำลงในยุคกลางตอนปลายส่วนใหญ่มาจากผลงานของนักดาราศาสตร์มุสลิมซึ่งมีให้ใช้งานผ่านการแปลภาษาละตินตั้งแต่ศตวรรษที่ 12 ^{[ 29 ]}อบู มาอ์ชาร์ อัล-บัลคี (เสียชีวิตประมาณ ค.ศ. 886) ในหนังสือ Introductorium in astronomiam ของเขา สอนว่าน้ำขึ้นน้ำลงเกิดจากดวงจันทร์^{[ 29 ]}อบู มาอ์ชาร์ ได้อภิปรายถึงผลกระทบของลมและข้างขึ้นข้างแรมของดวงจันทร์ที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ต่อน้ำขึ้นน้ำลง^{[ 29 ]}ในศตวรรษที่ 12 อัล-บิตรูจี (เสียชีวิตประมาณ ค.ศ. 1204) ได้เสนอแนวคิดว่าน้ำขึ้นน้ำลงเกิดจากการหมุนเวียนทั่วไปของท้องฟ้า^{[ 29 ]}

ไซมอน สเตวินในหนังสือDe spiegheling der Ebbenvloet ( ทฤษฎีน้ำขึ้นน้ำลง ) ปี 1608 ของเขา ได้ปฏิเสธความเข้าใจผิดจำนวนมากที่ยังคงมีอยู่เกี่ยวกับน้ำขึ้นน้ำลง สเตวินสนับสนุนแนวคิดที่ว่าแรงดึงดูดของดวงจันทร์เป็นสาเหตุของน้ำขึ้นน้ำลง และได้กล่าวถึงน้ำลง น้ำขึ้น น้ำขึ้นสูงสุดและ น้ำขึ้น ต่ำสุด อย่างชัดเจน โดยเน้นย้ำว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม^{[ 30 ] [ 31 ]}

ในปี ค.ศ. 1609 โยฮันเนส เคปเลอร์ได้เสนออย่างถูกต้องว่าแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลง^{[ c ]}ซึ่งเขาอ้างอิงจากการสังเกตและความสัมพันธ์ในสมัยโบราณ

กาลิเลโอ กาลิเลอีในบทสนทนาเรื่องระบบโลกหลักสองระบบใน ปี ค.ศ. 1632 ซึ่งมีชื่อชั่วคราวว่าบทสนทนาเรื่องน้ำขึ้นน้ำลง ได้ทำให้ทฤษฎีน้ำขึ้นน้ำลงเป็นองค์ประกอบสำคัญในการปกป้องทฤษฎีสุริยจักรวาลของโคเปอร์นิ คัส โดยเสนอว่าน้ำขึ้นน้ำลงเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่รวมกันของการหมุนและการโคจรของโลก เขาปฏิเสธข้อเสนอของเคปเลอร์อย่างชัดเจนว่าดวงจันทร์มีอิทธิพลต่อทะเลโดยมองว่าแรงดึงดูดของดวงจันทร์ดังกล่าวเป็นการอ้างถึง คุณสมบัติ ลึกลับมากกว่าสาเหตุที่เข้าใจได้ด้วยกลไก^{[ 33 ]}

ไอแซค นิวตัน (1642–1727) เป็นบุคคลแรกที่อธิบายปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงว่าเป็นผลมาจากแรงดึงดูดของมวลดาราศาสตร์ คำอธิบายเกี่ยวกับน้ำขึ้นน้ำลง (และปรากฏการณ์อื่นๆ อีกมากมาย) ของเขาได้รับการตีพิมพ์ในPrincipia (1687) ^{[ 34 ] [ 35 ]}และใช้ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงสากล ของเขา เพื่ออธิบายแรงดึงดูดของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ว่าเป็นต้นกำเนิดของแรงที่ก่อให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลง^{[ d ]} นิวตันและคนอื่นๆ ก่อนปิแอร์-ไซมอน ลาปลาซได้ศึกษาปัญหาจากมุมมองของระบบสถิต (ทฤษฎีสมดุล) ซึ่งให้ค่าประมาณที่อธิบายน้ำขึ้นน้ำลงที่จะเกิดขึ้นในมหาสมุทรที่ไม่เฉื่อยซึ่งครอบคลุมทั่วทั้งโลกอย่างสม่ำเสมอ^{[ 34 ]}แรงที่ก่อให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลง (หรือศักยภาพ ที่สอดคล้องกัน ) ยังคงมีความเกี่ยวข้องกับทฤษฎีน้ำขึ้นน้ำลง แต่เป็นปริมาณตัวกลาง (ฟังก์ชันบังคับ) มากกว่าที่จะเป็นผลลัพธ์สุดท้าย ทฤษฎียังต้องพิจารณาการตอบสนองของกระแสน้ำขึ้นลงแบบไดนามิกสะสมของโลกต่อแรงที่ใช้ ซึ่งการตอบสนองนี้ได้รับอิทธิพลจากความลึกของมหาสมุทร การหมุนของโลก และปัจจัยอื่นๆ^{[ 36 ]}

ในปี ค.ศ. 1740 สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งราชบัณฑิตยสถานในปารีสได้มอบรางวัลสำหรับเรียงความเชิงทฤษฎีที่ดีที่สุดเกี่ยวกับน้ำขึ้นน้ำลงแดเนียล เบอร์นูลลีเลออนฮาร์ด ออยเลอร์โคลิน แมคลาอรินและอองตวน คาวาลเลอรีได้รับรางวัลร่วมกัน^{[ 37 ]}

แมคลาอรินใช้ทฤษฎีของนิวตันเพื่อแสดงให้เห็นว่าทรงกลมเรียบที่ปกคลุมด้วยมหาสมุทรที่ลึกพอสมควร ภายใต้แรงดึงดูดของวัตถุที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเพียงชิ้นเดียว จะเป็น ทรงรี แบบยืดออก (โดยพื้นฐานแล้วคือรูปไข่สามมิติ) โดยมีแกนหลักชี้ไปทางวัตถุที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างนั้น แมคลาอรินเป็นคนแรกที่เขียนเกี่ยวกับผลกระทบของการหมุน ของโลกต่อการเคลื่อนที่ ออยเลอร์ตระหนักว่าองค์ประกอบ แนวนอนของแรงดึงดูด(มากกว่าแนวตั้ง) เป็นตัวขับเคลื่อนน้ำขึ้นน้ำลง ในปี 1744 ฌอง เลอ รอนด์ ดาเลมแบร์ศึกษาเกี่ยวกับสมการน้ำขึ้นน้ำลงสำหรับชั้นบรรยากาศ ซึ่งไม่ได้รวมการหมุนของโลกไว้ด้วย

ในปี ค.ศ. 1770 เรือบาร์ค HMS Endeavourของเจมส์ คุกเกยตื้นบนแนวปะการังเกรตแบร์ริเออร์รีฟมีความพยายามที่จะลากเรือให้ลอยขึ้นอีกครั้งในช่วงน้ำขึ้นครั้งถัดไปแต่ไม่สำเร็จ แต่น้ำขึ้นหลังจากนั้นก็พัดเรือให้ลอยขึ้นได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่เรือกำลังได้รับการซ่อมแซมที่ปากแม่น้ำเอนเดเวอร์คุกได้สังเกตน้ำขึ้นน้ำลงเป็นเวลาเจ็ดสัปดาห์ ในช่วงน้ำขึ้นน้อย น้ำขึ้นน้ำลงทั้งสองครั้งในหนึ่งวันจะใกล้เคียงกัน แต่ในช่วงน้ำขึ้นสูงสุด น้ำขึ้นสูงถึง 7 ฟุต (2.1 เมตร) ในตอนเช้า แต่สูงถึง 9 ฟุต (2.7 เมตร) ในตอนเย็น^{[ 38 ]}

ปิแอร์-ไซมอน ลาปลาซ ได้กำหนดระบบสมการเชิงอนุพันธ์ย่อยที่เชื่อมโยงการไหลในแนวนอนของมหาสมุทรกับความสูงของพื้นผิว ซึ่งเป็นทฤษฎีพลศาสตร์หลักแรกสำหรับน้ำขึ้นน้ำลง สม การน้ำขึ้นน้ำลงของลาปลาซ ยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบันวิลเลียม ทอมสัน บารอนเคลวินที่ 1 ได้เขียนสมการของลาปลา ซขึ้นใหม่โดยใช้แนวคิดเรื่องความหมุนวนซึ่งทำให้สามารถหาคำตอบที่อธิบายคลื่นที่ถูกกักไว้ตามชายฝั่งซึ่งขับเคลื่อนโดยน้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งรู้จักกันในชื่อคลื่นเคลวิน^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]}

นักวิทยาศาสตร์ คนอื่นๆ เช่น เคลวิน และอองรี ปวงกาเรได้พัฒนาทฤษฎีของลาปลาซต่อไป โดยอาศัยการพัฒนาเหล่านี้และทฤษฎีดวงจันทร์ของอี.ดับบลิว. บราวน์ที่อธิบายการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์อาร์เธอร์ โทมัส ดูดสันได้พัฒนาและตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2464 ^{[ 42 ]}การพัฒนาสมัยใหม่ครั้งแรกของศักยภาพในการสร้างน้ำขึ้นน้ำลงในรูปแบบฮาร์มอนิก: ดูดสันจำแนกความถี่น้ำขึ้นน้ำลงได้ 388 ความถี่^{[ 43 ]}วิธีการบางอย่างของเขายังคงถูกนำมาใช้^{[ 44 ]}

นับตั้งแต่สมัยโบราณ การสังเกตและการอภิปรายเกี่ยวกับน้ำขึ้นน้ำลงได้พัฒนาไปสู่ความซับซ้อนมากขึ้น โดยเริ่มจากการระบุการเกิดซ้ำในแต่ละวัน จากนั้นจึงศึกษาความสัมพันธ์ของน้ำขึ้นน้ำลงกับดวงอาทิตย์และดวงจันทร์

บันทึกการสังเกตการณ์น้ำขึ้นน้ำลงที่หลงเหลืออยู่ในช่วงต้นๆ ชี้ให้เห็นว่าระหว่างการเดินทางของเขาไปยังหมู่เกาะอังกฤษราว 325 ปีก่อนคริสตกาล พีเทียสได้สังเกตพฤติกรรมน้ำขึ้นน้ำลงที่แปรผันตามวัฏจักรของดวงจันทร์ ชิ้นส่วนที่ระบุว่ามาจากหนังสือOn the Ocean ของเขา แสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงในยุคแรกๆ ระหว่างช่วงน้ำขึ้นน้ำลงและเฟสของดวงจันทร์^{[ 45 ]}

ในศตวรรษที่ 2 ก่อนคริสต์ศักราชเซลูคัสแห่งเซลูเซียนักดาราศาสตร์ชาวเฮล เลนิสติก ได้อธิบายปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงอย่างถูกต้องเพื่อสนับสนุนทฤษฎีสุริยจักรวาล ของเขา ^{[ 46 ]}เขาตั้งทฤษฎีอย่างถูกต้องว่าน้ำขึ้นน้ำลงเกิดจากดวงจันทร์แม้ว่าเขาจะเชื่อว่าปฏิสัมพันธ์นั้นเกิดขึ้นโดยอาศัยจิตวิญญาณเขาตั้งข้อสังเกตว่าน้ำขึ้นน้ำลงมีความแตกต่างกันทั้งในด้านเวลาและความแรงในส่วนต่างๆ ของโลก ตามที่สตรโบ (1.1.9) กล่าวไว้ เซลูคัสเป็นคนแรกที่เชื่อมโยงน้ำขึ้นน้ำลงกับแรงดึงดูดของดวงจันทร์ และความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดวงจันทร์เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์^{[ 47 ]}

