第11章、潮汐与潮流.ppt

1、潮汐和潮流，海面在外力作用下的周期性升降运动称为潮汐，其中海面的上升过程称为涨潮，海面的最高上升过程称为高潮(HW)，海面的下降过程称为落潮，海面的最低下降过程称为低潮(LW)。随着海水的周期性波动，也产生了海水的周期性水平流动，称为潮汐流。第一节是潮汐和潮汐项的基本成因，以及平衡潮汐理论(静力学)的假设：(1)整个地球被深度相等的海洋所覆盖，所有自然地理因素对潮汐都没有影响；(2)海水没有惯性力和摩擦力，外力使海水随时处于平衡状态。1.概述：潮汐的动力：天体潮汐力，研究航海潮汐的理论基础：平衡潮汐理论，最重要的是月潮汐力，其次是太阳潮汐力；2.月球潮汐力和潮汐的形成；1)月球对地球的引力；地

2、球表面某一单位水质点的引力公式；特征：地球表面每个点上的重力在大小和方向上都是不同的。惯性离心力：地球-月球公共质心：月球和地球之间的相对运动是围绕公共质心(即图中的g点)的平移运动。在平移运动中，任何点的位移、速度和加速度都与质心一致。惯性离心力：地球表面上的所有点都具有相同的大小和方向，都偏离月球，彼此平行，并且具有与质心接收的惯性离心力相同的大小和方向；3)月潮汐力、月球椭球、月球重力、惯性离心力和月潮汐力。根据这一假设，地球表面被深度相等的海水所覆盖，在潮汐力的作用下，形成了一个长轴和月球地面。闪光圈：由月球潮汐椭球上的所有点组成的水圈，其潮汐力指向地球的中心。4)潮汐的形成。上图显示

3、了赤纬为0时的月球潮汐椭球。A1、A2、A3和A4分别代表地球表面上任何点A随地球旋转一次的四个位置。在点A1，月亮在这一点凌日，导致一天的第一个高潮。在点A2，该点第一次穿过闪亮的圆圈，导致当天的第一次低潮；在A3，月亮在这一点上凌日，导致了一天的第二次高潮；在点A4，这个点第二次通过了闪亮的圆圈，导致了今天的第二次低潮。原因：周期：月亮两个连续的上(下)中旬之间的时间间隔是一个阴历日，大约是24小时50分钟。两次相邻高潮(低潮)之间的时间间隔称为潮汐周期，大约为12小时25分钟。这种潮汐以半个阴历日为周期，所以叫做半日潮。3.不平等的潮汐；1)周日涨潮和退潮不相等：一天涨潮和退潮两次，涨潮

4、和退潮不相等。原因是月赤纬不等于零，地理纬度不等于零。分析：Z1、Z3、D1、D2、Q1和Q3是地球上的三个点，Z、D和Q随地球旋转。根据上图的分析，Z点和Q点在它们的旋转过程中穿过了闪亮的圆，所以每天有两次高潮和两次低潮。但是，由于月球潮汐椭球与赤道面的交角，对于Z点，Z1和Z3处的潮汐高度明显不同，潮汐时间不相等，这是一种典型的周日不相等现象。然而，Q点不同，它位于赤道上。显然，Q1和Q3的潮高相等，潮汐时间相等，所以不存在不等周日现象，所以应该消除不等周日现象。D点是潮汐每天都在变化这一现象的一个极端特例。因为它不经过闪光圈，所以只有日潮出现，也就是说，每天只有一次高潮和一次低潮。1.当

5、纬度在9月处于赤纬时，出现半日潮，当=0或=0中的一个或两个出现时，不存在潮汐日不等现象，其他现象也存在，纬度越高越明显。2.当纬度在九月处于赤纬时，会出现一整天的潮汐。(2)半月不等现象：潮差变化以半个月为一个周期，从新月到上弦逐渐减小，从上弦到满月逐渐增大，从满月到下弦逐渐减小，从下弦到新月逐渐增大。原因：月亮、太阳和地球处于不同的位置，即月亮的相位不同，或者月亮的潮汐力和太阳的潮汐力的合力不同。分析：当月亮在新月或满月时，太阳和月亮椭球的长轴在同一个子午环平面上，即两个潮汐椭球的长轴方向相同，相互重叠，出现最高高潮和最低低潮(最大潮差)的现象，称为大潮；当月球位于上弦或下弦时，太阳潮汐椭

