第七章 海洋環(huán)流及波動(dòng)現(xiàn)象

海洋科學(xué)導(dǎo)論第五章海洋環(huán)流海流是指海水大規(guī)模相對(duì)穩(wěn)定的流動(dòng)。

1、海流的成因（1、2）及表示方法2、分類：地轉(zhuǎn)流、風(fēng)海流、世界大洋環(huán)流第六章海洋中的波動(dòng)現(xiàn)象波動(dòng)的基本特點(diǎn)是，在外力的作用下，水質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)其平衡位置作周期性或準(zhǔn)周期性的運(yùn)動(dòng)。海洋中的波浪有很多種類，引起的原因也各不相同。例如海面上的風(fēng)應(yīng)力，海底及海岸附近的火山、地震，大氣壓力的變化，日、月引潮力等第七章潮汐潮汐現(xiàn)象是指海水在天體（主要是月球和太陽(yáng)）引潮力作用下所產(chǎn)生的周期性運(yùn)動(dòng)，習(xí)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(dòng)稱為潮流。在太平洋盆地模擬旋轉(zhuǎn)潮海拔第七章潮汐7.1潮汐現(xiàn)象7.2與潮汐有關(guān)的天文學(xué)知識(shí)7.3引潮力7.4平衡潮7.5潮汐動(dòng)力理論7.6風(fēng)暴潮潮汐現(xiàn)象是指海水在天體（主要是月球和太陽(yáng)）引潮力作用下所產(chǎn)生的周期性運(yùn)動(dòng)，習(xí)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(dòng)稱為潮流。7.1潮汐現(xiàn)象1、潮汐要素：平潮，平潮的中間時(shí)刻稱為高潮時(shí)。停潮，其中間時(shí)刻為低潮時(shí)。從低潮時(shí)到高潮時(shí)的時(shí)間間隔叫做漲潮時(shí)，從高潮時(shí)到低潮時(shí)的時(shí)間間隔則稱為落潮時(shí)。一般來(lái)說(shuō)，漲潮時(shí)和落潮時(shí)在許多地方并不是一樣長(zhǎng)。海面上漲到最高位置時(shí)的高度叫做高潮高，下降到最低位置時(shí)的高度叫低潮高，相鄰的高潮高與低潮高之差叫潮差。2、潮汐不等與潮汐類型一、潮汐的類型從各地的潮汐觀測(cè)曲線可以看出，無(wú)論是漲、落潮時(shí)，還是潮高、潮差都呈現(xiàn)出周期性的變化，根據(jù)潮汐漲落的周期和潮差的情況，可以把潮汐大體分為如下的４種類型。7.1潮汐現(xiàn)象1.正規(guī)半日潮在一個(gè)太陰日（約24時(shí)50分）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。2.不正規(guī)半日潮在一個(gè)朔望月中的大多數(shù)日子里，每個(gè)太陰日內(nèi)一般可有兩次高潮和兩次低潮；但有少數(shù)日子（當(dāng)月赤緯較大的時(shí)候），第二次高潮很小，半日潮特征就不顯著。3.正規(guī)（全）日潮在一個(gè)太陰日內(nèi)只有一次高潮和一次低潮。4.不正規(guī)日潮在一個(gè)朔望月中的大多數(shù)日子里具有日潮型的特征，但有少數(shù)日子（當(dāng)月赤緯接近零的時(shí)候）則具有半日潮的特征。

7.1潮汐現(xiàn)象2、潮汐不等與潮汐類型二、潮汐的不等現(xiàn)象凡是一天之中兩個(gè)潮的潮差不等，漲潮時(shí)和落潮時(shí)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(gè)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。在一個(gè)朔望月中，“朔”、“望”之后二、三天潮差最大，這時(shí)的潮差叫大潮潮差；反之在上、下弦之后，潮差最小，這時(shí)的潮差叫小潮潮差。

7.1潮汐現(xiàn)象7.2與潮汐有關(guān)的天文學(xué)知識(shí)

1、某些天文學(xué)的基本概念一、天球二、天赤道、黃道與白道三、春分點(diǎn)、秋分點(diǎn)、升交點(diǎn)及降交點(diǎn)四、赤緯、時(shí)角和天頂距天球7.2與潮汐有關(guān)的天文學(xué)知識(shí)

1、某些天文學(xué)的基本概念一、天球二、天赤道、黃道與白道三、春分點(diǎn)、秋分點(diǎn)、升交點(diǎn)及降交點(diǎn)四、赤緯、時(shí)角和天頂距天球上的圓和點(diǎn)天赤道：將地球的赤道面無(wú)限延伸后和天球相交的大圓圈，叫做天赤道。黃道太陽(yáng)的周年視運(yùn)動(dòng)軌道叫做黃道。