หนังสือNaturalis Historiaของพลินีผู้เฒ่าได้รวบรวมข้อมูลการสังเกตการณ์เกี่ยวกับน้ำขึ้นน้ำลงไว้มากมาย เช่น น้ำขึ้นสูงสุดจะเกิดขึ้นไม่กี่วันหลัง (หรือก่อน) พระจันทร์ขึ้นใหม่และพระจันทร์เต็มดวง และจะสูงที่สุดในช่วงวันวิษุวัต แม้ว่าพลินีจะบันทึกความสัมพันธ์หลายอย่างที่ปัจจุบันถือว่าเป็นเรื่องเพ้อฝันก็ตาม ในหนังสือภูมิศาสตร์ ของ สตรโบ เขาได้บรรยายถึงน้ำขึ้นน้ำลงในอ่าวเปอร์เซียว่ามีช่วงความแรงสูงสุดเมื่อดวงจันทร์อยู่ห่างจากระนาบของเส้นศูนย์สูตรมากที่สุด ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นแม้ว่าน้ำขึ้นน้ำลงใน แอ่งทะเล เมดิเตอร์เรเนียน จะมีช่วงความแรงค่อนข้างน้อย (กระแสน้ำที่แรงผ่านช่องแคบยูริปัสและช่องแคบเมสซีนา ทำให้ อริสโตเติลงงงวย) ฟิโลสตราตัสได้กล่าวถึงน้ำขึ้นน้ำลงในหนังสือเล่มที่ห้าของชีวประวัติของอพอลโลนิอุสแห่งไทอานาฟิโลสตราตัสกล่าวถึงดวงจันทร์ แต่กล่าวว่าน้ำขึ้นน้ำลงเกิดจาก "วิญญาณ" ในยุโรปราวปี ค.ศ. 730 นักบุญเบเด ได้ บรรยายถึงน้ำขึ้นที่ชายฝั่งหนึ่งของหมู่เกาะอังกฤษซึ่งตรงกับน้ำลงที่ชายฝั่งอีกด้านหนึ่ง และบรรยายถึงการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำขึ้นสูงสุดตามแนวชายฝั่งนอร์ทัมเบรีย

ตารางน้ำขึ้นน้ำลงครั้งแรกในประเทศจีนถูกบันทึกไว้ในปี ค.ศ. 1056 โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อนักท่องเที่ยวที่ต้องการชมปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง อันโด่งดัง ในแม่น้ำเฉียนถาง ตารางน้ำขึ้นน้ำลงของอังกฤษที่รู้จักกันเป็นครั้งแรกนั้นเชื่อกันว่าเป็นของจอห์น วอลลิงฟอร์ด ซึ่งเสียชีวิตในฐานะเจ้าอาวาสแห่งเซนต์อัลบันส์ในปี ค.ศ. 1213 โดยอิงจากน้ำขึ้นที่เกิด ^ขึ้นช้ากว่าปกติ 48 นาทีในแต่ละวัน และเร็วกว่าที่ปากแม่น้ำเทมส์ 3 ชั่วโมง เมื่อเทียบกับต้นน้ำที่ลอนดอน [ ^{48 ]}

ในปี ค.ศ. 1614 Claude d'Abbevilleได้ตีพิมพ์ผลงาน " Histoire de la mission de pères capucins en l'Isle de Maragnan et terres circonvoisines " ซึ่งเขาได้เปิดเผยว่าชาว Tupinambáมีความเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างดวงจันทร์และน้ำขึ้นน้ำลงมาก่อนยุโรป^{[ 49 ]}

วิลเลียม ทอมสัน (ลอร์ด เคลวิน)เป็นผู้นำการวิเคราะห์ฮาร์มอนิก อย่างเป็นระบบครั้งแรก ของบันทึกน้ำขึ้นน้ำลง โดยเริ่มตั้งแต่ปี พ.ศ. 2410 ผลลัพธ์หลักคือการสร้างเครื่องทำนายน้ำขึ้นน้ำลงโดยใช้ระบบรอกเพื่อรวมฟังก์ชันเวลาฮาร์มอนิกหกฟังก์ชันเข้าด้วยกัน เครื่องนี้ถูก "ตั้งโปรแกรม" โดยการตั้งค่าเฟืองและโซ่ใหม่เพื่อปรับเฟสและแอมพลิจูด เครื่องจักรที่คล้ายกันนี้ถูกใช้จนถึงช่วงปี พ.ศ. 2503 ^{[ 50 ]}

การบันทึกระดับน้ำทะเลตลอดวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงครั้งแรกที่ทราบกันดีนั้น เกิดขึ้นในปี 1831 ที่อู่เรือของกองทัพเรือในปากแม่น้ำเทมส์ ท่าเรือขนาดใหญ่หลายแห่งมีสถานีวัดระดับน้ำขึ้นน้ำลงอัตโนมัติภายในปี 1850

จอห์น ลับบ็อคเป็นหนึ่งในคนแรกๆ ที่ทำแผนที่เส้นน้ำขึ้นน้ำลงร่วมสำหรับบริเตนใหญ่ ไอร์แลนด์ และชายฝั่งที่อยู่ติดกันในปี พ.ศ. 2483 ^{[ 51 ]}วิลเลียม เวเวลล์ได้ขยายงานนี้จนเสร็จสิ้นด้วยแผนที่เกือบทั้งโลกในปี พ.ศ. 2479 ^{[ 52 ]}เพื่อให้แผนที่เหล่านี้สอดคล้องกัน เขาตั้งสมมติฐานว่ามีภูมิภาคที่ไม่มีน้ำขึ้นหรือน้ำลงร่วม ณ จุดที่เส้นน้ำขึ้นน้ำลงร่วมมาบรรจบกันกลางมหาสมุทร การมีอยู่ของจุดแอมฟิโดรมิก ดังกล่าว ดังที่รู้จักกันในปัจจุบัน ได้รับการยืนยันในปี พ.ศ. 2483 โดยกัปตันวิลเลียม ฮิวเวตต์ แห่งกองทัพเรืออังกฤษจากการวัดความลึกอย่างระมัดระวังในทะเลเหนือ^{[ 53 ] [ 54 ] [ 39 ]}

ต่อมาในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 นักธรณีวิทยาได้สังเกตเห็นจังหวะน้ำขึ้น น้ำลง ซึ่งบันทึกการเกิดน้ำขึ้นน้ำลงโบราณในบันทึกทางธรณีวิทยา โดยเฉพาะในยุคคาร์บอนิเฟอรัส^{[ 55 ] [ 56 ]}

แบบจำลองที่ง่ายที่สุด ซึ่งคิดค้นโดยไอแซค นิวตันที่อธิบายถึงน้ำขึ้นน้ำลงสองครั้งต่อวัน เรียกว่าทฤษฎีสมดุลทฤษฎีสมดุลมีการลดทอนความซับซ้อนสามประการ: 1) ไม่สนใจพื้นดินของโลก 2) ไม่สนใจความหนืดของน้ำเพื่อให้สามารถตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงได้ทันที 3) ไม่สนใจแรงเสียดทานระหว่างโลกและน้ำ ในระบบพิกัดที่หมุนไปพร้อมกับคู่โลก-ดวงจันทร์ ระยะห่างระหว่างโลกและดวงจันทร์จะคงที่: พวกมันอยู่ในสมดุล สมดุลนี้สามารถอธิบายได้ว่าเป็นความสมดุลของแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจากการหมุน ที่ศูนย์กลางของโลก แรงจะเท่ากันและตรงข้ามกัน^{[ 57 ]}สำหรับจุดอื่นๆ แรงจะไม่สมดุลกันอย่างแม่นยำ และแรงที่เหลืออยู่เรียกว่าแรงที่ก่อให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงสำหรับจุดบนพื้นผิวโลกแต่ใกล้ดวงจันทร์ที่สุด แรงโน้มถ่วงจะแรงกว่าเล็กน้อย หรือจุดที่อยู่ไกลที่สุด แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะแรงกว่าเล็กน้อย ที่ขั้วโลกที่อยู่ห่างจากเส้นโลก-ดวงจันทร์ แรงสุทธิเล็กน้อยจะชี้เข้าไปในโลก น้ำในมหาสมุทรแทบจะไม่ได้รับผลกระทบจากแรงเหล่านี้ ระหว่างขั้วโลกและเส้นศูนย์สูตร ส่วนประกอบของแรงขนาดเล็กชี้ไปในแนวนอนกับพื้นผิวโลกและไปทางเส้นศูนย์สูตร ไม่มีแรงใดต้านทานแรงขนาดเล็กนี้ น้ำในมหาสมุทรไหลตอบสนองต่อแรงนี้ โดยไหลออกจากขั้วโลกและสะสมอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร^{[ 58 ] : 10 [ 59 ]}ผลที่ได้คือปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงสองครั้งตามแนวแกนโลก-ดวงจันทร์ ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยในด้านที่อยู่ใกล้ดวงจันทร์ เมื่อโลกหมุนรอบแกนของตัวเอง จุดต่างๆ บนโลกจะเคลื่อนที่ผ่านปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงสองครั้งในแต่ละวัน ซึ่งอธิบายถึงปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงสองครั้งในแต่ละวันได้คร่าวๆ ทั้งน้ำในมหาสมุทรและพื้นโลกต่างก็ประสบกับความแตกต่างของแรงดึงเหล่านี้ แต่พื้นโลกที่แข็งตัวจะต้านทานการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและรักษารูปทรงกลมไว้ ในขณะที่ของเหลวจะกระจายตัวใหม่เพื่อให้เข้ากับความไม่สมดุล ทำให้เกิดปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง^{[ 60 ] [ 61 ]} น้ำ ขึ้น น้ำลงที่สมดุลคือน้ำขึ้นน้ำลงในอุดมคติโดยสมมติว่าโลกไม่มีแผ่นดิน^{[ 62 ]}

แรงดึงดูดที่เกิดจากวัตถุขนาดใหญ่ (ต่อไปนี้เรียกว่าดวงจันทร์) กระทำต่ออนุภาคขนาดเล็กที่อยู่บนหรือภายในวัตถุขนาดใหญ่ (ต่อไปนี้เรียกว่าโลก) คือผลต่างเวกเตอร์ระหว่างแรงโน้มถ่วงที่ดวงจันทร์กระทำต่ออนุภาค กับแรงโน้มถ่วงที่จะกระทำต่ออนุภาคหากอนุภาคนั้นอยู่ที่จุดศูนย์กลางมวลของโลก

ในขณะที่แรงโน้มถ่วงที่วัตถุท้องฟ้ากระทำต่อโลกแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างจากโลก แรงน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดจะแปรผกผันกับกำลังสามของระยะห่างนี้โดยประมาณ^{[ 63 ]}หากแรงน้ำขึ้นน้ำลงที่เกิดจากวัตถุแต่ละดวงเท่ากับแรงโน้มถ่วงทั้งหมดของวัตถุนั้น (ซึ่งไม่ใช่กรณีเนื่องจากการตกอย่างอิสระของโลกทั้งใบ ไม่ใช่แค่มหาสมุทรเท่านั้น ที่ตกลงสู่วัตถุเหล่านี้) จะสังเกตเห็นรูปแบบของแรงน้ำขึ้นน้ำลงที่แตกต่างกัน เช่น อิทธิพลจากดวงอาทิตย์จะแข็งแกร่งกว่าจากดวงจันทร์มาก แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ที่มีต่อโลกโดยเฉลี่ยแล้วแข็งแกร่งกว่าแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ 179 เท่า แต่เนื่องจากดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากโลกโดยเฉลี่ย 389 เท่า ความชันของสนามจึงอ่อนกว่า สัดส่วนโดยรวมคือ

${\displaystyle {\text{แรงน้ำขึ้นน้ำลง}}\propto {\frac {M}{d^{3}}}\propto \rho \left({\frac {r}{d}}\right)^{3},}$

