海洋潮汐 (1)

天体与潮汐2015年10月作业完成课程总结报告，要求不少于1500字，内容包括：•课程内容的概述•对课程中感兴趣的内容进行深入分析，可以结合网络资料•对该课程教学内容、教学方式的意见和建议下周的课改在天象馆-天象演示航海学院NAVIGATIONCOLLEGE概述潮汐的基本成因与潮汐不等潮汐类型与潮汐术语简易潮汐推算潮汐在航海上的应用（END）主要内容航海学院NAVIGATIONCOLLEGE一、潮汐概述潮汐(Tide)涨潮(FloodTide)落潮(EbbTide)高潮(HighWater/HW)低潮(LowWater/LW)潮流(TidalStream)高潮(HW)低潮(LW)低潮(LW)高潮(HW)航海学院NAVIGATIONCOLLEGE二、潮汐的基本成因1.潮汐产生的原动力2.平衡潮理论的两个假设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；海水没有摩擦力和惯性力，外力使海水在任何时候都处于平衡状态。（END）*天体引力天体引潮力（月球、太阳）惯性离心力航海学院NAVIGATIONCOLLEGE1.月球对地球表面水质点的引力月球引力的特点方向不相同（指向月球中心）大小不相等（与距离平方成反比）(END)2EMRmmkf21xmkfMp一）月球引潮力和月潮椭圆体航海学院NAVIGATIONCOLLEGE2.地球体上各水质点的惯性离心力月球绕地球的公转是在一个平衡引力系统下的运动，确切地说，这种运动是是月球和地球绕着它们的公共质心运动。mE=81.5mM,R=60.3REmMR1w2=mER2w2R2=0.73RE地球质心惯性离心力：mE×0.73RE·w2月球引力：2EMRmmkfR1R2=(END)一）月球引潮力和月潮椭圆体航海学院NAVIGATIONCOLLEGEGA3G′A2A1A4月球和地球实际上都不是质点，而是有一定尺寸的物体，因此月球与地球的相对运动不能简单地看作质点运动，而是绕公共质心做平动运动。惯性离心力特点：地心E：大小：f1=1·0.73REω2=k·mM·1/R2方向：背离月心。地面各点：大小相等（f1）方向相同（背离月球）（END）E2E1E3E42.地球体上各水质点的惯性离心力（END）一）月球引潮力和月潮椭圆体航海学院NAVIGATIONCOLLEGE3.月球引潮力月球引潮力=月球引力＋惯性离心力4.月潮椭圆体在引潮力的作用下，等深度海水形成了月潮椭圆体（END）一）月球引潮力和月潮椭圆体航海学院NAVIGATIONCOLLEGE5.月潮椭圆体特点：椭圆体长轴在月、地中心连线上；椭圆面所在区域为高潮区；引潮力指向球心所在的区域为低潮区（照耀圈）。（END）高潮区低潮区高潮区低潮区一）月球引潮力和月潮椭圆体航海学院NAVIGATIONCOLLEGE成因：月引潮力+地球自转现象：A1(上中天)：HW1；A3(下中天)：HW2；太阴日：24h48m潮汐周期：12h24m(半日潮)（END）二）潮汐的基本成因A1A4A3A2PnA2(转90O)：LW1A4(转90O)：LW2航海学院NAVIGATIONCOLLEGE三、潮汐的周日不等1.周日不等2.半月不等3.视差不等航海学院NAVIGATIONCOLLEGE一）潮汐的周日不等1.产生原因0，且0。2.潮汐周日不等现象在同一太阴日中所发生的两次高潮或两次低潮的潮高不等以及相邻的高、低潮的时间间隔不相等。航海学院NAVIGATIONCOLLEGE3.讨论当月赤纬Dec不等于0时，不同纬度的地区，存在不同性质的潮汐：在φ≥90°－Dec的地区（如A），每天只发生一次高、低潮；在0的地区（如B），每天发生两次高潮和两次低潮；相邻的高（低）潮潮高不等，涨（落）潮时间间隔不等；在赤道（=0）时（如C），无不等现象。特点：、愈大，现象愈显著。