白道月球繞著地球公轉(zhuǎn)的軌道稱為白道。天球上的圓和點(diǎn)7.2與潮汐有關(guān)的天文學(xué)知識(shí)

1、某些天文學(xué)的基本概念一、天球二、天赤道、黃道與白道三、春分點(diǎn)、秋分點(diǎn)、升交點(diǎn)及降交點(diǎn)四、赤緯、時(shí)角和天頂距天球上的圓和點(diǎn)春分點(diǎn)秋分點(diǎn)升交點(diǎn)降交點(diǎn)

7.2與潮汐有關(guān)的天文學(xué)知識(shí)

1、某些天文學(xué)的基本概念一、天球二、天赤道、黃道與白道三、春分點(diǎn)、秋分點(diǎn)、升交點(diǎn)及降交點(diǎn)四、赤緯、時(shí)角和天頂距第一赤道坐標(biāo)系：赤緯和時(shí)角１.赤緯：從天赤道沿著天體的時(shí)圈至天體所張的角度稱為該天體的赤緯，常用δ表示。２.時(shí)角：觀測(cè)者所在的天子午圈與天體時(shí)圈在天赤道上所張的角度稱為時(shí)角。天球上的圓和點(diǎn)３.天頂距：天體與天頂之間所張的角度稱為天頂距。

2、時(shí)間單位一、平太陽(yáng)日和平太陽(yáng)時(shí)二、平太陰日和平太陰時(shí)１平太陰日＝24.8412平太陽(yáng)時(shí)≈24h50min

三、朔望月（盈虧月）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(shí)間間隔，叫朔望月或盈虧月。朔望月是月相變化的周期，它的長(zhǎng)度等于29.5306平太陽(yáng)日。

7.2與潮汐有關(guān)的天文學(xué)知識(shí)7.3引潮力潮汐現(xiàn)象與天體運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，無(wú)論是月球還是太陽(yáng)，其引潮作用機(jī)理是相同的。

1、引潮力的定義一、公轉(zhuǎn)慣性離心力地球繞地月公共質(zhì)心公轉(zhuǎn)平動(dòng)的結(jié)果，使得地球（表面或內(nèi)部）各質(zhì)點(diǎn)都受到大小相等、方向相同的公轉(zhuǎn)慣性離心力的作用。此公轉(zhuǎn)慣性離心力的方向相同且與從月球中心至地球中心聯(lián)線的方向相同（即方向都背離月球，彼此平行的實(shí)矢量），大小為

公轉(zhuǎn)慣性離心力、月球引力及引潮力矢量7.3引潮力潮汐現(xiàn)象與天體運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，無(wú)論是月球還是太陽(yáng)，其引潮作用機(jī)理是相同的。

1、引潮力的定義二、月球引力地球上任一地點(diǎn)單位質(zhì)量的物體所受的月球引力

。方向都指向月球中心，彼此不平行。

7.3引潮力潮汐現(xiàn)象與天體運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，無(wú)論是月球還是太陽(yáng)，其引潮作用機(jī)理是相同的。

1、引潮力的定義三、引潮力

地球繞地月公共質(zhì)心公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的公轉(zhuǎn)慣性離心力與月球引力的合力稱為引潮力。地球上各點(diǎn)的引潮力如圖的粗矢量所示，可見(jiàn)地球表面各點(diǎn)所受的引潮力的大小、方向都不同，例如Ａ、Ｂ兩點(diǎn)的引潮力方向背離地心，而Ｃ、Ｄ兩點(diǎn)的引潮力方向則指向地心。公轉(zhuǎn)慣性離心力、月球引力及引潮力矢量

2、引潮力公式

設(shè)地球半徑為r，月球中心至地球表面任意一點(diǎn)Ｐ的距離為X，若考慮一個(gè)天體方位圈，即以地球?yàn)閳A心，過(guò)天體（月球Ｍ）、天頂（Ｐ′）的大圓圈，則θ為天頂距，即天頂與天體（這里指月球）在天球上所張的角度。在地球表面Ｐ點(diǎn)處，單位質(zhì)量海水所受的月球引力、慣性離心力、引潮力