โดยที่Mคือมวลของเทห์ฟากฟ้าdคือระยะห่างρคือความหนาแน่นเฉลี่ย และrคือรัศมี อัตราส่วนr / dเกี่ยวข้องกับมุมที่วัตถุทำกับท้องฟ้า เนื่องจากดวงอาทิตย์และดวงจันทร์มีเส้นผ่านศูนย์กลางบนท้องฟ้าเกือบเท่ากัน แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์จึงน้อยกว่าของดวงจันทร์ เพราะความหนาแน่นเฉลี่ยของดวงอาทิตย์น้อยกว่ามาก และมีขนาดเพียง 46% ของแรงดึงดูดของดวงจันทร์^{[ e ]}ดังนั้นในช่วงน้ำขึ้นสูงสุด ดวงจันทร์มีส่วนร่วม 69% ในขณะที่ดวงอาทิตย์มีส่วนร่วม 31% กล่าวโดยละเอียด ความเร่งของแรงดึงดูดของดวงจันทร์ (ตามแกนดวงจันทร์-โลก ที่พื้นผิวโลก) อยู่ที่ประมาณ 1.1 ^× 10⁻⁷ g ใน ขณะที่ความเร่ง ^ของแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ (ตามแกนดวงอาทิตย์-โลก ที่พื้นผิวโลก) อยู่ที่ประมาณ 0.52 × 10⁻⁷ gโดยที่gคือความเร่งโน้มถ่วงที่พื้นผิวโลก^{[ f ]}ผลกระทบของดาวเคราะห์ดวงอื่นจะแตกต่างกันไปตามระยะห่างจากโลก เมื่อดาวศุกร์อยู่ใกล้โลกมากที่สุด ผลกระทบของมันจะเท่ากับ 0.000113 เท่าของผลกระทบจากดวงอาทิตย์^{[ 64 ]}ในช่วงเวลาอื่น ดาวพฤหัสบดีหรือดาวอังคารอาจมีผลกระทบมากที่สุด   

พื้นผิวของมหาสมุทรนั้นประมาณได้ด้วยพื้นผิวที่เรียกว่าจีออยด์ซึ่งคำนึงถึงแรงโน้มถ่วงที่โลกกระทำต่อพื้นผิวโลก รวมถึงแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเนื่องจากการหมุนของโลก ทีนี้ลองพิจารณาผลกระทบจากวัตถุขนาดใหญ่ภายนอก เช่น ดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ วัตถุเหล่านี้มีสนามแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงซึ่งลดลงตามระยะทางและทำให้พื้นผิวของมหาสมุทรเบี่ยงเบนไปจากจีออยด์ พวกมันสร้างพื้นผิวของมหาสมุทรที่สมดุลใหม่ซึ่งโป่งออกไปทางดวงจันทร์ด้านหนึ่งและโป่งออกไปจากดวงจันทร์อีกด้านหนึ่ง การหมุนของโลกเมื่อเทียบกับรูปร่างนี้ทำให้เกิดวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงในแต่ละวัน พื้นผิวของมหาสมุทรมีแนวโน้มที่จะเข้าสู่รูปร่างสมดุลนี้ ซึ่งเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา และไม่เคยเข้าสู่สมดุลอย่างสมบูรณ์ เมื่อพื้นผิวของมหาสมุทรไม่อยู่ในแนวเดียวกับจีออยด์ ก็เหมือนกับว่าพื้นผิวนั้นลาดเอียง และน้ำจะเร่งความเร็วไปในทิศทางที่ลาดลง

ความลึกของมหาสมุทรนั้นน้อยกว่าความกว้างในแนวนอนมาก ดังนั้น การตอบสนองต่อแรงกระทำจากน้ำขึ้นน้ำลงจึงสามารถจำลองได้โดยใช้สมการน้ำขึ้นน้ำลงของลาปลาซซึ่งมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ความเร็วในแนวตั้ง (หรือแนวรัศมี) มีค่าน้อยมาก และไม่มีแรงเฉือน ในแนวตั้ง นี่คือการไหลแบบแผ่น
• แรงกระทำมีเพียงแนวราบ ( แนวสัมผัส ) เท่านั้น
• ปรากฏการณ์โคริโอลิสปรากฏในรูปของแรงเฉื่อย (สมมติ) ที่กระทำในแนวขวางทิศทางการไหลและแปรผันตรงกับความเร็ว
• อัตราการเปลี่ยนแปลงของระดับความสูงผิวน้ำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับค่าเบี่ยงเบนเชิงลบของความเร็วคูณด้วยความลึก เมื่อความเร็วในแนวนอนยืดหรือบีบอัดมหาสมุทรเป็นแผ่น ปริมาตรก็จะบางลงหรือหนาขึ้นตามลำดับ

เงื่อนไขขอบเขตกำหนดว่าห้ามมีการไหลตามแนวชายฝั่ง และให้มีการลื่นไหลอย่างอิสระที่ก้นทะเล

ปรากฏการณ์โคริโอลิส (แรงเฉื่อย) จะนำกระแสลมที่พัดเข้าหาเส้นศูนย์สูตรไปทางทิศตะวันตก และกระแสลมที่พัดออกจากเส้นศูนย์สูตรไปทางทิศตะวันออก ทำให้เกิดคลื่นที่ถูกกักอยู่ตามชายฝั่ง สุดท้ายนี้ สามารถเพิ่มพจน์การสูญเสียพลังงานเข้าไปได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่เทียบได้กับความหนืด

ความสูงตามทฤษฎีของน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทรที่เกิดจากดวงจันทร์นั้นอยู่ที่ประมาณ 54 เซนติเมตร (21 นิ้ว) ณ จุดสูงสุด ซึ่งสอดคล้องกับความสูงที่จะเกิดขึ้นหากมหาสมุทรมีความลึกสม่ำเสมอ ไม่มีแผ่นดิน และโลกหมุนไปพร้อมกับวงโคจรของดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ก็ทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงเช่นกัน โดยความสูงตามทฤษฎีอยู่ที่ประมาณ 25 เซนติเมตร (9.8 นิ้ว) (46% ของความสูงจากดวงจันทร์) และมีรอบการเปลี่ยนแปลง 12 ชั่วโมง ในช่วงน้ำขึ้นสูงสุด ผลกระทบทั้งสองจะรวมกันเป็นความสูงตามทฤษฎี 79 เซนติเมตร (31 นิ้ว) ในขณะที่ช่วงน้ำลงต่ำสุด ความสูงตามทฤษฎีจะลดลงเหลือ 29 เซนติเมตร (11 นิ้ว) เนื่องจากวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์รอบโลก เป็นวงรี ความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงจึงเปลี่ยนแปลงไปบ้างตามระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ และโลกกับดวงจันทร์ที่เปลี่ยนแปลงไป สิ่งนี้ทำให้แรงดึงดูดระหว่างดวงอาทิตย์และดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงไป โดยมีค่าแอมพลิจูดตามทฤษฎีประมาณ ±18% สำหรับดวงจันทร์ และ ±5% สำหรับดวงอาทิตย์ หากทั้งดวงอาทิตย์และดวงจันทร์อยู่ใกล้กันที่สุดและเรียงตัวกันในช่วงข้างขึ้นใหม่ ค่าแอมพลิจูดตามทฤษฎีจะสูงถึง 93 เซนติเมตร (37 นิ้ว)

แอมพลิจูดจริงแตกต่างกันอย่างมาก ไม่เพียงเพราะความแปรผันของความลึกและสิ่งกีดขวางบนทวีปเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะการแพร่กระจายของคลื่นข้ามมหาสมุทรมีคาบเวลาตามธรรมชาติที่มีขนาดใกล้เคียงกับคาบการหมุนของโลก: หากไม่มีแผ่นดิน คลื่นผิวน้ำที่มีความยาวคลื่นยาวจะใช้เวลาประมาณ 30 ชั่วโมงในการแพร่กระจายไปตามเส้นศูนย์สูตรครึ่งทางรอบโลก (เมื่อเปรียบเทียบกันแล้วชั้นหิน ของโลก มีคาบเวลาตามธรรมชาติประมาณ 57 นาที) กระแสน้ำขึ้นลงของโลกซึ่งทำให้พื้นมหาสมุทรสูงขึ้นและต่ำลง และแรงดึงดูดของกระแสน้ำขึ้นลงเองนั้นมีความสำคัญและทำให้การตอบสนองของมหาสมุทรต่อแรงกระแสน้ำขึ้นลงมีความซับซ้อนยิ่งขึ้น

การแกว่งตัวของกระแสน้ำขึ้นลงของโลกก่อให้เกิดการสูญเสียพลังงานโดยเฉลี่ยประมาณ 3.75 เทราวัตต์^{[ 65 ]}ประมาณ 98% ของการสูญเสียพลังงานนี้เกิดจากการเคลื่อนที่ของกระแสน้ำขึ้นลงในทะเล^{[ 66 ]}การสูญเสียพลังงานเกิดขึ้นเมื่อกระแสน้ำขึ้นลงขนาดใหญ่ขับเคลื่อนกระแสน้ำขนาดเล็กกว่าซึ่งประสบกับการสูญเสียพลังงานแบบปั่นป่วน แรงต้านจากกระแสน้ำขึ้นลงนี้สร้างแรงบิดบนดวงจันทร์ซึ่งค่อยๆ ถ่ายโอนโมเมนตัมเชิงมุมไปยังวงโคจรของมัน และทำให้ระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์เพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป แรงบิดที่เท่ากันและตรงข้ามกันบนโลกทำให้ความเร็วในการหมุนของโลกลดลงตามไปด้วย ดังนั้น ในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา ดวงจันทร์จะถอยห่างจากโลกประมาณ 3.8 เซนติเมตร (1.5 นิ้ว) ต่อปี ทำให้กลางวันบนโลกยาวขึ้น^{[ g ]}

ความยาวของวันเพิ่มขึ้นประมาณ 2 ชั่วโมงในช่วง 600 ล้านปีที่ผ่านมา หากสมมติ (โดยประมาณอย่างคร่าวๆ) ว่าอัตราการลดลงคงที่ นั่นหมายความว่าเมื่อ 70 ล้านปีก่อน ความยาวของวันสั้นลงประมาณ 1% หรือมีจำนวนวันเพิ่มขึ้นประมาณ 4 วันต่อปี

รูปร่างของชายฝั่งและพื้นมหาสมุทรเปลี่ยนแปลงวิธีการแพร่กระจายของน้ำขึ้นน้ำลง ดังนั้นจึงไม่มีกฎทั่วไปที่ง่ายๆ ที่สามารถทำนายเวลาน้ำขึ้นสูงสุดจากตำแหน่งของดวงจันทร์บนท้องฟ้าได้ ลักษณะของชายฝั่ง เช่นความลึก ของน้ำใต้น้ำ และรูปร่างของชายฝั่ง หมายความว่าลักษณะเฉพาะของแต่ละสถานที่ส่งผลต่อการพยากรณ์น้ำขึ้นน้ำลง เวลาและระดับน้ำขึ้นสูงสุดจริงอาจแตกต่างจากการคาดการณ์ของแบบจำลองเนื่องจากผลกระทบของลักษณะทางกายภาพของชายฝั่งต่อการไหลของน้ำขึ้นน้ำลง อย่างไรก็ตาม สำหรับสถานที่ใดสถานที่หนึ่ง ความสัมพันธ์ระหว่างระดับความสูง ของดวงจันทร์ และเวลาน้ำขึ้นหรือน้ำลง ( ช่วงเวลาระหว่างดวงจันทร์ กับน้ำขึ้นน้ำลง ) ค่อนข้างคงที่และคาดการณ์ได้ เช่นเดียวกับเวลาน้ำขึ้นหรือน้ำลงเมื่อเทียบกับจุดอื่นๆ บนชายฝั่งเดียวกัน ตัวอย่างเช่น น้ำขึ้นสูงสุดที่เมืองนอร์ฟอล์ก รัฐเวอร์จิเนียสหรัฐอเมริกา จะเกิดขึ้นประมาณสองชั่วโมงครึ่งก่อนที่ดวงจันทร์จะเคลื่อนผ่านเหนือศีรษะโดยตรง