（END）一）潮汐的周日不等航海学院NAVIGATIONCOLLEGE二）潮汐半月不等地球体上水质点除受到月球引潮力作用外，同时还受到了太阳引潮力的作用。1.太阳引潮力和太阳潮椭圆体太阳引潮力产生原理与月引潮力相同，其引潮力是月引潮力的1/2.17；太阳引潮力亦能产生相应的太阳潮椭圆体；太阳两次上（下）中天的时间间隔为一个太阳日，24h，太阳潮的半日潮周期为12h；太阳的赤纬不等于0时，也会发生潮汐的周日不等现象。（END）航海学院NAVIGATIONCOLLEGE初一，新月高潮最高，低潮最低“大潮”（springtide）十五，满月高潮最高，低潮最低“大潮”（springtide）廿二、三，下弦月高潮最低，低潮最高“小潮”（neaptide）2.产生原因：月球、太阳和地球相对位置的周期性变化3.现象：“大潮”和“小潮”4.周期：半个朔望月（约14.5天）初七、八，上弦月高潮最低，低潮最高“小潮”（neaptide）月潮椭圆体太阳潮椭圆体（END）二）潮汐半月不等航海学院NAVIGATIONCOLLEGE新月(朔)-上弦-满月(望)-下弦-新月(朔)潮汐高潮高低潮高潮差5.潮汐半月变化规律maxminmaxminmaxminmaxminmaxminmaxminmaxminmax（END）大潮小潮大潮小潮大潮二）潮汐半月不等航海学院NAVIGATIONCOLLEGE三）潮汐的视差不等产生原因：周期：一个恒星月（约27.3天）周期：一个回归年（约365.24日）（END）63.7近地点：约57个地球半径远地点：约个地球半径地球与月球距离变化{814.7110{kmkm8近日点：远日点：15.2110地球与太阳距离的变化航海学院NAVIGATIONCOLLEGE四、潮汐类型正规半日潮（Semidiurnaltide）：“两次高潮、两次低潮、潮高相差不大、潮时接近”不正规半日潮混合潮（Mixedtide）：“基本具有半日潮特性，但相差很大、不等”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”正规日潮（Diurnaltide）：“半月中有连续1/2以上天数为日潮，其余日为半日潮”（END）航海学院NAVIGATIONCOLLEGE平潮（Slack）高潮发生后，海面有一段时间呈现停止升降的现象。停潮（Stand）低潮发生后，海面有一段时间呈现停止升降的现象。潮龄（Tidalage）由朔望至实际大潮发生日的时间间隔天数。1～3天潮差（Tidalrange）相邻高、低潮潮高之差。回归潮（Tropictide）月球赤纬最大时（此时月球在北回归线或南回归线附近）的潮汐。潮汐周日不等现象最显著。分点潮（Equinoctialtide）月球赤纬最小时的潮汐。潮汐周日不等现象最小。（END）潮汐术语1航海学院NAVIGATIONCOLLEGE高高潮（Higherhighwater,HHW）在1个太阴日中发生2次高潮，其中潮高较高的高潮称为高高潮。低高潮（Lowerhighwater,LHW）在1个太阴日中发生2次高潮，其中潮高较低的高潮称为低高潮。高低潮（Higherlowwater,HLW）在1个太阴日中发生2次低潮，其中潮高较高的低潮称为高低潮。低低潮（Lowerlowwater,LLW）在1个太阴日中发生2次低潮，其中潮高较低的低潮称为低低潮。（END）潮汐术语2航海学院NAVIGATIONCOLLEGE平均高（低）潮间隙（Meanhigh/lowwaterinterval,MHWI/MLWI）每天月中天时刻至高（低）潮时的时间间隔的长期平均值。潮汐术语3月中天高潮时低潮时低潮间隙高潮间隙MHWSMHWNMSLMLWNMLWSCD/TD（END）航海学院NAVIGATIONCOLLEGE潮汐术语4平均大潮高潮面（Meanhighwaterspring,MHWS）大潮期间的平均高潮高所在的水平面。