6、球的长轴和月球潮汐椭球的短轴在同一个子午环平面上，即两个潮汐椭球的长轴相互垂直，相互抵消。有大潮汐和小潮汐，大潮汐和小潮汐。第三，存在差距。原因：潮汐差异的差异主要是由于月球(或太阳)与地球之间距离的变化，或者是因为月球的轨道是椭圆的。周期：月亮对视差不平等的影响周期为一个恒星月，约27.3天，太阳对视差不平等的影响周期为一个回归年，约365.24天。4.潮汐类型，有规律的日潮，有规律的半日潮，有规律的半日潮，有规律的半日潮混合潮，有规律的半日潮混合潮，有规律的半日潮混合潮，有规律的半日潮混合潮，每天有两次涨潮和退潮，涨潮和退潮时间是两次，半个月中有一半以上的时间只有一次涨潮和一次退潮(即日潮

7、)，日本半个月中的涨潮天数不超过7天。 休息日为不规则的半日潮，基本上具有半日潮的特征，但一个阴历日相邻高潮和低潮的潮差和涨落时间不相等。 平均海面(MSL):根据长期观测计算出的某一时期的平均海面高度。海图深度基准面：计算海图水深的起始面；落潮时间：从低潮到高潮的时间间隔；潮位基准面：计算潮位的起始面，通常是海图深度基准面；如果它们不一致，应进行修订；低潮：涨潮时，有一段海面。海面已经停止上升和下降一段时间了。潮汐差是相邻高潮和低潮高度之间的差。大潮涨(SR):从潮高基准面到平均高潮位(即平均高潮位)的高度，小潮涨(NR):从潮高基准面到平均高潮位(即平均高潮位)的高度，退潮：月亮最大偏角处

8、的潮汐。当潮汐为退潮时，潮汐现象为半日潮，不均匀现象最为明显。春分潮是月亮赤纬最小时的潮汐。当潮汐是分裂潮汐时，潮汐是规则的半日潮，周日和周日之间的差异最小。潮龄：从王朔日到大潮实际发生的间隔天数。理论上讲，大潮的时间是王朔点。在实际潮汐中，大潮必须发生在王朔日之后13天。高潮和低潮(HLW)指的是一天中较高的两次低潮，低潮(LLW)指的是一天中较低的两次低潮，低潮高潮(LHW)指的是一天中较低的两次高潮，高潮(HHW)指的是一天中较高的两次高潮，高潮和低潮之间的间隔是从中午到高潮。理论上，某个地方的高潮时间是月中，实际上，某个地方的高潮时间是在月中之后。平均高(低)潮差(MHWI/MLWI)

9、是指每月从日中到高(低)潮的时间间隔的长期平均值，大潮差是指相邻高潮和低潮之间的差值，小潮差是指相邻高潮和低潮之间的差值。第2节，中期潮汐表和潮汐计算，1。中期潮汐表概述。第二卷：中国东海海岸，从长江口到台湾海峡。第三卷：南海海岸和岛屿，从台湾海峡到北部湾。第4卷：太平洋和邻近水域。第五卷：印度洋海岸(包括地中海)和欧洲水域。第六卷：大西洋海岸和非洲东海岸。国家海洋局海洋信息中心和海军司令部航空与保险司，每年出版一次(明年)，共六卷。第一、二、三卷是关于中国海域，第四、五、六卷是关于外国海域。主要内容：主要港口潮汐预报表：潮汐预报表，差率和潮汐信号表：其他：公布各主要港口的日高、低潮高、潮汐时

10、间和部分港口的小时潮位。中间潮位差率是指主辅港间的高潮和低潮时差、潮差比和修正值；潮汐信息包括平均涨潮和退潮、平均高(低)潮差、平均海面数据、格林威治的月过境时间表、部分港口的订正潮位表、10月份的月过境时间表(北京标准时间)、月偏角表(世界时间00: 00)和梯形图卡。最后三卷也有“地名索引”。1.中间潮汐表是当地标准时间使用中的注意事项：2 .正常情况下，潮汐表中间版本预测的潮汐时间误差量为0.30分钟；潮位误差为2030厘米。3.当台风、寒潮、气旋、降水、结冰、气压快速变化等现象发生时，实际水位会发生较大变化，这将导致潮位表产生较大误差。例如，台风会造成“增水”，寒潮会造成“减水”，春季