2、引潮力公式單位質(zhì)量海水所受的月球引力

2、引潮力公式引潮力的量值與天體的質(zhì)量成正比、而和天體到地球中心距離的三次方成反比。3、引潮力勢(shì)7.4平衡潮1、潮汐靜力理論一、等勢(shì)面從地心移動(dòng)單位質(zhì)量物體到某一點(diǎn)，克服重力和引潮力所作的功，叫做這一點(diǎn)的位勢(shì)，位勢(shì)相等的點(diǎn)連成的面稱為等勢(shì)面。二、潮汐靜力理論由于考慮引潮力后的等勢(shì)面為一橢球面，根據(jù)這一分布特點(diǎn)，可以導(dǎo)出一個(gè)研究海水在引潮力作用下產(chǎn)生潮汐過(guò)程的理論，即潮汐靜力理論（或稱平衡潮理論）。這一理論假定：（1）地球?yàn)橐粋€(gè)圓球，其表面完全被等深的海水所覆蓋，不考慮陸地的存在；（2）海水沒(méi)有粘性，也沒(méi)有慣性，海面能隨時(shí)與等勢(shì)面重疊；（3）海水不受地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力的作用。在這些假定下，海面在月球引潮力的作用下離開(kāi)原來(lái)的平衡位置作相應(yīng)的上升或下降，直到在重力和引潮力的共同作用下，達(dá)到新的平衡位置為止。因此海面便產(chǎn)生形變，也就是說(shuō)，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(zhǎng)軸恒指向月球。由于地球的自轉(zhuǎn)，地球的表面相對(duì)于橢球形的海面運(yùn)動(dòng)，這就造成了地球表面上的固定點(diǎn)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。1、潮汐靜力理論圖7-10月赤緯不為零時(shí)的潮汐橢球（據(jù)文獻(xiàn)[2]）根據(jù)平衡潮理論，當(dāng)月赤緯δ為0時(shí)，潮汐橢球如圖7-9所示，由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上各點(diǎn)的海面高度在一個(gè)太陰日內(nèi)將兩次升到最高和兩次降到最低。兩次最高的高度和兩次最低的高度分別相等，并且從最高值到最低值以及從最低值到最高值的時(shí)間間隔也相等，形成正規(guī)半日潮。當(dāng)月球赤緯不為0時(shí)（見(jiàn)圖7-10），除赤道仍為正規(guī)半日潮外，其他一些地區(qū)的海面（如Ａ點(diǎn)）雖然在一個(gè)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(shí)也不等，形成日不等現(xiàn)象；而在高緯度地區(qū)（如Ｂ點(diǎn)，緯度|φ|＞90°-|δ|）則出現(xiàn)正規(guī)日潮現(xiàn)象，即在一個(gè)太陰日內(nèi)只有一次高潮、一次低潮。根據(jù)潮汐靜力理論可得到以下幾個(gè)結(jié)論：（1）在赤道上永遠(yuǎn)出現(xiàn)正規(guī)半日潮；（2）當(dāng)月赤緯δ不等于0時(shí)，兩極高緯度地區(qū)（緯度|φ|＞90°-|δ|）出現(xiàn)正規(guī)日潮；（3）當(dāng)δ不等于0時(shí)，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。如果同時(shí)考慮月球和太陽(yáng)對(duì)潮汐的效應(yīng)，在半個(gè)朔望月內(nèi)，將出現(xiàn)一次大潮和一次小潮，即潮汐具有半月的變化周期。朔望之時(shí)，月球和太陽(yáng)的引潮力所引起的潮汐橢球，其長(zhǎng)軸方向比較靠近，兩潮相互疊加，形成朔望大潮；上、下弦之時(shí)，月球和太陽(yáng)所引起的潮汐橢球，其長(zhǎng)軸相互正交，兩潮相互抵消，形成方照小潮。

2、平衡潮潮高公式7.4平衡潮一、潮高公式設(shè)在不考慮引潮力的情況下，與海面重疊的那個(gè)等重力勢(shì)面的位勢(shì)為Ｃ，而考慮月球引潮力后，海面上升的高度為ｈm，于是該處的位勢(shì)為：

2、平衡潮潮高公式7.4平衡潮一、潮高公式

2、平衡潮潮高公式7.4平衡潮二、平衡潮潮高公式的另一種形式

ｈ1與cosT成比例，這表示：在24太陰時(shí)內(nèi)，它變化一個(gè)周期，而且于月上中天時(shí)出現(xiàn)最大值，月下中天時(shí)出現(xiàn)最小值，所以ｈ１所代表的是日潮，而ｈ1式還可看出日周期部分隨赤緯的增大而增大，赤緯為零時(shí)，日周期部分為零；ｈ2與cos2T成比例，這表示：在24太陰時(shí)內(nèi)，它變化兩個(gè)周期，且于月上、下中天時(shí)均出現(xiàn)最大值，故ｈ2所代表的是半日潮，由ｈ2式還可看出半日周期部分隨月赤緯的增大而減小，月赤緯為零時(shí)，半日周期部分為最大；ｈ0這一項(xiàng)與T無(wú)關(guān)，而與δ有關(guān)，由于sin2δ的周期為半個(gè)回歸月，故ｈ0具有長(zhǎng)周期（半月周期）的特性。