月中天高潮时低潮时低潮间隙高潮间隙MHWSMHWNMSLMLWNMLWSCD/TD（END）航海学院NAVIGATIONCOLLEGE潮汐术语5月中天高潮时低潮时低潮间隙高潮间隙MHWSMHWNMSLMLWNMLWSCD/TD平均大潮低潮面（Meanlowwaterspring,MLWS）大潮期间的平均低潮高所在的水平面。（END）航海学院NAVIGATIONCOLLEGE潮汐术语6月中天高潮时低潮时低潮间隙高潮间隙MHWSMHWNMSLMLWNMLWSCD/TD平均小潮高潮面（Meanhighwaterneap,MHWN）小潮期间的平均高潮高所在的水平面。（END）航海学院NAVIGATIONCOLLEGE潮汐术语7月中天高潮时低潮时低潮间隙高潮间隙MHWSMHWNMSLMLWNMLWSCD/TD平均小潮低潮面（Meanlowwaterneap,MLWN）小潮期间的平均低潮高所在的水平面。（END）航海学院NAVIGATIONCOLLEGE五.利用潮信资料概算潮汐利用平均高（低）潮间隙求潮时简易潮时估算法上半月潮时估算下半月潮时估算（END）航海学院NAVIGATIONCOLLEGE五.利用潮信资料概算潮汐1.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格林尼治月上（下）中天时刻从附表中《格林尼治月中天时刻表》中查取。（END）航海学院NAVIGATIONCOLLEGE2.简易潮时估算法（半日潮港）当不知道格林尼治月上(下)中天时间，对于半日潮港，可按下述方法近似求取月中天时间：上半月:月上中天时=(农历日期-1)×0.8+1200月下中天时=月上中天时±1225下半月:月上中天时=(农历日期-16)×0.8月下中天时=月上中天时±1225（END）五.利用潮信资料概算潮汐航海学院NAVIGATIONCOLLEGE2.简易潮时估算法（半日潮港）1）农历上半月简易潮时估算初一月中天1200，每日推迟50min，约0h.8。THW1=(农历日期-1)×0.8+1200+MHWI；THW2=THW1±1225TLW1=(农历日期-1)×0.8+1200+MLWI；TLW2=TLW1±1225平均高（低）潮间隙、从《差比数和潮信表》中查取；农历日从《月历表》中查取；（END）五.利用潮信资料概算潮汐航海学院NAVIGATIONCOLLEGE2.简易潮时估算法（半日潮港）2）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。THW1=(农历日期-16)×0.8+MHWI；THW2=THW1±1225TLW1=(农历日期-1)×0.8+MLWI；TLW2=TLW1±1225平均高（低）潮间隙、从《差比数和潮信表》中查取；农历日从《月历表》中查取；（END）五.利用潮信资料概算潮汐航海学院NAVIGATIONCOLLEGE六、潮汐在航海上的应用过浅滩最小安全潮高计算过架空障碍物最大安全潮高计算（END）航海学院NAVIGATIONCOLLEGE1.过浅滩（最小安全潮高）计算∴最小安全潮高=吃水+富裕水深-图深-(CD-TD)（END）富余水深吃水潮高海图水深TDCD实际水深任意时海面平均海面潮高基准面深度基准面海底∵图深+潮高+(CD-TD)≥吃水+富裕水深潮汐在航海上的应用航海学院NAVIGATIONCOLLEGE例：某船吃水9.3m,铜沙浅滩海图最小水深为8m,若保留龙骨下富余水深0.7m,求2004年2月10日0800后可安全驶过铜沙浅滩的最早时刻。（END）潮汐在航海上的应用航海学院NAVIGATIONCOLLEGE2.过架空障碍物最大潮高计算∵大潮升+净空高度任意时海面潮高基准面深度基准面海底大潮升安全余量MHWS水面上最大高度潮高潮高+水面最大高度+安全余量≥∴最大潮高=大潮升+净空高度-水面最大高度-安全余量净空高度潮汐在航海上的应用（END）航海学院NAVIGATIONCOL