物理海洋學(xué)-潮汐現(xiàn)象與引潮力課件

物理海洋學(xué)潮汐現(xiàn)象與引潮力物理海洋學(xué)潮汐現(xiàn)象與引潮力1什么是潮汐？潮汐的形成與引潮力潮汐靜力學(xué)理論什么是潮汐？2

什么是潮汐？人們對潮汐的直觀認識新石器時代：“貝丘遺址”。趕海：幾千年來，沿海居民趁退潮下海采集和捕捉海生動物。曬海鹽：長晴納潮頭，雨后納潮尾。錢塘江潮自古蔚為天下奇觀，與南美洲的亞馬遜河，南亞的恒河，并稱世界三大強潮河流。但涌潮之壯觀，以錢塘潮為最。“滔天濁浪排空來，翻江倒海山為摧”。什么是潮汐？人們對潮汐的直觀認識3物理海洋學(xué)--潮汐現(xiàn)象與引潮力課件4物理海洋學(xué)--潮汐現(xiàn)象與引潮力課件5觀錢塘潮的六和塔圖觀錢塘潮的六和塔圖6圖圖7錢塘江入?？谖恢脠D錢塘江入?？谖恢脠D8為什么要研究潮汐？防止?jié)q潮海水倒灌；研究風(fēng)暴潮；為海洋漁業(yè)、海洋鹽業(yè)、海上運輸業(yè)服務(wù)；為海洋軍事服務(wù)；潮汐發(fā)電等。為什么要研究潮汐？防止?jié)q潮海水倒灌；9

什么是潮汐？潮汐的定義：是指海水在天體引潮力作用下所產(chǎn)生的周期運動現(xiàn)象，它包括海面垂直漲落(潮位)和海水水平流動(潮流)。被喻為海洋的呼吸。潮汐周期：一般為0.5d或1d。什么是潮汐？潮汐的定義：是指海水在天體引潮力作用下所產(chǎn)生的10

什么是潮汐？幾個術(shù)語停潮：低潮前后，潮位處于停滯狀態(tài)，叫停潮。低潮時：停潮一般有幾十分鐘，它的中間時刻叫低潮時。低潮高：停潮時的潮位高。平潮：高潮前后有一段時間，潮位也處于停滯狀態(tài)，叫平潮。同樣有高潮時，高潮高。漲潮時：從低潮時到高潮時這一段時間間隔叫“漲潮時”，相應(yīng)的潮位差叫“漲潮潮差”。落潮時、落潮潮差：類似于漲潮時、漲潮潮差。平均潮差：落潮潮差與漲潮潮差的平均值。什么是潮汐？幾個術(shù)語11

什么是潮汐？潮汐要素圖什么是潮汐？潮汐要素圖12潮汐周期潮汐周期13潮汐的類型正規(guī)半日潮：在一個太陰日內(nèi)，有兩次高潮和兩次低潮，從高潮到低潮和從低潮到高潮的潮差幾乎相等，叫正規(guī)半日潮，也簡稱半日潮。正規(guī)日潮：在一個太陰日內(nèi)，有—次高潮和一次低潮，叫作正規(guī)日潮，有時也稱之為全日潮。潮汐的類型正規(guī)半日潮：在一個太陰日內(nèi)，有兩次高潮和兩次低潮14混合潮：分為不正規(guī)半日潮、不正規(guī)全日潮兩種。圖b是不正規(guī)半日潮過程曲線，在一個月中的大多數(shù)日子里，有兩次高潮和兩次低潮；但當(dāng)月赤緯較大的時候，第二次高潮很小，半日潮特征就不顯著。圖d是不正規(guī)全日潮過程曲線，這種潮汐具有日潮型的特征，但當(dāng)月赤緯接近零的時候就變成半日潮?；旌铣保悍譃椴徽?guī)半日潮、不正規(guī)全日潮兩種。15潮汐長周期變化與潮汐不等現(xiàn)象潮汐變化除半日周期和全日周期外，還有半月周期的變化，如果長時間觀測，還將發(fā)現(xiàn)潮汐具有一個月、一年及18．61年等的長周期變化。在一個月中，朔望日過后兩三天潮差最大，叫大潮潮差；反之在上、下弦之后，潮差最小，叫小潮潮差。潮汐長周期變化與潮汐不等現(xiàn)象潮汐變化除半日周期和全日周期外16潮汐長周期變化與潮汐不等現(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，較高的叫高低潮。潮汐長周期變化與潮汐不等現(xiàn)象凡是一天之中兩個潮的潮差不等，漲17什么是潮汐？潮汐的形成與引潮力潮汐靜力學(xué)理論什么是潮汐？18潮汐的形成與引潮力古代人們就知道潮汐與月亮有關(guān)，潮汐“隨時而應(yīng)月”(宋·燕肅)。月亮與地球的運行：共同繞公共質(zhì)心作平動公轉(zhuǎn)。平動：在運動過程中，剛體上任意兩點的連線保持平行，而且長度不變，那么這種運動就叫做平動。潮汐的形成與引潮力古代人們就知道潮汐與月亮有關(guān)，潮汐“隨時而19潮汐的形成與引潮力作平動轉(zhuǎn)動的物體，各點的慣性離心力相等。地球上（表面或內(nèi)部）各點慣性離心力大小相等、方向相同，都指向背離月球的方向。M為月球質(zhì)量，K是萬有引力常數(shù)，D為月地中心距離。潮汐的形成與引潮力作平動轉(zhuǎn)動的物體，各點的慣性離心力相等。M20潮汐的形成與引潮力月球引力：根據(jù)萬有引力定律，地球上任一地點單位質(zhì)量的物體所受的月球引力為：

