第四章潮汐概述课件.ppt

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1、潮汐概述,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）往复流(Alternating Current)回转流(Rotary Current),2023/3/28,第一节 潮汐基本成因与潮汐不等,潮汐基本成因 平衡潮理论两个假设 月球引力 惯性离心力 月引潮力与月潮椭圆体 潮汐基本成因 潮汐不等（周日不等、半月不等、视差不等）,2023/3/28,平衡潮理论(静力学)假设,

2、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。,2023/3/28,月球引力,月球对地球的吸引力：地球表面某单位水质点所受引力 公式：特点：大小方向,2023/3/28,惯性离心力,地-月公共质心 地球各点惯性离心力 地球的平动运动 地心E：地面各点：相等、平行、背离月球,2023/3/28,月引潮力与月潮椭圆体,月球引力,2023/3/28,月引潮力与月潮椭圆体,月球引力 惯性离心力,2023/3/28,月引潮力与月潮椭圆体,月球引力 惯性离心力 月引潮力 地心：零 地面：各不相同,2023/3/28,月引潮力与月

3、潮椭圆体,月球引力 惯性离心力 月引潮力地心：零地面：各不相同 月潮椭圆体,2023/3/28,潮汐基本成因,成因：月引潮力+地球自转 现象(=0)：A1(上中天)：HW1A2(转90O)：LW1A3(下中天)：HW2A4(转90O)：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）,2023/3/28,潮汐周日不等,成因：月赤纬0 且 0现象：0：两次HW(LW)潮高不等；涨落潮时不等；=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。,2023/3/28,潮汐半月不等,成因：太阳引潮力 太阳引潮

4、力特点：比月引潮力小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,2023/3/28,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）,2023/3/28,上弦/下弦时潮汐现象,月引潮力与太阳引潮力部分抵销高潮最低，低潮最高-小潮（neap tide）,2023/3/28,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

5、max min max min max以半个太阴月为周期而变化。,2023/3/28,视差不等,由于地球/太阳和月球距离变化而产生的潮汐不等称为潮汐视差不等。恒星月：27.3日太阳：365.25日,2023/3/28,潮汐成因,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，使得有的地方的水面被抬高形成高潮区，有的地方的海水被吸走，水面降低形成低潮区。（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每日：高潮、低潮、半月：大潮、小潮。,2023/3/28,实际潮汐情况,高潮：不一定发生在中天时，而是滞

6、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潮汐。,2023/3/28,潮汐类型,正规半日潮：“一个太阴日两次高潮、两次低潮、潮高相差不大、涨落潮时接近”不正规半日潮混合潮：一个太阴日两次高潮、两次低潮、潮高相差很大、涨落潮时也不等”正规日潮：“半月中有连续1/2以上天数为日潮，其余日为半日潮”不正规日潮混合潮：“在半个月中，日潮小于7天，其余为不正规半日潮”,2023/3/28,潮汐术语1,P88平均海面（Mean sea level,MSL）潮高基准面（Tidal datum,TD）海图深度基准面（Char

7、t datum,CD）涨潮时间（Duration of rise）LW-HW时间间隔落潮时间（Duration of fall）HW-LW时间间隔平潮（Slack）：“高潮后”停止升降停潮（Stand）：“低潮后”停止升降潮龄（Tidal age）:朔望至实际大潮发生日（1-3天）,2023/3/28,潮汐术语2,潮差（Tidal range）：相邻高低潮潮高之差回归潮（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（Higher high water,HHW）：1个太阴日中高低潮（Higher low water,

8、HLW）低低潮（Lower low water,LLW）低高潮（Lower high water,LHW）,2023/3/28,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）,2023/3/28,潮汐术语4,高（低）潮间隙：每天月中天高（低）潮时间间隔平均值平均高潮间隙（Mean high water interval,MHWI）平均低潮间隙（Mean l

9、ow water interval，MLWI）大潮升（Spring rise,SR）TD-MHWS小潮升（Neap rise,NR）TD-MHWN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。,2023/3/28,潮汐图解,2023/3/28,2 中版潮汐表与潮汐推算,中版潮汐表概况 出版单位、出版周期、各册范围 各册主要内容、使用注意事项 潮汐推算 主港潮汐推算、附港潮汐推算 利用潮信资料估算潮汐 任意时潮高与任意高潮时计算 潮汐在航海上的应用,2023/3/28,中版潮汐表各册范围,中国沿海：第一册：中国黄海、渤海沿岸，从鸭绿江至长 江口。第二

