潮汐与潮汐推算课件

1、1.6潮汐与潮汐推算1 潮汐的基本成因与潮汐不等2 中版潮汐表与潮汐推算3 英版潮汐表与潮汐推算 4 潮流推算END航海教研室版权所有1 潮汐的基本成因与潮汐不等一、潮汐现象二、潮汐成因三、潮汐不等四、理论潮汐与实际潮汐的差异五、潮汐类型六、潮汐术语END一、潮汐现象潮汐(Tide)（周期性的升降运动）潮：白天海水上涨；汐：晚上海水上涨高潮(High Water/HW)低潮(Low Water/LW)涨潮(Flood/rising Tide)落潮(Ebb/falling Tide)潮流(Tidal Stream)（周期性的水平运动） 高潮低潮涨潮落潮END二、潮汐成因END 平衡潮理论假设：

2、整个地球被等深的海水所包围 水分子的内聚力、摩擦力和惯性力对水团不起 作用 海底的自然形状对潮汐不产生影响二、潮汐成因 1. 月球引力 地球表面某单位水质点所受引力 大小 大小与x有关，各地不同方向 指向月球中心ENDEND2. 惯性离心力 1）月地系月地系月地系 （1） 地-月公共质心 （2） 地球的平动运动END月球（Moon）和地球组成月地系，它们共同绕着月地质量中心（位于月地中心连线上，离地球中心的距离约等于3/4地球半径）自西向东运转。pnEND2）惯性离心力地球绕月地共有质心平动时，受到惯性离心力F2的作用。惯性离心力的特征大小：各地相等， 同地心E 方向：平行、背离月球MEEND

3、3. 月引潮力月球引力和离心力的合力为月球引潮力月球引力 惯性离心力END 月引潮力 地心E：零 地面：各不相同END4. 月潮椭圆体月潮椭圆体 在月引潮力作用下，海水发生移动，使有些地方流入，海面升高，有些地方流出，海面降低，形成月潮椭圆体，其长轴指向月球。 短轴与照耀圈平面重合。ENDEND5. 潮汐成因 成因：月引潮力 + 地球自转 现象(=0 )：A1(上中天)：HW1A2(月没)：LW1A3(下中天)：HW2A4(月出)：LW2太阴日：24h50m潮汐周期：12h25m（半日潮： HW(LW)及相邻涨(落)潮时间间隔均相等）太阳引潮力的形成同月引潮力同，只是比月引潮力小END三、潮汐

4、不等1. 周日不等成因：0 且 0现象：0 ： 两次HW潮高不等； 涨落潮时间不等；=0 ：无不等现象（半日潮）。 90o- ：一次高潮与一次低潮（日潮）。 特点： 、愈大，现象愈显著。END2. 潮汐半月不等 成因：太阳引潮力（月、地和太阳相互位置变化） 太阳引潮力特点：月引潮力是太阳引潮力的2.17倍；半日潮周期约为12h。 现象： 新月/满月：引潮力相互叠加-大潮 上弦/下弦：引潮力部分抵销-小潮 潮汐半月变化规律半月不等演示月相演示END月相变化新月/满月时潮汐现象太阳引潮力和月引潮力相互叠加高潮最高，低潮最低-大潮（spring tide）END上弦/下弦时潮汐现象月引潮力与太阳引潮

5、力部分抵销高潮最低，低潮最高-小潮（neap tide）END潮汐半月变化规律 新月(朔)-上弦-满月(望)-下弦- 新月潮 汐 大潮 小潮 大潮 小潮 大潮高潮高 max min max min max低潮高 min max min max min潮 差 max min max min max以半个太阴月为周期而变化。END3. 视差不等月潮视差不等 由于地球和月球距离变化而产生的潮汐不等。太阳潮视差不等 由于地球和太阳距离变化而产生的潮汐不等。END潮汐成因小结成因：月、太阳引潮力 + 地球自转地面上的海水在月、太阳引潮力的作用下产生运动， （1）由于地球上不同地点所形成的引潮力不同，使得