x為該質(zhì)點至月球中心的距離。引潮力：潮汐的形成與引潮力月球引力：根據(jù)萬有引力定律，地球上任一地點21

潮汐的形成與引潮力慣性離心力相同而引力不同，形成潮汐A點受力比B點(地球中心)大，潮水吸引向月球，漲潮；

C點受力比B點小，相對于B點水位也會漲起；D點和E點水位降低形成退潮。潮汐的形成與引潮力22

潮汐的形成與引潮力引潮力示意圖潮汐的形成與引潮力引潮力示意圖23潮汐的形成與引潮力太陽引潮力與月球引潮力一樣，兩者共同作用形成大小潮。潮汐的形成與引潮力太陽引潮力與月球引潮力一樣，兩者共同作用形24潮汐的形成與引潮力勢：表征做功能力大小的狀態(tài)量。引力勢：離心力勢：引潮力勢：潮汐的形成與引潮力勢：表征做功能力大小的狀態(tài)量。離心力勢：引25

什么是潮汐？

潮汐的形成與引潮力

潮汐靜力學(xué)理論什么是潮汐？26潮汐靜力學(xué)理論假定：地球為一個圓球，表面完全被等深海水覆蓋；海水無粘、無慣性，海面隨時與等勢面重疊；海水不受地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力的作用；海面在引潮力作用下離開原來的平衡位置作相應(yīng)的上升或下降，直到在重力場和引潮力場中達到新的平衡位置為止，考慮引潮力后的海面變成了橢球形，稱之為潮汐橢球，并且它的長軸總是指向月球。由于地球的自轉(zhuǎn)，地球的表面相對于橢球形運動，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。潮汐靜力學(xué)理論假定：27由于地球的自轉(zhuǎn)，就使得橢球形等勢面相對于地面轉(zhuǎn)動。考慮引潮力后的等勢面由于地球的自轉(zhuǎn)，就使得橢球形等勢面相對于地面轉(zhuǎn)動。考慮引潮28由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上各點的海面高度在一個太陰日內(nèi)將發(fā)生兩次最高和兩次最低。當(dāng)月球赤緯不為0時，除赤道仍舊為正規(guī)半日潮外，其他一些地區(qū)的海面雖然在一個太陰日內(nèi)也可出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，但兩次高潮的高度不相等，兩次漲潮時也不等，形成日不等現(xiàn)象；而在高緯度地區(qū)則出現(xiàn)正規(guī)日潮現(xiàn)象，在一個太陰日內(nèi)只有一次高潮、一次低潮。由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上各點的海面高度在一個太陰日內(nèi)將發(fā)生兩次29月赤緯為零時的潮汐橢球月赤緯為零時的潮汐橢球30月赤緯不為零時的潮汐橢球月赤緯不為零時的潮汐橢球31潮汐靜力理論幾個結(jié)論：在赤道上永遠出現(xiàn)正規(guī)半日潮；當(dāng)赤緯δ不等于0時，兩極高緯度地區(qū)(緯度｜ψ｜>90°-｜δ｜)出現(xiàn)正規(guī)日潮；當(dāng)δ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，半日潮的成分越大，反之，越靠近南、北極．日潮的成分越顯著。潮汐靜力理論幾個結(jié)論：在赤道上永遠出現(xiàn)正規(guī)半日潮；32對潮汐靜力理論的評價潮汐靜力理論具有正確性：(1)潮汐靜力理論是建立在客觀存在的引潮力上；(2)根據(jù)潮汐靜力理論導(dǎo)出的潮高公式所揭示出的變化周期與實際基本相符；缺點：