10、册：中国东海沿岸，从长江口至台湾。第三册：中国南海沿岸及诸岛，包括广东、广西和南海诸岛。世界：第四册：太平洋及邻近海域。第五册：印度洋沿岸（含地中海）及欧洲水域。第六册：大西洋沿岸及非洲东海岸。,2023/3/28,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。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。潮流预报表：部分海峡、港湾、航道、渔场潮流预报资料。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,2023/3/28,潮汐表预报误差,一般情况下潮时预报

11、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。,2023/3/28,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：站名目录资料所在页码；日期相关页潮时、潮高,资料格式：潮时 潮高时分 cm0048 690719 5361320 1501918 518,2023/3/28,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

12、潮高主港高(低)潮潮高（主港MSL主港SC）潮差比（附港MSL附港SC）（SC10cm）或：附港高(低)潮潮高主港高(低)潮潮高潮差比改正值（SC10cm）步骤 实例1、实例2,2023/3/28,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：主港与附港高潮潮时之差，“+/-”低潮时差：主港与附港低潮潮时之差，“+/-”潮差比：半日潮港附港平均潮差与主港平均潮差之比；日 潮 港附港回归潮大的潮差与主港回归潮大的潮差之比。改正值：主、附港平均海面季节改正不大时，附港潮汐预报订正值。,2023/3/28,附港潮汐推算实例1（中版）,例1：求铜沙94年2月1日高(低)潮潮时、潮高。

13、解：查1994年第一册潮汐表差比数表得：附港铜沙：编号 5012；MSL：260cm铜沙主港：吴凇（编号5006；MSL：202cm）高潮时差：0157；低潮时差：0221潮差比：1.21；铜沙、吴凇季节改正均为-025cm。查主港预报表得吴凇当日潮汐：0327 315cm；1127 059cm；1539 328cm；2358 059cm。高(低)潮潮时、高(低)潮潮高,2023/3/28,铜沙2月1日潮时（中版）,高潮潮时 低潮潮时吴凇（2月1日）0327 1539 1127 2358潮时差)-0157-0157-0221-0221铜沙（2月1日）0130 1342 0906 2137,20

14、23/3/28,铜沙2月1日潮高（中版）,高潮潮高 低潮潮高吴凇潮高 315 328 059 059季改后MSL-)177 177 177 177吴凇MSL上潮高 138 151-118-118潮差比)1.21 1.21 1.21 1.21铜沙MSL上潮高 167 183-143-143季改后MSL+)235 235 235 235铜沙潮高 402 418 092 092,2023/3/28,附港潮汐推算实例2（中版）,例2：求铜沙94年5月1日高(低)潮潮时、潮高。解：查1994年第一册潮汐表差比数表得：铜沙编号：5012；铜沙主港：吴凇（编号5006）高潮时差：0157；低潮时差：0221

15、潮差比：1.21；铜沙吴凇季节改正均为1cm改正值：16cm查主港预报表得吴凇当日潮汐：0349 351cm；1203 108cm；1618 273cm；2313 116cm。高(低)潮潮时、高(低)潮潮高,2023/3/28,铜沙5月1日潮时（中版）,高潮潮时 低潮潮时吴凇（5月1日）0349 1618 1203 2313潮时差)-0157-0157-0221-0221铜沙（5月1日）0152 1421 0942 2052,2023/3/28,铜沙5月1日潮高（中版）,高潮潮高 低潮潮高主港潮高 351 273 108 116潮差比)1.21 1.21 1.21 1.21铜沙未改正潮高 42

