海洋學導論7(潮汐)

1、1第一節(jié)：與潮汐有關的天文學知識天球：是一個以地球為中心，以無限長為半徑，內表面分布著各種各樣天體球面一、天球234二、時間單位1、平太陽日和平太陽時2、平太陰日和平太陰時3、朔望月（盈虧月）1平太陰日 = 24.8412平太陽時 24h50min 月球從新月（或滿月）位置出發(fā)再回到新月（或滿月）位置的時間間隔56新月（朔）上弦月滿月（望）下弦月7第二節(jié)：潮汐現(xiàn)象潮汐現(xiàn)象是指海水在天體（主要是月球和太陽）引潮力作用下所產生的周期性運動，習慣上把海面鉛直向漲落稱為潮汐，而海水在水平方向的流動稱為潮流。8910一、潮汐要素11二、潮汐不等于潮汐類型（一）潮汐的類型1、正規(guī)半日潮2、不正規(guī)半日潮3、

2、正規(guī)日潮4、不正規(guī)日潮12（二）潮汐不等現(xiàn)象凡是一天之中兩個潮的潮差不等，漲潮時和落潮時也不等，這種不規(guī)則現(xiàn)象稱為潮汐的日不等現(xiàn)象。高潮中比較高的一個叫高高潮，比較低的叫低高潮；低潮中比較低的叫低低潮，比較高的叫高低潮。13第三節(jié)：引潮力天體的引力與慣性離心力的合力稱為引潮力引潮力勢：自地心（引潮力為零）移動單位質量物體至地表面任一點克服引潮力所做的功，叫引潮力勢14與天體質量成正比，與天體與地球距離的立方成反比。垂直引潮力，水平引潮力垂直引潮力與重力相比：只是重力的千萬分之0.561.12 （10-7）。太陰引潮力與太陽引潮力相比：約2.17倍(E=81.5M, S=333400E, D=6

3、0.3r, D=389D）月球與金星（離地球最近）相比：近2萬倍(S1=0.815E，D1=108.92D)因此，海洋潮汐現(xiàn)象主要是月球（和太陽）產生的。15第四節(jié)：平衡潮一、潮汐靜力理論（平衡潮理論）（一）等勢面 從地心移動單位質量物質到某一點，克服重力和引潮力所做的功，叫做這一點的位勢，位勢相等的點連成的面稱為等勢面1617（二）潮汐靜力理論（平衡潮理論）假設地球為一個圓球形，其表面完全被等深的海水所覆蓋，不考慮陸地的存在；海水沒有粘滯性，也沒有慣性，海面能隨時與等勢面重疊；海水不受地轉偏向力和摩擦力的作用。 海面在月球引潮力的作用下離開原來的平衡位置作相應的上升或下降，直到在重力和引潮力

4、的作用下，達到新的平衡位置為止，海面產生形變。18考慮引潮力后的海面變成了橢球形，稱為潮汐橢球，并且它的長軸恒指向月球。由于地球的自轉，地球的表面相對于橢球形的海面運動，這就造成了地球表面上的固定點發(fā)生周期性的漲落而形成潮汐，這就是平衡潮理論的基本思想。19根據(jù)潮汐靜力理論可以得到以下結論：1、在赤道上永遠出現(xiàn)正規(guī)半日潮。202、當月赤緯不等于0時，兩極高緯度地區(qū)（緯度|90- |）出現(xiàn)正規(guī)日潮。213、當不等于0時，在其他緯度上出現(xiàn)日不等現(xiàn)象，越靠近赤道，半日潮的成份越大，反之越靠近南北極，日潮的成分越顯著。22二、平衡潮潮高公式hM=令ha=23h1與cosT成比例，代表的是日潮h2與co

5、s2T成比例，代表的是半日潮h0與T無關，與有關=0時，全日潮為0，而半日潮最大分點潮0時，全日潮與半日潮疊加，出現(xiàn)潮汐日不等現(xiàn)象當月赤緯=28時，日不等現(xiàn)象最顯著回歸潮24三、推算潮時的簡易方法八分算潮法月中天時至下一個高潮發(fā)生時刻的時間間隔例：求1992年11月1日銅沙概略潮時已知：銅沙平均高潮間隙為1021（10時21分）， 當日為農歷初七2526第五節(jié)：潮汐動力理論一、潮汐動力理論的基本思想 對于海水運動來說，只有水平引潮力才是最重要的，而引潮力的鉛直分量（鉛直引潮力）和重力相比非常小，因此鉛直引潮力所產生的作用只是使重力加速度產生極微小的變化，故不重要 海洋潮汐實際上指的是海水在月球