(1)假定整個地球完全被海水包圍，與實際情況相差較大；(2)完全沒有考慮海水的運動，而且假設(shè)海水沒有慣性也與實際相差較大；對潮汐靜力理論的評價潮汐靜力理論具有正確性：33對潮汐靜力理論的評價(3)淺海、近岸地區(qū)的潮差理論結(jié)果相差較大，在淺海，潮差可達幾米，甚至十幾米；(4)理論表明赤道上不出現(xiàn)全日潮，低緯地區(qū)以半日潮占優(yōu)勢。實際上，赤道和低緯地區(qū)有日潮出現(xiàn)；(5)理論表明朔望日必發(fā)生大潮。實際上多數(shù)地方大潮出現(xiàn)的時間，比引潮力最大的時間遲后數(shù)天，這遲后的天數(shù)稱為潮齡。對潮汐靜力理論的評價(3)淺海、近岸地區(qū)的潮差理論結(jié)果相差較34物理海洋學(xué)潮汐現(xiàn)象與引潮力物理海洋學(xué)潮汐現(xiàn)象與引潮力35什么是潮汐？潮汐的形成與引潮力潮汐靜力學(xué)理論什么是潮汐？36

什么是潮汐？人們對潮汐的直觀認識新石器時代：“貝丘遺址”。趕海：幾千年來，沿海居民趁退潮下海采集和捕捉海生動物。曬海鹽：長晴納潮頭，雨后納潮尾。錢塘江潮自古蔚為天下奇觀，與南美洲的亞馬遜河，南亞的恒河，并稱世界三大強潮河流。但涌潮之壯觀，以錢塘潮為最?！疤咸鞚崂伺趴諄恚购Ｉ綖榇荨?。什么是潮汐？人們對潮汐的直觀認識37物理海洋學(xué)--潮汐現(xiàn)象與引潮力課件38物理海洋學(xué)--潮汐現(xiàn)象與引潮力課件39觀錢塘潮的六和塔圖觀錢塘潮的六和塔圖40圖圖41錢塘江入海口位置圖錢塘江入?？谖恢脠D42為什么要研究潮汐？防止?jié)q潮海水倒灌；研究風(fēng)暴潮；為海洋漁業(yè)、海洋鹽業(yè)、海上運輸業(yè)服務(wù)；為海洋軍事服務(wù)；潮汐發(fā)電等。為什么要研究潮汐？防止?jié)q潮海水倒灌；43

什么是潮汐？潮汐的定義：是指海水在天體引潮力作用下所產(chǎn)生的周期運動現(xiàn)象，它包括海面垂直漲落(潮位)和海水水平流動(潮流)。被喻為海洋的呼吸。潮汐周期：一般為0.5d或1d。什么是潮汐？潮汐的定義：是指海水在天體引潮力作用下所產(chǎn)生的44

什么是潮汐？幾個術(shù)語停潮：低潮前后，潮位處于停滯狀態(tài)，叫停潮。低潮時：停潮一般有幾十分鐘，它的中間時刻叫低潮時。低潮高：停潮時的潮位高。平潮：高潮前后有一段時間，潮位也處于停滯狀態(tài)，叫平潮。同樣有高潮時，高潮高。漲潮時：從低潮時到高潮時這一段時間間隔叫“漲潮時”，相應(yīng)的潮位差叫“漲潮潮差”。落潮時、落潮潮差：類似于漲潮時、漲潮潮差。平均潮差：落潮潮差與漲潮潮差的平均值。什么是潮汐？幾個術(shù)語45