6、有的地方海水流入，水面升高形成高潮区，有的地方海水流出，水面下降形成低潮区。（2）地球的自转及地月系、日地系的公转，使得地球上各地区都有规律地出现高潮、低潮、大潮、小潮等潮汐现象。END四、理论潮汐与实际潮汐的差异 潮汐静力学理论的缺陷（两个假设、 实际情况、 原因）END理论潮汐的两个假设 整个地球被等深的大洋所覆盖，所有自然因素对潮汐不起作用； 海水无摩擦力和惯性力，外力使海水在任何时候都处于平衡状态。 END实际潮汐情况 高潮不一定发生在中天时，而 是滞后一定时间（高潮间隙）； 大潮不一定发生在朔望日，而 是滞后13天（潮龄）； 各地潮差不等，甚至非常悬殊。 相邻两地可能发生不同性质 的

7、潮汐。END产生差异的原因“迟到、高潮间隙、潮龄”的产生原因：大陆对海水阻隔阻碍了理想的潮汐椭圆体的形成；海洋深浅不一，海底崎岖不平海水受较大摩擦力； 海水粘滞性、惯性影响。潮差及潮汐的差异理论潮差不足1m，潮汐有规律。实际差异很大原因：沿岸海区水深变化大、海底地形复杂、岸形曲折，尤其是浅滩、狭窄海湾的存在。END五、潮汐类型正规半日潮：“每天发生两次高潮、两次低潮、两次高潮潮高相差不大、涨落潮时间接近”正规日潮：“半个月中有连续1/2以上天数为日潮，其余日为半日潮”不正规半日潮混合潮：“基本具有半日潮特性，但两次高潮潮高相差较大、涨落潮时间不等”不正规日潮混合潮：“在半个月中，日潮天数小于7

8、天，其余为不正规半日潮” END六、潮汐术语1平均海面（Mean sea level, MSL）潮高基准面（Tidal datum, TD）海图深度基准面（Chart datum,CD）涨潮时间（Duration of rise）落潮时间（Duration of fall）平潮（Slack）：“不升也不降”停潮（Stand）：“不降也不升”潮龄（Tidal age）:朔望至实际大潮日的间隔天数 TD大潮小潮END潮汐术语2潮差（Tidal range）回归潮（Tropic tide）： max,周日不等现象最显著分点潮（Equinoctial tide） min,周日不等现象最小高高潮（Hig

9、her high water, HHW）：1个太阴日中高低潮（Higher low water, HLW）低低潮（Lower low water, LLW）低高潮（Lower high water, LHW）END潮汐术语3平均大潮高潮面（Mean high water spring, MHWS）平均大潮低潮面（Mean low water spring, MLWS）平均小潮高潮面（Mean high water neap, MHWN）平均小潮低潮面（Mean low water neap, MLWN）TD大潮小潮END潮汐术语4平均高潮间隙（Mean high water interval,

10、 MHWI）平均低潮间隙（Mean low water interval，MLWI）大潮升（Spring rise, SR）小潮升（Neap rise, NR）潮信资料：潮信表或海图上所提供的概算潮汐的航海资料，包括MH(L)WI、SR、NR和MSL。END潮汐图解END2 中版潮汐表与潮汐推算一、中版潮汐表概况 二、潮汐推算 三、任意时潮高与任意高潮时计算 四、潮汐在航海上的应用END一、中版潮汐表概况 1 出版单位和周期2 各册主要内容3 使用注意事项END1.出版单位和出版周期1）主要有两种版本（1）中国人民解放军海军司令部航海保证部出版我国沿海分三册： 第一册 黄渤海区 第二册 东海海