แผ่นดินและแอ่งมหาสมุทรทำหน้าที่เป็นกำแพงกั้นน้ำไม่ให้เคลื่อนที่ไปทั่วโลกอย่างอิสระ และรูปร่างและขนาดที่แตกต่างกันส่งผลต่อขนาดของความถี่น้ำขึ้นน้ำลง ส่งผลให้รูปแบบน้ำขึ้นน้ำลงแตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา ชายฝั่งตะวันออกมีน้ำขึ้นน้ำลงแบบกึ่งรายวันเป็นส่วนใหญ่ เช่นเดียวกับชายฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติกของยุโรป ในขณะที่ชายฝั่งตะวันตกมีน้ำขึ้นน้ำลงแบบผสมเป็นส่วนใหญ่^{[ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]}การเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ที่เกิดจากมนุษย์ยังสามารถเปลี่ยนแปลงน้ำขึ้นน้ำลงในท้องถิ่นได้อย่างมีนัยสำคัญ^{[ 71 ]}

แรงน้ำขึ้นน้ำลงอันเนื่องมาจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ก่อให้เกิดคลื่นยาวมากซึ่งเคลื่อนที่ไปทั่วทั้งมหาสมุทรตามเส้นทางที่แสดงในแผนภูมิน้ำขึ้นน้ำลงเวลาที่ยอดคลื่นไปถึงท่าเรือจะให้เวลาน้ำขึ้นสูงสุดที่ท่าเรือนั้น เวลาที่คลื่นใช้ในการเดินทางรอบมหาสมุทรยังหมายความว่ามีความล่าช้าระหว่างเฟสของดวงจันทร์และผลกระทบต่อกระแสน้ำขึ้นน้ำลง ตัวอย่างเช่น น้ำขึ้นสูงสุดและน้ำขึ้นต่ำสุดในทะเลเหนือจะช้ากว่าดวงจันทร์ข้างขึ้น/ข้างแรมและดวงจันทร์ข้างแรมครึ่งดวง/ข้างแรมครึ่งดวงสองวัน สิ่งนี้เรียกว่าอายุ ของน้ำ ขึ้น น้ำลง ^{[ 72 ] [ 73 ]}

ลักษณะความลึกของมหาสมุทรมีอิทธิพลอย่างมากต่อเวลาและความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงที่แน่นอน ณ จุด ชายฝั่ง ใดจุดหนึ่ง มีกรณีพิเศษบางกรณี เช่นอ่าวฟันดีบนชายฝั่งตะวันออกของแคนาดา มักถูกกล่าวว่ามีน้ำขึ้นน้ำลงที่สูงที่สุดในโลกเนื่องจากรูปร่าง ลักษณะความลึก และระยะห่างจากขอบไหล่ทวีป^{[ 74 ]}การวัดที่ทำในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2541 ที่ Burntcoat Head ในอ่าวฟันดี บันทึกช่วงสูงสุดที่ 16.3 เมตร (53 ฟุต) และค่าสุดขั้วที่คาดการณ์ไว้สูงสุดที่ 17 เมตร (56 ฟุต) ^{[ 75 ] [ 76 ]}การวัดที่คล้ายกันที่ทำในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2545 ที่ Leaf Basin อ่าว Ungavaทางตอนเหนือของควิเบกให้ค่าที่คล้ายกัน (โดยคำนึงถึงข้อผิดพลาดในการวัด) ช่วงสูงสุดที่ 16.2 เมตร (53 ฟุต) และค่าสุดขั้วที่คาดการณ์ไว้สูงสุดที่ 16.8 เมตร (55 ฟุต) ^{[ 75 ] [ 76 ]}อ่าวอุงกาวาและอ่าวฟันดีอยู่ห่างจากขอบไหล่ทวีปในระยะทางที่ใกล้เคียงกัน แต่อ่าวอุงกาวาจะปราศจากน้ำแข็งเพียงประมาณสี่เดือนในแต่ละปี ในขณะที่อ่าวฟันดีแทบจะไม่แข็งตัวเลย

เซาแธมป์ตันในสหราชอาณาจักรมีน้ำขึ้นสองครั้งเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบน้ำขึ้นน้ำลงM ₂และM ₄ (น้ำขึ้นน้ำลงตื้นของดวงจันทร์หลัก) ^{[ 77 ]}พอร์ตแลนด์มีน้ำลงสองครั้งด้วยเหตุผลเดียวกัน น้ำขึ้นน้ำลง M ₄พบได้ตลอดแนวชายฝั่งทางใต้ของสหราชอาณาจักร แต่ผลกระทบของมันเห็นได้ชัดเจนที่สุดระหว่างเกาะไอล์ออฟไวต์และพอร์ตแลนด์เนื่องจาก น้ำขึ้นน้ำลง M ₂ต่ำที่สุดในภูมิภาคนี้

เนื่องจากรูปแบบการแกว่งตัวของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนและทะเลบอลติกไม่สอดคล้องกับช่วงเวลาการกระตุ้นทางดาราศาสตร์ที่สำคัญใดๆ น้ำขึ้นน้ำลงที่ใหญ่ที่สุดจึงอยู่ใกล้กับช่องแคบที่เชื่อมต่อกับมหาสมุทรแอตแลนติก ในทางกลับกัน น้ำขึ้นน้ำลงที่น้อยมากก็เกิดขึ้นด้วยเหตุผลเดียวกันในอ่าวเม็กซิโกและทะเลญี่ปุ่นส่วนในที่อื่นๆ เช่น ตามแนวชายฝั่งทางใต้ของออสเตรเลียน้ำลงอาจเกิดจากการมีบริเวณน้ำขึ้นน้ำลง ที่อยู่ใกล้ เคียง

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของ ไอแซค นิวตันเป็นทฤษฎีแรกที่อธิบายได้ว่าทำไมโดยทั่วไปจึงมีน้ำขึ้นน้ำลงสองครั้งต่อวัน ไม่ใช่ครั้งเดียว และให้ความหวังในการทำความเข้าใจแรงและพฤติกรรมของน้ำขึ้นน้ำลงอย่างละเอียด แม้ว่าอาจดูเหมือนว่าสามารถทำนายน้ำขึ้นน้ำลงได้โดยอาศัยความรู้ที่ละเอียดเพียงพอเกี่ยวกับแรงทางดาราศาสตร์ในทันที แต่ระดับน้ำขึ้นน้ำลงที่แท้จริง ณ สถานที่ใดสถานที่หนึ่งนั้นถูกกำหนดโดยแรงทางดาราศาสตร์ที่สะสมโดยมวลน้ำเป็นเวลาหลายวัน นอกจากนี้ ผลลัพธ์ที่แม่นยำยังต้องอาศัยความรู้โดยละเอียดเกี่ยวกับรูปร่างของแอ่งมหาสมุทรทั้งหมด ทั้งความลึกของน้ำและรูปร่างของชายฝั่ง

วิธีการวิเคราะห์น้ำขึ้นน้ำลงในปัจจุบันใช้ระเบียบวิธีวิเคราะห์ฮาร์มอนิก ซึ่งริเริ่มโดยวิลเลียม ทอมสัน ในช่วงทศวรรษ 1860 วิธีนี้ตั้งอยู่บนหลักการที่ว่า ทฤษฎีทางดาราศาสตร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์กำหนดความถี่องค์ประกอบจำนวนมาก และในแต่ละความถี่จะมีองค์ประกอบของแรงที่มุ่งก่อให้เกิดการเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นน้ำลง แต่ในแต่ละสถานที่ที่สนใจบนโลก น้ำขึ้นน้ำลงจะตอบสนองต่อความถี่แต่ละความถี่ด้วยแอมพลิจูดและเฟสที่เฉพาะเจาะจงสำหรับสถานที่นั้นๆ ดังนั้น ในแต่ละสถานที่ที่สนใจ จึงมีการวัดระดับน้ำขึ้นน้ำลงเป็นระยะเวลานานพอสมควร (โดยปกติมากกว่าหนึ่งปีในกรณีของท่าเรือใหม่ที่ยังไม่เคยศึกษามาก่อน) เพื่อให้สามารถแยกแยะการตอบสนองที่ความถี่สำคัญที่ก่อให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงแต่ละความถี่ได้ด้วยการวิเคราะห์ และเพื่อดึงค่าคงที่ของน้ำขึ้นน้ำลงสำหรับองค์ประกอบที่แข็งแกร่งที่สุดที่ทราบแล้วของแรงน้ำขึ้นน้ำลงทางดาราศาสตร์จำนวนมากพอที่จะช่วยให้สามารถพยากรณ์น้ำขึ้นน้ำลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ คาดว่าระดับน้ำขึ้นน้ำลงจะสอดคล้องกับแรงน้ำขึ้นน้ำลง โดยมีแอมพลิจูดและเฟสหน่วงคงที่สำหรับแต่ละองค์ประกอบ เนื่องจากสามารถคำนวณความถี่และเฟสทางดาราศาสตร์ได้อย่างแม่นยำ ดังนั้นความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงในเวลาอื่น ๆ จึงสามารถคาดการณ์ได้เมื่อพบการตอบสนองต่อส่วนประกอบฮาร์มอนิกของแรงที่ก่อให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงทางดาราศาสตร์แล้ว

รูปแบบหลักของน้ำขึ้นน้ำลงมีดังนี้

• รูปแบบวันละสองครั้ง
• ความแตกต่างระหว่างน้ำขึ้นน้ำลงครั้งแรกและครั้งที่สองของวัน
• วัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลง
• การเปลี่ยนแปลงรายปี

น้ำขึ้นน้ำลง สูงสุดทางดาราศาสตร์คือ น้ำขึ้นน้ำลงในช่วงที่ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์อยู่ใกล้โลกมากที่สุด

เมื่อเผชิญกับฟังก์ชันที่มีการเปลี่ยนแปลงเป็นคาบ วิธีการมาตรฐานคือการใช้ชุดอนุกรมฟูริเยร์ซึ่งเป็นรูปแบบการวิเคราะห์ที่ใช้ ฟังก์ชัน ไซน์เป็น ชุด พื้นฐานโดยมีความถี่เป็นศูนย์ หนึ่ง สอง สาม ฯลฯ เท่าของความถี่ของรอบพื้นฐานเฉพาะนั้นๆ ตัวคูณเหล่านี้เรียกว่าฮาร์มอนิกของความถี่พื้นฐาน และกระบวนการนี้เรียกว่าการวิเคราะห์ฮาร์มอนิกหากชุดพื้นฐานของฟังก์ชันไซน์เหมาะสมกับพฤติกรรมที่กำลังจำลอง จะต้องเพิ่มพจน์ฮาร์มอนิกเพียงไม่กี่พจน์เท่านั้น เส้นทางโคจรเกือบจะเป็นวงกลม ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงแบบไซน์จึงเหมาะสมสำหรับปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง

สำหรับการวิเคราะห์ระดับน้ำขึ้นน้ำลง ในทางปฏิบัติแล้ว วิธีการอนุกรมฟูริเยร์จะต้องมีความซับซ้อนมากกว่าการใช้ความถี่เดียวและฮาร์โมนิกของมัน รูปแบบของระดับน้ำขึ้นน้ำลงจะถูกแยกออกเป็นไซน์หลายตัวที่มีความถี่พื้นฐานหลายค่า ซึ่งสอดคล้อง (เช่นเดียวกับในทฤษฎีดวงจันทร์ ) กับการเคลื่อนที่ของโลก ดวงจันทร์ และมุมต่างๆ ที่กำหนดรูปร่างและตำแหน่งของวงโคจรของพวกมัน