6、和太陽水平引潮力作用下的一種潮波運動，即水平方向的周期運動和海面起伏的傳播。海洋潮波在傳播過程中，除受引潮力作用外，還受海陸分布、海底地形、地磚偏向力以及摩擦力等因素的影響。27二、長海峽中的潮汐和潮流在北半球的長海峽中，沿潮汐傳播的方向看，右岸潮差大于左岸，而在南半球相反波峰傳到高潮右岸高于左岸波谷傳到低潮右岸低于左岸28三、窄長半封閉海灣中的潮汐和潮流入射波反射波駐波波腹處始終無潮流波節(jié)處潮流最大高低潮時，潮流處處為0半潮面時，潮流速度最大29漲潮時，潮流向里，漲至半潮面時，潮流流速最大高潮時，潮流流速處處為0落潮時，潮流向外，降至半潮面時，潮流流速最大低潮時，潮流流度處處為030四、半封

7、閉寬海中的潮汐和潮流考慮科氏力的作用入射波反射波駐波科氏力作用海水堆積、流失駐波31長海峽窄長半封閉海灣半封閉寬海潮波前進波駐波兩駐波的疊加潮流來復流高低潮時流速最大；半潮面時流速為0來復流半潮面時流速最大；灣頂出潮流始終為0旋轉流無潮點潮流始終最大；各地潮流始終不為0潮汐右岸大于左岸不存在無潮線灣頂大、灣口小存在無潮線岸邊大、中間小存在無潮點32世界海洋潮汐的主要特點全球海洋多數(shù)地點為半日潮的類型，少數(shù)地點為混合潮和全日潮的類型。海洋水域大多為旋轉潮波，還有另一些水域為前進波、駐波。在北半球，入射潮波方向右岸的潮差比左岸為大。近海潮位、潮流比外海和大洋的大大洋島嶼的潮差一般一米左右，且多為半

8、日潮類型。3334潮汐與海洋漁業(yè)的關系35第六節(jié)：風暴潮是來自海上的一種巨大的自然界的災害現(xiàn)象，指由于強烈的大氣擾動如強風和氣壓驟變所招致的海面異常升高的現(xiàn)象。3637383940分類按照誘發(fā)風暴潮的大氣擾動的特征分類：1. 熱帶風暴（臺風、颶風）：夏秋季常見。三個階段：先兆波、主振階段、余振階段。2. 溫帶氣旋：主要發(fā)生于冬、春季。3. 風潮：中國北方黃渤海地區(qū)所特有，在春、秋過渡季節(jié)，由寒潮或冷空氣所激發(fā)的風暴潮是顯著的41中國的風暴潮中國沿岸常有臺風或寒潮大風的襲擊，是一個風暴潮危害嚴重的國家。中國風暴潮一般具有以下特點：（1）一年四季均有發(fā)生。夏季和秋季，臺風常襲擊沿海而引起臺風潮（T

9、yphoon surge），但其多發(fā)區(qū)和嚴重區(qū)集中在東南沿海和華南沿海。冬季，寒潮大風、春秋季的冷空氣與氣旋配合的大風及氣旋影響，也常在北部海區(qū)，尤其是渤海灣和萊州灣產生強大的風暴潮。（2）發(fā)生的次數(shù)較多。（3）風暴潮位的高度較大。（4）風暴潮的規(guī)律比較復雜，特別是在潮差大的淺水區(qū)，天文潮與風暴潮具有較明顯的非線性耦合效應，致使風暴潮的規(guī)律更為復雜。 42風暴潮預報分兩大類：經驗統(tǒng)計預報；動力-數(shù)值預報。簡稱“經驗預報”和“數(shù)值預報”。經驗預報：用回歸分析和統(tǒng)計相關建立風和氣壓與特定港口的經驗預報方程或相關圖表。數(shù)值預報：“風暴潮數(shù)值預報”，系指“數(shù)值天氣預報和風暴潮數(shù)值計算二者組成的統(tǒng)一整體”。數(shù)值天氣預報給出風暴潮數(shù)值計算時