11、区 第三册 南海海区（2）国家海洋信息中心出版我国沿海分三册： 第一册 黄渤海区 第二册 东海海区 第三册 南海海区另外，有些港口的海事或港务部门也会出版本港口的潮汐表。2）潮汐表的出版周期为每年再版。END2.中版潮汐表主要内容主港：在潮汐表中详细刊载全年每天潮汐数据的港；附港：在潮汐表中只提供与主港潮时潮高换算关系数据的港。1）主港潮汐预报表：各主港每日高、低潮潮时和潮高及我国部分港口的逐时潮高。2）潮流预报表：部分海峡、港湾、航道、渔场的潮流预报资料。3）差比数和潮信表：用于预报附港潮汐的差比数与概算潮汐的潮信资料。平均海面季节改正表、梯形图卡END3.中版潮汐表使用注意事项表列潮时：当

12、地标准时，注意表中所列时间与船时的一致性。潮汐表预报误差：一般情况下潮时预报误差：2030min；潮高预报误差：2030cm。 特殊情况下台风增水(max: 1m)；寒潮减水(max: 1m)；江河口汛期实际水位往往高于预报水位；南海日潮混合潮港平潮时间较长，潮时预报误差可达1h。 END二、潮汐推算1 主港潮汐推算2 附港潮汐推算 3 利用潮信资料估算潮汐END1 主港潮汐推算（中版）主港潮汐预报表主要内容：站名、经纬度、日期、时区、TD、高(低)潮潮时与潮高 查询方法：根据港名和日期查目录，得该港资料所在页数。例如：求北海1990年3月3日潮汐解（1）查目录资料所在页码；（2）翻到该页得主

13、港北海潮汐资料。资料格式：潮时 潮高时分 cm0529 1041118 2131421 1962215 434END2 附港潮汐推算（中版） 差比数表预报内容 公式附港高(低)潮潮时主港高(低)潮潮时高(低)潮潮时差附港高(低)潮潮高主港高(低)潮潮高（主港MSL主港SC）潮差比（附港MSL附港SC）当季节改正不大（SC10cm）时，可用下式：附港高(低)潮潮高主港高(低)潮潮高潮差比改正值 步骤 实例1、实例2差比数表差比数表（半日潮）END差比数表预报内容高潮时差、低潮时差、潮差比、改正值；高潮时差：附港高潮时-主港高潮时，“+/-”低潮时差：附港低潮时-主港低潮时，“+/-”潮差比：半日

14、潮港附港平均潮差/主港平均潮差；日 潮 港附港回归潮大的潮差/主港回归潮大的潮差。改正值：改正值附港平均海面附表中的主港平均海面潮差比。差比数表（半日潮）差比数表（日潮）END附港潮汐推算步骤（中版）1. 根据附港名查差比数表得附港编号、主港及其编号、差比数数据；2. 按港口编号、月份查平均海面季节改正表得 主、附港平均海面MSL 季节改正SC；3.按主港名、日期查主港潮汐预报表得主港当日 潮汐资料；4.按相应公式计算附港潮汐。END附港潮汐推算实例1例1：求广西珍珠港1990年3月27日高(低)潮潮时、潮高。 解：查1990年潮汐表中差比数表得：珍珠港编号：10012；MSL：302cm 珍

15、珠港的主港：北海（编号10004；MSL：255cm）高潮时差：0006；低潮时差：0010潮差比：0.98；季节改正（查4月1日）：珍珠港、北海为：-6、-5cm。查主港预报表得北海当日潮汐：0009 174cm；0640 365cm；1335 189cm；1847 289cm。求高(低)潮潮时、高(低)潮潮高差比数表主港潮汐表END珍珠港3月27日潮时 高潮潮时 低潮潮时珍珠港（3月27日） 0640 1847 0009 1335潮时差 ) -0006 -0006 +0010 +0010珍珠港（3月27日） 0634 1841 0019 1345END珍珠港3月27日潮高 高潮潮高 低潮潮

16、高北海潮高 365 289 174 189季改后MSL -） 250 250 250 250 北海半潮差 115 039 -076 -061潮差比 ) 0.98 0.98 0.98 0.98珍珠港半潮差 113 038 -075 -060季改后MSL +) 296 296 296 296珍珠港潮高 409 334 221 236珍珠港（3月27日） 0634 1857 0003 1345END附港潮汐推算实例2例2：题同上（求广西珍珠港1990年3月27日高(低)潮潮时、潮高）用改正值求解：1）查附表得潮差比：0.98 改正值：53差比数表 2）求潮高 高潮潮高 低潮潮高北海潮高 365 28