ดังนั้น สำหรับปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงการวิเคราะห์ฮาร์มอนิกจึงไม่จำกัดเฉพาะฮาร์มอนิกที่มีความถี่เดียว^{[ h ]}กล่าวอีกนัยหนึ่ง ฮาร์มอนิกเป็นผลคูณของความถี่พื้นฐานหลายความถี่ ไม่ใช่แค่ความถี่พื้นฐานของวิธีการอนุกรมฟูริเยร์แบบง่ายๆ การแสดงฮาร์มอนิกเหล่านี้ในรูปอนุกรมฟูริเยร์ที่มีเพียงความถี่พื้นฐานเดียวและผลคูณ (จำนวนเต็ม) ของมัน จะต้องใช้พจน์จำนวนมาก และจะมีข้อจำกัดอย่างมากในช่วงเวลาที่สามารถใช้งานได้

การศึกษาความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงโดยใช้การวิเคราะห์ฮาร์มอนิกเริ่มต้นโดยลาปลาซ วิลเลียม ทอมสัน (ลอร์ดเคลวิน) และจอร์จ ดาร์วินเอที ดูดสันได้ต่อยอดงานของพวกเขาโดยนำเสน อสัญ กรณ์เลขดูดสันเพื่อจัดระเบียบพจน์หลายร้อยพจน์ที่ได้มา วิธีการนี้ได้กลายเป็นมาตรฐานสากลนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา และความซับซ้อนเกิดขึ้นดังนี้: แรงที่ทำให้น้ำขึ้นนั้นโดยทั่วไปแล้วกำหนดโดยผลรวมของพจน์หลายๆ พจน์ แต่ละพจน์มีรูปแบบดังนี้

${\displaystyle A_{o}\cos(\omega t+p),}$

ที่ไหน

A _oคือแอมพลิจูด

ωคือความถี่เชิงมุม ซึ่งโดยปกติจะระบุเป็นองศาต่อชั่วโมง สอดคล้องกับ tที่วัดเป็นชั่วโมง

pคือค่าชดเชยเฟสเมื่อเทียบกับสถานะทางดาราศาสตร์ ณ เวลา t = 0

มีเทอมหนึ่งสำหรับดวงจันทร์และอีกเทอมหนึ่งสำหรับดวงอาทิตย์ เฟสpของฮาร์มอนิกแรกของเทอมดวงจันทร์เรียกว่าช่วงน้ำขึ้นน้ำลงหรือช่วงน้ำสูง

ขั้นตอนต่อไปคือการปรับปรุงเพื่อรองรับพจน์ฮาร์มอนิกอันเนื่องมาจากรูปทรงวงรีของวงโคจร ในการทำเช่นนั้น ค่าของแอมพลิจูดจะไม่คงที่ แต่จะแปรผันตามเวลา โดยมีค่าเฉลี่ยของแอมพลิจูดA₀ เป็นตัวแปร โดยแทนที่ _A₀ในสมการข้างต้นด้วยA ( t )โดยที่Aเป็นฟังก์ชันไซน์อีกตัวหนึ่ง คล้ายกับวัฏจักรและวงโคจรย่อยในทฤษฎีของปโตเลมี_ซึ่งจะได้สมการดังนี้

${\displaystyle A(t)=A_{o}{\bigl (}1+A_{a}\cos(\omega _{a}t+p_{a}){\bigr )},}$

กล่าวคือ ค่าเฉลี่ยA _oที่มีการเปลี่ยนแปลงแบบไซน์รอบๆ ค่าดังกล่าว โดยมีขนาดA _aความถี่ω _aและเฟสp _aการแทนค่านี้ลงในA _oในสมการเดิมจะให้ผลคูณของตัวประกอบโคไซน์สองตัว:

${\displaystyle A_{o}{\bigl (}1+A_{a}\cos(\omega _{a}t+p_{a}){\bigr )}\cos(\omega t+p).}$

โดยที่สำหรับxและy ใดๆ

${\displaystyle \cos x\cos y={\tfrac {1}{2}}\cos(x+y)+{\tfrac {1}{2}}\cos(xy)}$

เป็นที่ชัดเจนว่าพจน์ประกอบที่ประกอบด้วยผลคูณของพจน์โคไซน์สองพจน์ โดยแต่ละพจน์มีความถี่ของตัวเองนั้น เหมือนกับ พจน์โคไซน์แบบง่าย สามพจน์ที่ต้องนำมาบวกกันที่ความถี่เดิม และที่ความถี่ซึ่งเป็นผลรวมและผลต่างของความถี่ทั้งสองของพจน์ผลคูณ (สามพจน์ ไม่ใช่สองพจน์ เพราะนิพจน์ทั้งหมดคือ...) ลองพิจารณาต่อไปว่าแรงดึงดูดของดวงจันทร์ (หรือดวงอาทิตย์) ที่กระทำต่อตำแหน่งหนึ่งๆ นั้นขึ้นอยู่กับว่าดวงจันทร์ (หรือดวงอาทิตย์) อยู่เหนือหรือใต้ระนาบของเส้นศูนย์สูตร และคุณลักษณะเหล่านี้มีคาบเวลาของตัวเองที่ไม่สามารถเปรียบเทียบกับวันและเดือนได้ จึงเห็นได้ชัดว่ามีหลายชุดค่าผสมที่เกิดขึ้น ด้วยการเลือกความถี่ทางดาราศาสตร์พื้นฐานอย่างระมัดระวัง ตัวเลข Doodson จะระบุการบวกและผลต่างเฉพาะเพื่อสร้างความถี่ของแต่ละพจน์โคไซน์แบบง่าย ${\displaystyle (1+\cos x)\cos y}$

โปรดจำไว้ว่า น้ำขึ้นน้ำลงทางดาราศาสตร์ไม่ได้รวมผลกระทบจากสภาพอากาศ นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงของสภาพท้องถิ่น (การเคลื่อนตัวของสันดอนทราย การขุดลอกปากท่าเรือ ฯลฯ) ที่แตกต่างจากสภาพที่เป็นอยู่ ณ เวลาที่ทำการวัด จะส่งผลต่อเวลาและขนาดของน้ำขึ้นน้ำลงที่แท้จริง องค์กรที่อ้างถึง "น้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดทางดาราศาสตร์" สำหรับบางสถานที่ อาจกล่าวเกินจริงเพื่อเป็นปัจจัยด้านความปลอดภัยจากความไม่แน่นอนในการวิเคราะห์ ระยะห่างจากจุดวัดที่ใกล้ที่สุด การเปลี่ยนแปลงนับตั้งแต่เวลาที่สังเกตครั้งล่าสุด การทรุดตัวของพื้นดิน ฯลฯ เพื่อหลีกเลี่ยงความรับผิดหากสิ่งก่อสร้างทางวิศวกรรมถูกน้ำท่วม ต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อประเมินขนาดของ "คลื่นพายุซัดฝั่ง" โดยการลบน้ำขึ้นน้ำลงทางดาราศาสตร์ออกจากน้ำขึ้นน้ำลงที่สังเกตได้

การวิเคราะห์ข้อมูลฟูริเยร์อย่างระมัดระวังในช่วงระยะเวลาสิบเก้าปี ( ยุคข้อมูลน้ำขึ้นน้ำลงแห่งชาติในสหรัฐอเมริกา) ใช้ความถี่ที่เรียกว่าส่วนประกอบฮาร์มอนิกของน้ำขึ้นน้ำลง สิบเก้าปีเป็นระยะเวลาที่เหมาะสมเนื่องจากตำแหน่งสัมพัทธ์ของโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์จะซ้ำกันเกือบพอดีในรอบเมโทนิก 19 ปี ซึ่งยาวนานพอที่จะรวมส่วนประกอบน้ำขึ้นน้ำลงของวงโคจรดวงจันทร์ 18.613 ปี การวิเคราะห์นี้สามารถทำได้โดยใช้เพียงความรู้เกี่ยวกับช่วงเวลา ของแรงกระทำ แต่ไม่จำเป็นต้องมีความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับการหาอนุพันธ์ทางคณิตศาสตร์ ซึ่งหมายความว่าตารางน้ำขึ้นน้ำลงที่มีประโยชน์ได้รับการสร้างขึ้นมานานหลายศตวรรษแล้ว^{[ 78 ]}จากนั้นสามารถใช้แอมพลิจูดและเฟสที่ได้เพื่อทำนายน้ำขึ้นน้ำลงที่คาดว่าจะเกิดขึ้น โดยปกติแล้วส่วนประกอบที่อยู่ใกล้ 12 ชั่วโมง ( ส่วนประกอบ กึ่งรายวัน ) จะมีอิทธิพลเหนือกว่า แต่ก็มีส่วนประกอบหลักที่อยู่ใกล้ 24 ชั่วโมง (รายวัน ) เช่นกัน องค์ประกอบระยะยาว ได้แก่ 14 วันหรือสองสัปดาห์รายเดือน และรายครึ่งปี น้ำขึ้นน้ำลงแบบครึ่งวันมีอิทธิพลเหนือชายฝั่ง แต่บางพื้นที่ เช่นทะเลจีนใต้และอ่าวเม็กซิโกส่วนใหญ่เป็นน้ำขึ้นน้ำลงแบบรายวัน ในพื้นที่น้ำขึ้นน้ำลงแบบครึ่งวัน ช่วงเวลาขององค์ประกอบหลักM ₂  (จันทรคติ) และS ₂  (สุริยคติ) จะแตกต่างกันเล็กน้อย ดังนั้นเฟสสัมพัทธ์ และด้วยเหตุนี้แอมพลิจูดของน้ำขึ้นน้ำลงรวม จึงเปลี่ยนแปลงทุกสองสัปดาห์ (ช่วงเวลา 14 วัน) ^{[ 79 ]}

ใน แผนภาพ M2 ด้านบน เส้นน้ำขึ้นน้ำลงแต่ละเส้น _จะแตกต่างจากเส้นข้างเคียงหนึ่งชั่วโมง และเส้นที่หนากว่าแสดงถึงน้ำขึ้นน้ำลงที่อยู่ในเฟสเดียวกับสมดุลที่กรีนวิช เส้นเหล่านี้หมุนรอบจุดแอมฟิโดร มิกในทิศทางทวนเข็ม นาฬิกาในซีกโลกเหนือ ดังนั้นจากคาบสมุทรบาฮาแคลิฟอร์เนีย_ไปยังอะแลสกาและจากฝรั่งเศสไปยังไอร์แลนด์ น้ำขึ้นน้ำลง M2 จะแพร่กระจายไปทางเหนือ ในซีกโลกใต้ ทิศทาง _นี้จะเป็นตามเข็มนาฬิกา ในทางกลับกัน น้ำขึ้นน้ำลง M2จะแพร่กระจายในทิศทางทวนเข็มนาฬิการอบนิวซีแลนด์ แต่เป็นเพราะเกาะต่างๆ ทำหน้าที่เหมือนเขื่อนและทำให้น้ำขึ้นน้ำลงมีความสูงแตกต่างกันในด้านตรงข้ามของเกาะ (น้ำขึ้นน้ำลงจะแพร่กระจายไปทางเหนือทางด้านตะวันออกและไปทางใต้ทางชายฝั่งตะวันตก ตามที่ทฤษฎีทำนายไว้)

ข้อยกเว้นคือที่ช่องแคบคุกซึ่งกระแสน้ำขึ้นน้ำลงจะเชื่อมต่อระหว่างน้ำขึ้นและน้ำลงเป็นระยะๆ เนื่องจากเส้นโคไทด์ไลน์ 180° รอบแอมฟิโดรมมีเฟสตรงข้ามกัน เช่น น้ำขึ้นอยู่ตรงข้ามกับน้ำลงที่ปลายแต่ละด้านของช่องแคบคุก องค์ประกอบของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงแต่ละชนิดมีรูปแบบของแอมพลิจูด เฟส และจุดแอมฟิโดรมที่แตกต่างกัน ดังนั้น รูปแบบ M2 จึง ไม่สามารถใช้กับองค์ประกอบของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงอื่นๆ _ได้