什么是潮汐？潮汐要素圖什么是潮汐？潮汐要素圖46潮汐周期潮汐周期47潮汐的類型正規(guī)半日潮：在一個太陰日內(nèi)，有兩次高潮和兩次低潮，從高潮到低潮和從低潮到高潮的潮差幾乎相等，叫正規(guī)半日潮，也簡稱半日潮。正規(guī)日潮：在一個太陰日內(nèi)，有—次高潮和一次低潮，叫作正規(guī)日潮，有時也稱之為全日潮。潮汐的類型正規(guī)半日潮：在一個太陰日內(nèi)，有兩次高潮和兩次低潮48混合潮：分為不正規(guī)半日潮、不正規(guī)全日潮兩種。圖b是不正規(guī)半日潮過程曲線，在一個月中的大多數(shù)日子里，有兩次高潮和兩次低潮；但當(dāng)月赤緯較大的時候，第二次高潮很小，半日潮特征就不顯著。圖d是不正規(guī)全日潮過程曲線，這種潮汐具有日潮型的特征，但當(dāng)月赤緯接近零的時候就變成半日潮?；旌铣保悍譃椴徽?guī)半日潮、不正規(guī)全日潮兩種。49潮汐長周期變化與潮汐不等現(xiàn)象潮汐變化除半日周期和全日周期外，還有半月周期的變化，如果長時間觀測，還將發(fā)現(xiàn)潮汐具有一個月、一年及18．61年等的長周期變化。在一個月中，朔望日過后兩三天潮差最大，叫大潮潮差；反之在上、下弦之后，潮差最小，叫小潮潮差。潮汐長周期變化與潮汐不等現(xiàn)象潮汐變化除半日周期和全日周期外50潮汐長周期變化與潮汐不等現(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，較高的叫高低潮。潮汐長周期變化與潮汐不等現(xiàn)象凡是一天之中兩個潮的潮差不等，漲51什么是潮汐？潮汐的形成與引潮力潮汐靜力學(xué)理論什么是潮汐？52潮汐的形成與引潮力古代人們就知道潮汐與月亮有關(guān)，潮汐“隨時而應(yīng)月”(宋·燕肅)。月亮與地球的運行：共同繞公共質(zhì)心作平動公轉(zhuǎn)。平動：在運動過程中，剛體上任意兩點的連線保持平行，而且長度不變，那么這種運動就叫做平動。潮汐的形成與引潮力古代人們就知道潮汐與月亮有關(guān)，潮汐“隨時而53潮汐的形成與引潮力作平動轉(zhuǎn)動的物體，各點的慣性離心力相等。地球上（表面或內(nèi)部）各點慣性離心力大小相等、方向相同，都指向背離月球的方向。M為月球質(zhì)量，K是萬有引力常數(shù)，D為月地中心距離。潮汐的形成與引潮力作平動轉(zhuǎn)動的物體，各點的慣性離心力相等。M54潮汐的形成與引潮力月球引力：根據(jù)萬有引力定律，地球上任一地點單位質(zhì)量的物體所受的月球引力為：

x為該質(zhì)點至月球中心的距離。引潮力：潮汐的形成與引潮力月球引力：根據(jù)萬有引力定律，地球上任一地點55

潮汐的形成與引潮力慣性離心力相同而引力不同，形成潮汐A點受力比B點(地球中心)大，潮水吸引向月球，漲潮；

C點受力比B點小，相對于B點水位也會漲起；D點和E點水位降低形成退潮。潮汐的形成與引潮力56

潮汐的形成與引潮力引潮力示意圖潮汐的形成與引潮力引潮力示意圖57潮汐的形成與引潮力太陽引潮力與月球引潮力一樣，兩者共同作用形成大小潮。潮汐的形成與引潮力太陽引潮力與月球引潮力一樣，兩者共同作用形58潮汐的形成與引潮力勢：表征做功能力大小的狀態(tài)量。引力勢：離心力勢：引潮力勢：潮汐的形成與引潮力勢：表征做功能力大小的狀態(tài)量。離心力勢：引59

什么是潮汐？

潮汐的形成與引潮力

潮汐靜力學(xué)理論什么是潮汐？60潮汐靜力學(xué)理論假定：地球為一個圓球，表面完全被等深海水覆蓋；海水無粘、無慣性，海面隨時與等勢面重疊；海水不受地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力的作用；海面在引潮力作用下離開原來的平衡位置作相應(yīng)的上升或下降，直到在重力場和引潮力場中達到新的平衡位置為止，考慮引潮力后的海面變成了橢球形，稱之為潮汐橢球，并且它的長軸總是指向月球。由于地球的自轉(zhuǎn)，地球的表面相對于橢球形運動，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。潮汐靜力學(xué)理論假定：61由于地球的自轉(zhuǎn)，就使得橢球形等勢面相對于地面轉(zhuǎn)動?？紤]引潮力后的等勢面由于地球的自轉(zhuǎn)，就使得橢球形等勢面相對于地面轉(zhuǎn)動?？紤]引潮62由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上各點的海面高度在一個太陰日內(nèi)將發(fā)生兩次最高和兩次最低。當(dāng)月球赤緯不為0時，除赤道仍舊為正規(guī)半日潮外，其他一些地區(qū)的海面雖然在一個太陰日內(nèi)也可出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，但兩次高潮的高度不相等，兩次漲潮時也不等，形成日不等現(xiàn)象；而在高緯度地區(qū)則出現(xiàn)正