17、9 174 189潮差比 ) 0.98 0.98 0.98 0.98 珍珠港未改正潮高 358 283 171 185改正值 + ) 53 53 53 53珍珠港潮高 411 336 224 238比较例1的结果：珍珠港潮高 409 334 221 236END3 利用潮信资料估算潮汐1）潮时估算高(低)潮潮时（格林尼治）月中天时（上、下） +高(低)潮间隙 注意：对于半日潮，一个太阴日应有两高两低的潮时（潮时估算例） END初一月上中天1200，十六月上中天0000，每日推迟48min。所以：上半月 高潮潮时=（农历日期-1）0.8+1200+平均高潮间隙下半月 高潮潮时=（农历日期-16）

18、0.8+平均高潮间隙另一次高潮潮时加1224上半月 低潮潮时=（农历日期-1）0.8+1200+平均低潮间隙下半月 低潮潮时=（农历日期-16）0.8+平均低潮间隙另一次低潮潮时加1224简易的潮时推算法（仅适用于半日潮）END潮时估算例估算海口初五的潮时解差比数表THW1=(农历初五-1)0h.8+12h+MHWI =1512+1126=2638-2448=0150；THW2=THW11224=1414TLW1=(农历初五-1)0h.8+12h+MLWI =1512+0514=2026 ；TLW2=TLW11224=0802低潮间隙高潮间隙END2）潮高估算SRNR低潮高2平均海面高潮高大潮

19、日： 高潮高=大潮升小潮日： 高潮高=小潮升END潮信资料估算潮汐举例例：估算海口初五潮汐解：差比数表（半日潮）大潮升小潮升平均海面=311-（311-261）（5-3）/7=286.7低潮高2平均海面高潮高= 2170 286.7= 53.3END三、任意时潮高与任意潮高潮时计算计算公式（原理图示）或计算举例END计算公式原理图TLWTHWtht(R/2)cos=R/2- (R/2)cos= 180t-THWTLW-THWhHWhLWEND计算举例（HW）求北海1990年3月1日1200潮汐解：1）查表得 0913 329 1511 201 2）R=1283）以HW为基准计算4）以LW为基准

20、计算END计算举例（LW）END四、潮汐在航海上的应用1. 求实际水深2 过浅滩最小潮高计算3 过架空障碍物最大潮高计算4 测深辨位计算海图水深5 求物标实际高度END1. 求实际水深实际水深=海图水深潮高（CDTD）TDCDCD值TD值MSL某时潮面实际水深海图水深潮高CDTDEND2. 过浅滩最小潮高计算图深+潮高+(CD-TD)吃水+富裕水深潮高吃水+富裕水深-图深-(CD-TD) CD-TDEND3. 过架空障碍物最大潮高计算SR+净空高(标注高)潮高+水面最大高(主桅高)+安全余量潮高 SR+净空高-水面最大高-安全余量END4. 测深辨位计算海图水深吃水+测深值=图深+潮高+(CD

21、-TD)图深=吃水+测深值-潮高-(CDTD)吃水测深值CDTD图深潮高END5. 求物标实际高度 中版海图的山高当地MSL起算：实际高度=图注高度 + MSL - 当时潮高 MSL图注高度当时潮高实际高度TDEND5. 求物标实际高度灯高及英版海图的山高起算面：半日潮：MHWS日潮：HHW无潮： MSL。实际高度=图注高度+MHWS-当时潮高MHWS图注山高当时潮高实际灯高TD灯高END英版潮汐表ATT 概况 出版单位、周期（年版） 各卷范围、主要内容 改正（补遗和勘误表英版ANM年度摘要No.1号 ） 潮汐推算 主港潮汐推算 附港潮汐推算END3 英版潮汐表与潮汐推算英版潮汐表各卷范围英版