ตารางน้ำขึ้นน้ำลงสามารถใช้สำหรับสถานที่ใดก็ได้เพื่อค้นหาเวลาและแอมพลิจูด ที่คาดการณ์ไว้ (หรือ " ช่วงน้ำขึ้นน้ำลง ") การคาดการณ์ได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย รวมถึงการเรียงตัวของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์เฟสและแอมพลิจูดของน้ำขึ้นน้ำลง (รูปแบบน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทรลึก) ระบบ แอมฟิโดรมิกของมหาสมุทร และรูปร่างของชายฝั่ง และลักษณะ ความลึกของน้ำใกล้ชายฝั่ง(ดูการกำหนดเวลา ) ^{[ 80 ]}

ตารางแสดงการคาดการณ์ เวลาและระดับความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงที่แท้จริงได้รับผลกระทบจากลมและความดันบรรยากาศชายฝั่งหลายแห่งประสบกับ น้ำขึ้นน้ำลง แบบกึ่งรายวัน คือมีน้ำขึ้นและน้ำลงสองครั้งที่เกือบเท่ากันในแต่ละวัน สถานที่อื่นๆ มี น้ำขึ้นน้ำลง แบบรายวันคือมีน้ำขึ้นและน้ำลงหนึ่งครั้งในแต่ละวัน "น้ำขึ้นน้ำลงแบบผสม" คือมีน้ำขึ้นและน้ำลงสองครั้งที่มีขนาดไม่เท่ากันในแต่ละวัน เป็นประเภทปกติประเภทที่สาม^{[ 81 ] [ i ]}

เนื่องจากดวงจันทร์โคจรรอบโลกในทิศทางเดียวกับการหมุนของโลก จุดใดจุดหนึ่งบนโลกจะต้องหมุนไปอีกเล็กน้อยเพื่อให้ทันกับดวงจันทร์ ดังนั้นช่วงเวลาระหว่างน้ำขึ้นน้ำลงครึ่งวันจึงไม่ใช่สิบสองชั่วโมง แต่เป็น 12.4206 ชั่วโมง ซึ่งมากกว่านั้นประมาณยี่สิบห้านาที น้ำขึ้นสูงสุดสองครั้งไม่เท่ากัน น้ำขึ้นสองครั้งต่อวันจะสลับความสูงสูงสุดกัน คือ น้ำขึ้นต่ำสุด (ต่ำกว่าสามฟุตเล็กน้อย) น้ำขึ้นสูงสุด (สูงกว่าสามฟุตเล็กน้อย) และน้ำขึ้นต่ำสุดอีกครั้ง เช่นเดียวกับน้ำลง

เมื่อโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์เรียงตัวกัน (ดวงอาทิตย์-โลก-ดวงจันทร์ หรือ ดวงอาทิตย์-ดวงจันทร์-โลก) อิทธิพลหลักสองอย่างจะรวมกันทำให้เกิดน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุด (น้ำขึ้นน้ำลงมาก) แต่เมื่อแรงทั้งสองตรงข้ามกัน เช่น เมื่อมุมระหว่างดวงจันทร์-โลก-ดวงอาทิตย์ใกล้เคียง 90 องศา จะเกิดน้ำขึ้นน้ำลงต่ำสุด (น้ำขึ้นน้ำลงน้อย) ขณะที่ดวงจันทร์โคจรไปรอบ ๆ มันจะเปลี่ยนจากทางเหนือของเส้นศูนย์สูตรไปทางใต้ของเส้นศูนย์สูตร ความแตกต่างของระดับน้ำขึ้นน้ำลงจะลดลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งเท่ากัน (ในวันวิษุวัต ดวงจันทร์อยู่เหนือเส้นศูนย์สูตร) ​​จากนั้นก็จะเกิดใหม่แต่มีขั้วตรงข้าม โดยจะแตกต่างกันมากที่สุดแล้วก็ลดลงอีกครั้ง

อิทธิพลของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่มีต่อกระแสน้ำหรือการไหลนั้นวิเคราะห์ได้ยากกว่ามาก และการเก็บรวบรวมข้อมูลก็ยากกว่ามากเช่นกัน ความสูงของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงเป็นปริมาณสเกลาร์และเปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่นในพื้นที่กว้าง การไหลเป็นปริมาณเวกเตอร์ที่มีขนาดและทิศทาง ซึ่งทั้งสองอย่างสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากตามความลึกและในระยะทางสั้นๆ เนื่องจากลักษณะทางธรณีวิทยาของพื้นทะเล^{[ 82 ]}นอกจากนี้ แม้ว่าจุดศูนย์กลางของร่องน้ำจะเป็นจุดวัดที่มีประโยชน์ที่สุด แต่ชาวเรือก็คัดค้านเมื่ออุปกรณ์วัดกระแสน้ำกีดขวางทางน้ำ การไหลที่ขึ้นไปตามร่องน้ำโค้งอาจมีขนาดใกล้เคียงกัน แม้ว่าทิศทางจะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องไปตามร่องน้ำก็ตาม ที่น่าประหลาดใจคือ กระแสน้ำขึ้นและน้ำลงมักไม่ได้อยู่ในทิศทางตรงกันข้าม ทิศทางการไหลถูกกำหนดโดยรูปร่างของร่องน้ำด้านต้นน้ำ ไม่ใช่รูปร่างของร่องน้ำด้านปลายน้ำ ในทำนองเดียวกันกระแสน้ำวนอาจก่อตัวขึ้นในทิศทางการไหลเพียงทิศทางเดียวเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์กระแสน้ำขึ้นน้ำลงนั้นคล้ายกับการวิเคราะห์ระดับน้ำขึ้นน้ำลง กล่าวคือ ในกรณีที่ง่ายที่สุด ณ ตำแหน่งที่กำหนด กระแสน้ำขึ้นจะไหลไปในทิศทางหนึ่งเป็นส่วนใหญ่ และกระแสน้ำลงจะไหลไปในอีกทิศทางหนึ่ง ความเร็วของกระแสน้ำขึ้นจะมีเครื่องหมายเป็นบวก และความเร็วของกระแสน้ำลงจะมีเครื่องหมายเป็นลบ การวิเคราะห์จะดำเนินไปเสมือนว่าสิ่งเหล่านี้คือระดับน้ำขึ้นน้ำลง

ในสถานการณ์ที่ซับซ้อนกว่านั้น กระแสน้ำขึ้นและน้ำลงหลักจะไม่ใช่ปัจจัยหลัก แต่ทิศทางและขนาดของกระแสน้ำจะวาดเป็นรูปวงรีตลอดวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลง (บนกราฟพิกัดเชิงขั้ว) แทนที่จะเป็นไปตามเส้นน้ำขึ้นและน้ำลง ในกรณีนี้ การวิเคราะห์อาจดำเนินการตามทิศทางเป็นคู่ โดยทิศทางหลักและทิศทางรองจะตั้งฉากกัน ทางเลือกอื่นคือการพิจารณากระแสน้ำขึ้นน้ำลงเป็นจำนวนเชิงซ้อน เนื่องจากแต่ละค่ามีทั้งขนาดและทิศทาง

ข้อมูลเกี่ยวกับการไหลของน้ำขึ้นน้ำลงมักพบเห็นได้ในแผนที่เดินเรือโดยแสดงเป็นตารางความเร็วและทิศทางการไหลทุกชั่วโมง พร้อมตารางแยกสำหรับน้ำขึ้นสูงสุดและน้ำขึ้นต่ำสุด เวลาที่แสดงจะอ้างอิงจากระดับน้ำขึ้นสูงสุดในท่าเรือบางแห่งที่มีพฤติกรรมของน้ำขึ้นน้ำลงคล้ายคลึงกัน แม้ว่าท่าเรือนั้นอาจอยู่ห่างไกลออกไปก็ตาม

เช่นเดียวกับการคาดการณ์ระดับน้ำขึ้นน้ำลง การคาดการณ์การไหลของน้ำขึ้นน้ำลงโดยอาศัยปัจจัยทางดาราศาสตร์เพียงอย่างเดียวไม่ได้คำนึงถึงสภาพอากาศ ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงผลลัพธ์ ได้อย่างสิ้นเชิง

กระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่ไหลผ่านช่องแคบคุกระหว่างเกาะหลักสองเกาะของนิวซีแลนด์นั้นน่าสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากน้ำขึ้นน้ำลงในแต่ละด้านของช่องแคบนั้นแทบจะตรงข้ามกันอย่างสิ้นเชิง ทำให้ระดับน้ำขึ้นสูงของด้านหนึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับระดับน้ำลงต่ำของอีกด้านหนึ่ง ส่งผลให้เกิดกระแสน้ำที่แรง โดยที่ระดับน้ำขึ้นน้ำลงเปลี่ยนแปลงเกือบเป็นศูนย์ในใจกลางช่องแคบ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าโดยปกติแล้วกระแสน้ำขึ้นน้ำลงจะไหลไปในทิศทางหนึ่งเป็นเวลาหกชั่วโมงและไหลในทิศทางตรงกันข้ามเป็นเวลาหกชั่วโมง แต่กระแสน้ำขึ้นน้ำลงบางครั้งอาจกินเวลานานถึงแปดหรือสิบชั่วโมงโดยที่กระแสน้ำย้อนกลับอ่อนกำลังลง ในสภาพอากาศที่แปรปรวนเป็นพิเศษ กระแสน้ำย้อนกลับอาจถูกเอาชนะได้อย่างสิ้นเชิง ทำให้กระแสน้ำไหลไปในทิศทางเดียวกันต่อเนื่องกันสามช่วงหรือมากกว่านั้น

ลักษณะของวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงของช่องแคบคุกก็แตกต่างกันไปตามชายฝั่งเช่นกัน บนชายฝั่งตะวันตกและแทสแมน/อ่าวโกลเดนระดับน้ำขึ้นน้ำลงมักจะเป็นไปตามวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงแบบคลาสสิกทุกสองสัปดาห์ โดยมีระดับน้ำขึ้นน้ำลงที่สูงกว่าในช่วงน้ำขึ้นน้ำลง และระดับน้ำขึ้นน้ำลงที่ต่ำกว่าในช่วงน้ำลง ซึ่งได้รับอิทธิพลจากการเรียงตัวของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ ในทางตรงกันข้าม ในบางส่วนของชายฝั่งตะวันออก เช่น บริเวณรอบๆเวลลิงตันและเนเปียร์รูปแบบน้ำขึ้นน้ำลงแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงรายเดือนที่ชัดเจนยิ่งขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับสัญญาณจุดใกล้โลกที่สุดและจุดไกลโลกที่สุด (ระยะห่างที่เปลี่ยนแปลงของดวงจันทร์) และไม่แสดงสัญญาณน้ำขึ้นน้ำลงแบบสองสัปดาห์ที่เด่นชัดนัก^{[ 83 ]}

กราฟแสดงระดับน้ำขึ้นน้ำลงของช่องแคบคุก แสดงความสูงและเวลาของน้ำขึ้นและน้ำลงแยกกัน จนถึงเดือนพฤศจิกายน 2550 ค่าเหล่านี้ไม่ใช่ค่าที่วัดได้จริง แต่เป็นค่าที่คำนวณจากพารามิเตอร์น้ำขึ้นน้ำลงที่ได้จากการวัดเมื่อหลายปีก่อน แผนที่เดินเรือของช่องแคบคุกให้ข้อมูลเกี่ยวกับกระแสน้ำขึ้นน้ำลง ตัวอย่างเช่น ฉบับเดือนมกราคม 2522 สำหรับละติจูด41°13.9′S ลองจิจูด174°29.6′E / 41.2317°S 174.4933°E / -41.2317; 174.4933 (ทางตะวันตกเฉียงเหนือของแหลมเทราวิตี ) อ้างอิงเวลาไปยังเมืองเวสต์พอร์ตในขณะที่ฉบับเดือนมกราคม 2547 อ้างอิงเวลาไปยังเมืองเวลลิงตัน