11、进入长江口附近海域的气旋会造成预测潮汐值与实际潮汐值相差很大。南海滩涂时间长，潮汐时间预测误差可达1小时。4.当潮位基准面与深度基准面不一致时，需要进行修正：(1)实际水深图(CDTD)实际水深图(CDTD)；(2)利用中期潮汐表计算潮汐，可以直接在主港潮汐预报表中查找主港涨潮和退潮的时间和潮位，以及一些重要港口的小时潮位。您可以从目录中查看主端口信息的页码。(1)寻找主港涨潮和退潮的时间和高度；(2)寻找辅助港的潮汐时间和高潮、低潮高度；(1)名词解释：涨潮和退潮的时差；(2)主港和副港高潮和低潮的区别。主港和副港的潮汐时差为，表明副港的涨潮和退潮晚于主港。主港和副港的潮汐时差为，表明副港的

12、涨潮和退潮早于主港。潮汐差比：半日潮汐港是指辅助港与主港的平均潮汐差比。日潮汐港是指辅助港的返回潮差与主港的返回潮差之比。修正值：利用潮差比从主港潮位计算辅助港潮位时，如果辅助港基准面不是由主港基准面确定的，需要修正辅助港潮位，使其从辅助港基准面开始。该校正值是列出的校正值。潮汐差值比表中的修正值=附属港中主港平均海面差值比，2。差比计算公式为：潮汐时间，附属港涨潮和退潮与主港涨潮和退潮的时间差，潮高：对于前三卷，当主附港的季节修正数较大时，为：辅港潮位=主港潮位-(主港平均海面的季节修正)潮差比(辅港平均海面的季节修正)。当主港和副港的季节改正量不大时，平均海面的季节改正量是不必要的，副港的

13、潮位可以直接用差值比栏中的改正量来计算，最后三卷的计算公式是。检查“差值比率和ti首先查表：涨潮和退潮时，经过季节调整后的吴淞MSL为177 177 177 177，兀术MSL潮位为132 173 -143 -128，兀术2月10日潮位为309 350 34 49，潮差比为1.21.21.21。铜沙MSL潮位为160 209 -173 -155，铜沙季节校正后的MSL为235 235 235 235，2月10日潮位为395 444 62 80。兀术，主要港口(2月10日)0327 1539 1127 2358，潮汐时差)-0157 -0157 -0221 -0221，沙桐，福冈(2月10日)0

14、130 1342 0906 2137，高潮和高潮，以及潮汐信息：平均大(小)潮涨，平均高(低)潮差，平均海面)，3)利用当地高(低)潮间隔中的上(下)过境如果格林威治月的上(下)中天时间未知，可以用以下近似方法计算：在阴历的上半月，格林威治月(阴历1日)的中上时间是0.81200，格林威治月的中下时间是1225，阴历的下半月。格林威治月的下子午线是1225，在格林威治月的上中线上。例：例1:中国某个地方的平均高潮间隔是1050。据估计，农历8月21日某海域的平均高潮间隔MHWI为1125。5月20日(农历十一月)的涨潮间隔是什么时候？解决方案：格林尼治时间(2116)0.8=0400当地高潮0

15、40010501450由于半日潮汐港有两次高潮，周期为1225，所以又有一次高潮145012250225。解决方案：GMT (111)0.81200=2000局部，平均高潮和高潮涨，2)潮位估计，平均高潮和低潮涨，平均高潮和低潮涨，平均低潮和低潮涨，其他日子的潮位可以根据大潮日和低潮日与大(小)潮日的内差计算，期望日的低潮和潮位为2。海面平均高潮和潮汐高度。例如：在涨潮542厘米、涨潮430厘米、平均海平面310厘米的海域，小潮和低潮的平均潮高是多少？方案：方案：该海域平均低潮高为23104301.9米；4)求任意时刻的潮高和任意时刻的潮高：公式：注：公式中，t为落潮和涨潮之间的时间间隔，t为任意时刻和低潮之间的时间间隔，t为任意时刻和涨潮之间的时间间隔。例，例1，某个地方当天的潮汐数据是3333。0835潮高，解：0610为高潮，1220为低潮，500厘米潮高，T12200610061061/6小时潮差500100400厘米t12200835034533/4小时t08350610022525/12小时根据公式，解：t37/40407所需时间为12200407007