22、潮汐表索引图见各卷封底，覆盖范围如下：NP201：英国和爱尔兰（包括欧洲水道各港）；NP202：欧洲（不包括英国和爱尔兰）、地中海和大西洋；NP203：印度洋和南中国海（包括潮流表）；NP204：太平洋（包括潮流表） 各卷所包括海区的界限见表内潮汐表界限图。END英版潮汐表主要内容 Part I: Tidal predictions for standard ports； Part Ia: Tidal stream tables (NP203, NP204)； Part II: Time and height differences for predicting the tide at sec

23、ondary ports. Index to standard ports(最前页)； Geographical index (书末,主港名黑体字) ； Diagrams for finding the height of the tide at times between high and low water. Diagrams showing limits of ATT and Time Zones.END主港潮汐推算（英版）Port nameGeographical Index Page number； or:Port nameIndex to standard port Page nu

24、mber；Daterelative pageTimes and heights of high and low waters. 例END例(主港)求吴淞口（wusong）1998年3月17日潮汐解：直接查Index to standard port 得Page numberEND附港潮汐推算（英版） 计算公式：附港THW = 主港THW + TDHW附港TLW = 主港TLW + TDLW附港hHW= 主港hHW - 主港SC + HDHW (内插) + 附港SC附港hLW= 主港hLW - 主港SC + HDLW (内插) + 附港SC注意事项例(Vol.1,Vol.2内插) END英版潮汐

25、表使用注意 NP201各港和NP202中欧洲港口的潮时差需要根据主港高(低)潮潮时内插。 各卷潮高差需根据经平均海面季节改正后的主港高(低)潮潮高内插。 英版潮时差、潮高差表示意图END英版潮时差、潮高差摘录 Time differences Height differences MHW MLW MHWS MHWN MLWN MLWS Zone U.T. (G.M.T. ) 0000 0600 0000 0600 and and and and 5.5 4.4 2.2 0.8 1200 1800 1200 1800.-0030 -0110 -0100 -0020 +0.2 -0.1 -0.2

26、-0.1 END例(附港)1求佘山（Sheshan）1998年3月17日潮汐解：1）查地理索引得sheshan的编号为72812）查附表得下列资料：3）查主表得WUSONG资料：4）求佘山潮汐英版附表英版主表END例(附港)2 HW LWWUSONG 0234 1445 1031 2239TD -0033 -0033 -0243 -0243 Sheshan 0201 1412 0748 1956主港h 3.3 3.2 0.7 0.7SC(内插) -) -0.1 -0.1 -0.1 -0.1HD (内插) +0.6 +0.6 -0.8 -0.8附港h1 4.0 3.9 0.0 0.0SC -0.

27、1 -0.1 -0.1 -0.1Sheshan 3.9 3.8 -0.1 -0.1英版附表ENDHD内插法3.4 3.30.60.8-0.8END4 潮流推算一、潮流及其分类1.潮流在天体引潮力的作用下，海水作周期性的水平运动。2 .潮流的分类1）往复流受地形影响而产生的流向在两个相反或接近相反的方向上作周期性的变化的潮流。 流向由外向里称为涨潮流，流向由里向外称为落潮流。2）回转流在一个潮汐周期内，潮流流向随时间顺时针（或逆时针）变化360，流速也随时间变化的潮流。END 1.往复流推算 1）往复流海图图式如右图二、海图上的潮流资料与潮流推算END2）估算往复流每日最大流速vmax实际大潮日前后二日内（如初三大潮，则初一 初五，十六 廿）：vmax 大潮日最大流速vS实际小潮日前后二日内（如初十小潮，则初八 十二，廿三 廿七）：vmax 小潮日最大流速vN其它日： vmax （ vS + vN ） vS vN END3）求任意时流速v v = vmaxsin 180式中：vmax为当天最大流速 T为涨、落潮持续时间 T为任意时与转流时的间隔时间END任意时流速v的估算（半日潮）转流时：V = 0转流前后第1h：V = vmax转流前