บริเวณใกล้แหลมเทราวิตีกลางช่องแคบคุก การเปลี่ยนแปลงระดับน้ำขึ้นน้ำลงแทบจะไม่มีเลย ในขณะที่กระแสน้ำขึ้นน้ำลงจะถึงระดับสูงสุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณใกล้กับกระแสน้ำวนคารอริอันเลื่องชื่อ^{[ 84 ]} นอกเหนือจากผลกระทบจากสภาพอากาศแล้ว กระแสน้ำที่ไหลผ่านช่องแคบคุกยังได้รับอิทธิพลจากความแตกต่างของระดับน้ำขึ้นน้ำลงระหว่างปลายทั้งสองของช่องแคบ และดังที่เห็นได้ว่า น้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดเพียงหนึ่งในสองครั้งที่ปลายด้านตะวันตกเฉียงเหนือของช่องแคบใกล้กับเนลสันเท่านั้นที่มีน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดที่ปลายด้านตะวันออกเฉียงใต้ (เวลลิงตัน) ดังนั้นพฤติกรรมที่เกิดขึ้นจึงไม่เป็นไปตามท่าเรืออ้างอิงใดๆ

ใน บริเวณ Nantucket Shoalsของมหาสมุทรแอตแลนติกกระแสน้ำขึ้นน้ำลงมีลักษณะหมุนวน หมายความว่าทิศทางการไหลจะค่อยๆ เปลี่ยนไปตามทิศทางเข็มทิศทั้งหมดตลอดวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลง แทนที่จะเพียงแค่เปลี่ยนทิศทางไปมาตามแนวเส้นเดียวกัน เหนือแนวสันดอน กระแสน้ำมักจะหมุนตามเข็มนาฬิกา โดยมีความเร็วสูงสุดโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 1.5 ถึง 2.5 นอต และต่ำสุดประมาณ 0.5 นอต แม้ว่าความเร็วจะแตกต่างกันอย่างมากตามตำแหน่งและเฟสของน้ำขึ้นน้ำลง เนื่องจากทิศทางของกระแสน้ำหมุนอย่างต่อเนื่องแทนที่จะเปลี่ยนทิศทางอย่างกะทันหัน จึงไม่มีช่วงน้ำนิ่งที่ชัดเจนเหมือนในกระแสน้ำที่เปลี่ยนทิศทางอย่างง่ายๆ แต่ความเร็วของกระแสน้ำจะเพิ่มขึ้นและลดลงตลอดวัฏจักรในขณะที่ทิศทางของมันเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง^{[ 85 ]}

พลังงานจากกระแสน้ำขึ้นลงสามารถสกัดได้สองวิธี: การติดตั้งกังหัน น้ำ ในกระแสน้ำขึ้นลง หรือการสร้างบ่อเก็บน้ำที่ปล่อย/รับน้ำผ่านกังหัน ในกรณีแรก ปริมาณพลังงานจะขึ้นอยู่กับเวลาและความแรงของกระแสน้ำขึ้นลงอย่างสิ้นเชิง อย่างไรก็ตาม กระแสน้ำที่ดีที่สุดอาจไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากกังหันอาจกีดขวางการเดินเรือ ในกรณีที่สอง การสร้างเขื่อนกักเก็บน้ำมีค่าใช้จ่ายสูง วงจรน้ำตามธรรมชาติถูกรบกวนอย่างสิ้นเชิง และการเดินเรือก็ถูกขัดขวาง อย่างไรก็ตาม ด้วยบ่อเก็บน้ำหลายแห่ง สามารถผลิตพลังงานได้ในเวลาที่เลือก ปัจจุบัน มีระบบผลิตไฟฟ้าจากกระแสน้ำขึ้นลงที่ติดตั้งใช้งานแล้วไม่มากนัก (ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือLa Ranceที่Saint Maloประเทศฝรั่งเศส) ซึ่งเผชิญกับความยากลำบากมากมาย นอกเหนือจากปัญหาสิ่งแวดล้อมแล้ว การรับมือกับการกัดกร่อนและการเกาะติดของสิ่งมีชีวิตในน้ำก็เป็นความท้าทายทางวิศวกรรมเช่นกัน

พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงสามารถคาดการณ์ได้ง่ายกว่าพลังงานลม แต่ประสิทธิภาพของกังหันจะลดลงเมื่อความเร็วการไหล ต่ำ และเนื่องจากกำลังไฟฟ้าแปรผันตามกำลังสามของความเร็ว ผลผลิตสูงสุดจึงเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ ความผันผวนสามารถบรรเทาได้ด้วยการจัดเก็บพลังงานการควบคุมกังหันขั้นสูง ระบบน้ำขึ้นน้ำลงแบบกระจาย หรือการผสมผสานกับพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ^{[ 86 ]}

กระแสน้ำขึ้นน้ำลงมีความสำคัญต่อการเดินเรือ และหากไม่คำนึงถึงกระแสน้ำขึ้นน้ำลง จะทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนอย่างมากในการระบุตำแหน่ง ระดับความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงก็มีความสำคัญเช่นกัน ตัวอย่างเช่น แม่น้ำและท่าเรือหลายแห่งมี "สันดอน" ตื้นๆ บริเวณทางเข้า ซึ่งขัดขวางไม่ให้เรือที่มีระวางบรรทุก มาก เข้าเทียบท่าได้ในเวลาน้ำลง

จนกระทั่งมีการนำระบบนำทางอัตโนมัติมาใช้ ความสามารถในการคำนวณผลกระทบของกระแสน้ำขึ้นลงมีความสำคัญต่อเจ้าหน้าที่กองทัพเรือ ใบรับรองการสอบสำหรับนายทหารยศร้อยโทในราชนาวีเคยระบุว่านายทหารที่คาดหวังจะสามารถ "เปลี่ยนทิศทางกระแสน้ำ" ได้^{[ 87 ]}

เวลาและอัตราเร็วของการไหลของน้ำขึ้นน้ำลงจะปรากฏอยู่ในแผนภูมิน้ำขึ้นน้ำลงหรือแผนที่กระแสน้ำขึ้นน้ำลงแผนภูมิน้ำขึ้นน้ำลงมาเป็นชุด แต่ละแผนภูมิครอบคลุมช่วงเวลาหนึ่งชั่วโมงระหว่างน้ำขึ้นสูงสุดครั้งหนึ่งกับอีกครั้งหนึ่ง (โดยไม่รวมเวลาที่เหลือ 24 นาที) และแสดงอัตราการไหลของน้ำขึ้นน้ำลงโดยเฉลี่ยสำหรับชั่วโมงนั้น ลูกศรในแผนภูมิน้ำขึ้นน้ำลงจะระบุทิศทางและความเร็วการไหลโดยเฉลี่ย (โดยปกติเป็นนอต ) สำหรับน้ำขึ้นน้ำลงสูงสุดและน้ำขึ้นน้ำลงต่ำสุด หากไม่มีแผนภูมิน้ำขึ้นน้ำลง แผนที่เดินเรือส่วนใหญ่จะมี " สัญลักษณ์น้ำขึ้นน้ำลง " ซึ่งเชื่อมโยงจุดเฉพาะบนแผนที่กับตารางที่แสดงทิศทางและความเร็วของการไหลของน้ำขึ้นน้ำลง

ขั้นตอนมาตรฐานในการรับมือกับผลกระทบของกระแสน้ำต่อการเดินเรือคือ (1) คำนวณตำแหน่ง " ประมาณการ " (หรือ DR) จากระยะทางและทิศทางการเดินทาง (2) ทำเครื่องหมายบนแผนที่ (ด้วยเครื่องหมายกากบาทแนวตั้งคล้ายเครื่องหมายบวก) และ (3) ลากเส้นจาก DR ไปในทิศทางของกระแสน้ำ ระยะทางที่กระแสน้ำพัดพาเรือไปตามเส้นนี้จะคำนวณจากความเร็วของกระแสน้ำ และจะได้ "ตำแหน่งโดยประมาณ" หรือ EP (โดยทั่วไปจะทำเครื่องหมายด้วยจุดในสามเหลี่ยม)

แผนที่เดินเรือแสดง "ความลึกที่ระบุในแผนที่" ของน้ำ ณ ตำแหน่งต่างๆ โดยใช้ " การวัดความลึก " และเส้นชั้น ความลึก เพื่อแสดงรูปร่างของพื้นผิวใต้น้ำ ความลึกเหล่านี้สัมพันธ์กับ " ระดับอ้างอิงในแผนที่ " ซึ่งโดยทั่วไปคือระดับน้ำ ณ ระดับน้ำขึ้นลงต่ำสุดที่เป็นไปได้ทางดาราศาสตร์ (แม้ว่าระดับอ้างอิงอื่นๆ จะถูกนำมาใช้กันทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอดีต และระดับน้ำขึ้นลงอาจต่ำหรือสูงกว่านี้ได้ด้วยเหตุผลทางอุตุนิยมวิทยา) ดังนั้นจึงเป็นความลึกของน้ำต่ำสุดที่เป็นไปได้ในช่วงวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลง นอกจากนี้ อาจมีการแสดง "ระดับความสูงเมื่อแห้ง" ในแผนที่ ซึ่งเป็นระดับความสูงของพื้นทะเล ที่โผล่พ้นน้ำ ณ ระดับน้ำขึ้นลงต่ำสุดทางดาราศาสตร์

ตารางน้ำขึ้นน้ำลงแสดงระดับความสูงของน้ำขึ้นและน้ำลงในแต่ละวัน รวมถึงเวลาด้วย ในการคำนวณความลึกของน้ำจริง ให้บวกความลึกที่ระบุไว้ในตารางกับระดับความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงที่เผยแพร่ ความลึกในช่วงเวลาอื่น ๆ สามารถหาได้จากกราฟน้ำขึ้นน้ำลงที่เผยแพร่สำหรับท่าเรือสำคัญ ๆ หากไม่มีกราฟที่แม่นยำ กฎของสิบสองส่วนก็เพียงพอแล้ว การประมาณค่านี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าความลึกที่เพิ่มขึ้นในหกชั่วโมงระหว่างน้ำลงและน้ำขึ้นคือ: ชั่วโมงแรก — 1/12, ชั่วโมงที่สอง — 2/12, ชั่วโมงที่สาม — 3/12, ชั่วโมงที่สี่ — 3/12, ชั่วโมงที่ห้า — 2/12, ชั่วโมงที่หก — 1/12

นิเวศวิทยาเขตน้ำขึ้นน้ำลงคือการศึกษาเกี่ยวกับระบบนิเวศระหว่างแนวระดับน้ำขึ้นและน้ำลงตามแนวชายฝั่ง เมื่อน้ำลง เขตน้ำขึ้นน้ำลงจะโผล่พ้นน้ำ (หรือโผล่พ้นน้ำ ) ในขณะที่เมื่อน้ำขึ้น เขตน้ำขึ้นน้ำลงจะอยู่ใต้น้ำ (หรือจมอยู่ใต้น้ำ ) ดังนั้น นักนิเวศวิทยา เขตน้ำขึ้นน้ำลง จึงศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในเขตน้ำขึ้นน้ำลงกับสิ่งแวดล้อม รวมถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกันปฏิสัมพันธ์ที่สำคัญที่สุดอาจแตกต่างกันไปตามประเภทของชุมชนเขตน้ำขึ้นน้ำลง การจำแนกประเภทที่กว้างที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับพื้นผิว – ชายฝั่งหินหรือพื้นทะเลอ่อน