16、5 330 131 140改正值+)16 16 16 16铜沙潮高 441 346 147 156,2023/3/28,利用潮信资料估算潮汐,利用平均高（低）潮间隙求潮时当地高(低)潮潮时当地高(低)潮间隙 格林尼治月上(下)中天时 利用潮升估算潮高 大潮日、小潮日、其他日 简易潮时估算法 上半月潮时估算 下半月潮时估算,2023/3/28,大潮日潮高估算,高潮高=大潮升低潮高=2MSL-高潮高,2023/3/28,小潮日潮高估算,高潮高=小潮升低潮高=2MSL-高潮高,2023/3/28,其他日潮高估算,低潮高2平均海面高潮高,2023/3/28,农历上半月简易潮时估算,P93：半日潮港，初

17、一月中天1200，每日推迟50min，约0h.8。农历15之前THW1=(农历日期-1)0.8+1200+MHWI；THW2=THW11225TLW1=(农历日期-1)0.8+1200+MLWI；TLW2=TLW11225,2023/3/28,农历下半月简易潮时估算,十六月中天0000，每日推迟50min，约0h.8。农历15之后THW1=(农历日期-16)0.8+MHWI；THW2=THW11225TLW1=(农历日期-1)0.8+MLWI；TLW2=TLW11225,2023/3/28,任意时潮高与任意潮高潮时计算,海面涨落规律 原理（涨潮、落潮）计算公式,2023/3/28,海面涨落规律

18、,2023/3/28,公式计算法原理（涨潮）,2023/3/28,公式计算法原理（落潮）,2023/3/28,潮汐在航海上的应用,过浅滩最小潮高计算 过架空障碍物最大潮高计算 测深辨位计算海图水深 求物标实际高度,2023/3/28,过浅滩最小潮高计算,最小潮高=吃水+富裕水深-图深-(CD-TD),2023/3/28,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)+安全余量最大潮高=SR+净空高-水面最大高-安全余量,2023/3/28,测深辨位计算海图水深,吃水+测深值=图深+潮高+(CD-TD)图深=吃水+测深值-潮高-(CD-TD),2023/3/28,求物

19、标实际高度（高程）,中版海图(当地MSL)：图注高度+MSL=当时潮高+实际高度实际高度=图注高度+MSL-当时潮高 英版海图(半日潮:MHWS;日潮:HHW;无潮:MSL)：图注高度+MHWS=当时潮高+实际高度实际高度=图注高度+MHWS-当时潮高,2023/3/28,3 英版潮汐表与潮汐推算,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（END）,2023/3/28,英版潮汐表各卷范围,英版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

20、：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。,2023/3/28,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 secondary ports.Index to standard ports(最前页)；Geogr

21、aphical 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.,2023/3/28,主港潮汐推算（英版）,Port nameGeographical IndexPage number；or:Port nameIndex to standard port Page number；Daterelative pageTimes and heights of hig

22、h and low waters.,2023/3/28,附港潮汐推算步骤（英版）,Port nameGeographical indexPort No.；Port No.Part IIStandard port name；Port No.；Page No.Time differences and height differencesSeasonal changes in meal sea levelDatePart I:Times and heights of high and low waters of the standard port.Calculation.,2023/3/28,4 潮

23、流推算,潮流种类、表示法 往复流：涨、落潮流向相反以带羽的箭矢表示涨潮流的流向，不带羽尾的箭矢表示落潮流的流向。回转流：流向顺/逆时针变化，流速随时间变化 回转流图、回转流表 根据潮汐表推算潮流,2023/3/28,往复流每日最大流速,新月（朔）/满月（望）大潮 前后一两天：当日最大流速大潮日最大流速上弦/下弦日小潮 前后一两天：当日最大流速小潮日最大流速其它日：V=(VS VN)/23 VS 43 VN 2当日最大流速平均最大流速平均最大流速=（大潮最大流速+小潮最大流速）1/2 大潮最大流速3/4 小潮最大流速3/2,2023/3/28,任意时流速估算（半日潮）,转流后 1h：平均流速=当日最大流速1/3转流后1h-2h：平均流速=当日最大流速2/3转流后2h-3h：平均流速=当日最大流速3/3转流后3h-4h：平均流速=当日最大流速3/3转流后4h-5h：平均流速=当日最大流速2/3转流后5h-6h：平均流速=当日最大流速1/3,2023/3/28,回转流海图图式,青岛：主港名称0：主港高潮时1，2，：高潮前小时数I，II，：高潮后小时数,2023/3/28,