สิ่งมีชีวิตในเขตน้ำขึ้นน้ำลงเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่แปรปรวนและมักไม่เอื้ออำนวย และได้ปรับตัวเพื่อรับมือและแม้กระทั่งใช้ประโยชน์จากสภาพเหล่านี้ ลักษณะที่เห็นได้ชัดเจนอย่างหนึ่งคือการแบ่งเขตในแนวดิ่งซึ่งชุมชนจะแบ่งออกเป็นแถบแนวนอนที่แตกต่างกันของสายพันธุ์เฉพาะในแต่ละระดับความสูงเหนือระดับน้ำลง ความสามารถของสายพันธุ์ในการรับมือกับการขาดน้ำจะเป็นตัวกำหนดขีดจำกัดบน ในขณะที่การแข่งขันกับสายพันธุ์อื่นจะเป็นตัวกำหนดขีดจำกัดล่าง

มนุษย์ใช้ประโยชน์จากพื้นที่ชายฝั่งทะเลเพื่อหาอาหารและพักผ่อน หย่อนใจ การใช้ประโยชน์ มากเกินไปอาจสร้างความเสียหายโดยตรงต่อพื้นที่ชายฝั่งทะเล การกระทำอื่นๆ ของมนุษย์ เช่น การนำสิ่งมีชีวิตต่างถิ่นรุกรานเข้า มา และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศล้วนส่งผลกระทบเชิงลบอย่างมากเขตคุ้มครองทางทะเลเป็นหนึ่งในทางเลือกที่ชุมชนสามารถนำมาใช้เพื่อปกป้องพื้นที่เหล่านี้และสนับสนุนการวิจัย ทาง วิทยาศาสตร์

วัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงประมาณ 12 ชั่วโมงและสองสัปดาห์มีผลกระทบอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตในเขตน้ำขึ้นน้ำลง^{[ 88 ]}และสิ่งมีชีวิตในทะเล^{[ 89 ]}ดังนั้นจังหวะทางชีวภาพ ของพวกมัน จึงมักเกิดขึ้นเป็นทวีคูณโดยประมาณของช่วงเวลาเหล่านี้^{[ 90 ]}สัตว์อื่นๆ อีกมากมาย เช่น สัตว์มีกระดูกสันหลังแสดงจังหวะรอบน้ำขึ้นน้ำลงที่คล้ายคลึงกัน^{[ 91 ]}ตัวอย่างเช่นการตั้งครรภ์และการฟักไข่ ในมนุษย์รอบเดือนจะกินเวลาประมาณหนึ่งเดือนจันทรคติ ซึ่งเป็นทวีคูณที่ลงตัวของช่วงเวลาน้ำขึ้นน้ำลง ความคล้ายคลึงกันดังกล่าวอย่างน้อยก็บ่งชี้ถึงบรรพบุรุษร่วมกันของสัตว์ทุกชนิดที่มาจากบรรพบุรุษในทะเล^{[ 92 ]}

เมื่อกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่แกว่งไปมาในมหาสมุทรที่มีการแบ่งชั้นไหลผ่านภูมิประเทศพื้นทะเลที่ไม่เรียบ จะก่อให้เกิดคลื่นภายในที่มีความถี่ระดับน้ำขึ้นน้ำลง

ทะเลสาบขนาดใหญ่ เช่นซูพีเรียและอีรีอาจมีน้ำขึ้นน้ำลงสูงถึง 1 ถึง 4 เซนติเมตร (0.39 ถึง 1.6 นิ้ว) แต่น้ำขึ้นน้ำลงเหล่านี้อาจถูกบดบังด้วยปรากฏการณ์ที่เกิดจากสภาพอากาศ เช่นเซช [ ^{93 ] น้ำ}ขึ้นน้ำลงในทะเลสาบมิชิแกนมีความสูง 1.3 ถึง 3.8 เซนติเมตร (0.5 ถึง 1.5 นิ้ว) ^{[ 94 ]}หรือ4.4 เซนติเมตร ( 1+3 ⁄ 4  นิ้ว) ^{[ 95 ]}ซึ่งเล็กมากจนผลกระทบที่ใหญ่กว่าอื่นๆ บดบังน้ำขึ้นน้ำลงทั้งหมด และด้วยเหตุนี้ทะเลสาบเหล่านี้จึงถือว่าไม่มีน้ำขึ้นน้ำลง ^{[ 96 ]}

กระแสน้ำขึ้นน้ำลงในชั้นบรรยากาศนั้นแทบไม่มีผลที่ระดับพื้นดินและระดับความสูงในการบิน เนื่องจากถูกบดบังด้วย ผลกระทบที่สำคัญกว่ามากของ สภาพอากาศกระแสน้ำขึ้นน้ำลงในชั้นบรรยากาศมีต้นกำเนิดทั้งจากแรงโน้มถ่วงและความร้อน และเป็นพลวัตหลักในชั้นมีโซสเฟียร์และเทอร์โมสเฟียร์ ตอนล่าง ^{[ 97 ]}ที่ ระดับ ความสูงประมาณ 80 ถึง 120 กิโลเมตร (50 ถึง 75 ไมล์) ซึ่งเหนือระดับนี้ความหนาแน่นของโมเลกุลจะต่ำเกินไปที่จะรองรับพฤติกรรมของไหลได้

น้ำขึ้นน้ำลงของโลก หรือน้ำขึ้นน้ำลงภาคพื้นดิน ส่งผลกระทบต่อมวลทั้งหมดของโลก ซึ่งทำหน้าที่คล้ายกับไจโรสโคป ของเหลว ที่มีเปลือกโลกบางมาก เปลือกโลกจะเคลื่อนที่ (เข้า/ออก, ตะวันออก/ตะวันตก, เหนือ/ใต้) ตามแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ น้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทร และน้ำหนักบรรทุกในชั้นบรรยากาศ แม้ว่าน้ำขึ้นน้ำลงภาคพื้นดินจะมีผลกระทบต่อกิจกรรมของมนุษย์ส่วนใหญ่น้อยมาก แต่ความสูงของน้ำขึ้นน้ำลงในรอบครึ่งวันอาจสูงถึงประมาณ 55 เซนติเมตร (22 นิ้ว) ที่เส้นศูนย์สูตร โดย 15 เซนติเมตร (5.9 นิ้ว) มาจากดวงอาทิตย์ ซึ่งมีความสำคัญใน การปรับเทียบ GPSและ การวัด VLBIการวัดเชิงมุมทางดาราศาสตร์ที่แม่นยำต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับอัตราการหมุนของโลกและการเคลื่อนที่ของขั้วโลกซึ่งทั้งสองอย่างได้รับอิทธิพลจากน้ำขึ้นน้ำลงของโลก น้ำขึ้นน้ำลงของโลก แบบกึ่งรายวันM ₂เกือบจะอยู่ในเฟสเดียวกับดวงจันทร์ โดยมีความล่าช้าของน้ำขึ้นน้ำลงหลักของโลกตามดวงจันทร์อยู่ที่ 0.204°±0.047° ซึ่งสอดคล้องกับความล่าช้าประมาณ 25 วินาที นั่นหมายความว่าน้ำขึ้นน้ำลงที่เป็นของแข็งจะกระจายพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงอย่างน้อย 110 GW (150,000,000 hp) หรือประมาณ 5% ของพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทร^{[ 98 ]}

แรงดึงดูดจากกาแล็กซีที่มีต่อดาวฤกษ์ภายในกาแล็กซีและกาแล็กซีบริวารที่โคจรรอบกาแล็กซี เชื่อกันว่าผลกระทบของแรงดึงดูดจากกาแล็กซีที่มีต่อเมฆออร์ตของระบบสุริยะเป็นสาเหตุของดาวหางคาบยาวถึง 90 เปอร์เซ็นต์^{[ 99 ]}

คลื่นสึนามิซึ่งเป็นคลื่นขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นหลังแผ่นดินไหว บางครั้งเรียกว่าคลื่นน้ำขึ้นน้ำลงแต่ชื่อนี้ได้มาจากการที่มันคล้ายกับน้ำขึ้นน้ำลง มากกว่าที่จะมีความเชื่อมโยงเชิงสาเหตุกับน้ำขึ้นน้ำลง ปรากฏการณ์อื่นๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับน้ำขึ้นน้ำลง แต่ใช้คำว่าน้ำขึ้นน้ำลงได้แก่น้ำขึ้นน้ำลงแบบรุนแรง น้ำขึ้นน้ำลง จากพายุ น้ำขึ้นน้ำลงจากพายุเฮอริเคนและน้ำขึ้นน้ำลงสีดำหรือ สีแดง การใช้คำเหล่านี้หลายอย่างมีมาแต่โบราณและหมายถึงความหมายดั้งเดิมของคำว่าน้ำขึ้นน้ำลงว่า "ช่วงเวลาหนึ่ง ฤดูกาลหนึ่ง" และ "กระแสน้ำ กระแสลม หรือน้ำท่วม" ^{[ 100 ]}

ปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงมีความสำคัญทั้งในด้านวัฒนธรรมและวิทยาศาสตร์มาอย่างยาวนาน โดยมีอิทธิพลต่อตำนาน วรรณกรรม ภาษา และโลกทัศน์ของมนุษย์ นักเขียนและนักประวัติศาสตร์ต่างกล่าวว่า การขึ้นและลงอย่างเป็นจังหวะของทะเลได้เป็นแรงบันดาลใจให้เกิดอุปมาอุปไมยเกี่ยวกับเวลา การเปลี่ยนแปลง และประสบการณ์ของมนุษย์ในหลากหลายวัฒนธรรม ขณะที่นักประวัติศาสตร์วัฒนธรรมได้ติดตามว่าปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงมีความสัมพันธ์กับนิทานพื้นบ้านและการแสดงออกทางวรรณกรรมอย่างไร

ในสังคมโบราณหลายแห่ง ก่อนที่จะมีการพัฒนาคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ การเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นน้ำลงมักถูกอธิบายผ่านจักรวาลวิทยาหรือพลังศักดิ์สิทธิ์ ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความเคารพและความลึกลับในความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับจังหวะของมหาสมุทร^{[ 101 ]}

ศิลปินและกวีในทุกยุคทุกสมัยได้นำภาพลักษณ์ของกระแสน้ำมาใช้เพื่อสำรวจธีมของการเปลี่ยนแปลงและการไตร่ตรอง กระแสน้ำปรากฏในนิทานพื้นบ้านและอุปมาอุปไมยทางวรรณกรรมที่แสดงถึงวัฏจักรของชีวิต โชคชะตา และการขึ้นลงของอารมณ์ อิทธิพลของดวงจันทร์ปรากฏในพิธีกรรมชายฝั่งและตำนานการเดินเรือ ซึ่งเน้นย้ำถึงการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างจังหวะธรรมชาติและเรื่องเล่าทางวัฒนธรรม^{[ 102 ]}

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับเรื่องน้ำขึ้นน้ำลง

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง

• ข้อมูลและสถิติเกี่ยวกับกระแสน้ำและระดับน้ำขึ้นน้ำลงจาก NOAA
• ประวัติการพยากรณ์น้ำ ขึ้นน้ำลง เก็บถาวรเมื่อ 2015-05-09 ที่Wayback Machine
• ภาควิชาสมุทรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเท็กซัสเอแอนด์เอ็มเก็บถาวรเมื่อ 2016-03-04 ที่Wayback Machine
• กองทัพเรืออังกฤษ อีซี่ไทด์
• ตารางเวลาน้ำขึ้นน้ำลงของสหราชอาณาจักร มหาสมุทรแอตแลนติกใต้ ดินแดนโพ้นทะเลของอังกฤษ และยิบรอลตาร์ จากศูนย์ข้อมูลน้ำขึ้นน้ำลงและระดับน้ำทะเลแห่งชาติของสหราชอาณาจักร
• การพยากรณ์ระดับน้ำขึ้นน้ำลงสำหรับออสเตรเลีย มหาสมุทรแปซิฟิกใต้ และแอนตาร์กติกา
• เครื่องมือพยากรณ์ระดับน้ำขึ้นน้ำลงและกระแสน้ำ สำหรับสถานีต่างๆ ทั่วโลก