2、平衡潮潮高公式7.4平衡潮三、潮汐的不等現(xiàn)象（1）當(dāng)月赤緯不為零時(shí)，除赤道及高緯地區(qū)之外，地球上其他各點(diǎn)潮汐的半日周期部分和日周期部分同時(shí)存在，疊加的結(jié)果便出現(xiàn)日不等現(xiàn)象。隨著月赤緯的增大，日不等現(xiàn)象也增大，當(dāng)月赤緯最大的時(shí)候，日不等現(xiàn)象最顯著，此時(shí)半日周期部分最小，日周期部分最大，這就是回歸潮；當(dāng)月赤緯為零時(shí)，日周期部分為零，半日周期部分則最大，此時(shí)的潮汐稱為分點(diǎn)潮。（2）如果把太陽(yáng)平衡潮考慮在內(nèi)，那么，當(dāng)太陰、太陽(yáng)時(shí)角相差0°或180°時(shí)，潮差最大，是朔望大潮；而當(dāng)太陰、太陽(yáng)時(shí)角相差90°或270°，則潮差最小，是兩弦小潮（方照小潮）。這樣一來(lái)，潮汐就有半月周期的變化，即產(chǎn)生半月不等現(xiàn)象。（3）潮高與月地距離的三次方成反比，因此月球近地點(diǎn)時(shí)潮差較大，遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)潮差較小，這就出現(xiàn)潮汐的月周期變化，產(chǎn)生月不等現(xiàn)象。（4）由于地球近日點(diǎn)有一年的變化周期，因此就產(chǎn)生潮汐的年不等現(xiàn)象。（5）由于月赤緯還有18.61年的變化周期，月球近地點(diǎn)有8.85年的變化周期，所以就產(chǎn)生了潮汐多年不等現(xiàn)象。3、推算潮時(shí)的簡(jiǎn)易方法——八分算潮法7.4平衡潮我國(guó)沿海漁民，根據(jù)長(zhǎng)期的海上勞動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，提出一個(gè)估算正規(guī)半日潮海區(qū)或港灣潮時(shí)的簡(jiǎn)易方法——八分算潮法，其表達(dá)式是：

高潮時(shí)＝0.8h×〔農(nóng)歷日期－１（或16）〕＋高潮間隙

高潮時(shí)＝月中天時(shí)＋高潮間隙所謂高潮間隙是月中天時(shí)至下一個(gè)高潮發(fā)生時(shí)刻的時(shí)間間隔。4、對(duì)潮汐靜力理論的評(píng)價(jià)7.4平衡潮潮汐靜力理論具有實(shí)用價(jià)值，所以迄今仍沿用不衰，其主要表現(xiàn)在于：（1）潮汐靜力理論是建立在客觀存在的引潮力之上；（2）根據(jù)潮汐靜力理論導(dǎo)出的潮高公式所揭示出的潮汐變化周期與實(shí)際基本相符；（3）由潮高公式計(jì)算出來(lái)的最大可能潮差為78cm，這一數(shù)值與實(shí)際大洋的潮差相近。4、對(duì)潮汐靜力理論的評(píng)價(jià)7.4平衡潮（1）此理論假定整個(gè)地球完全被海水包圍，這與實(shí)際情況相差較大；（2）完全沒(méi)有考慮到海水的運(yùn)動(dòng)，而且假設(shè)海水沒(méi)有慣性也與實(shí)際不符合，事實(shí)上，當(dāng)月赤緯改變時(shí)，海水必將產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，否則一個(gè)高潮面是不可能在地面上移動(dòng)，另外海水要集中也需要一定的時(shí)間，所以潮汐靜力理論認(rèn)為每當(dāng)月球在某處上中天或下中天時(shí)，該處便會(huì)發(fā)生高潮，與實(shí)際情況有所差異；（3）淺海、近岸地區(qū)的潮差與理論結(jié)果相差較大，在淺海，潮差可達(dá)幾米，甚至十幾米；（4）潮汐靜力理論既然完全沒(méi)有涉及海水的運(yùn)動(dòng)，因此它無(wú)法解釋潮流這一重要現(xiàn)象；（5）在一些半封閉的海灣中，常常出現(xiàn)沒(méi)有潮汐漲落的無(wú)潮點(diǎn)，等潮時(shí)線繞無(wú)潮點(diǎn)順時(shí)針或反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，兩岸的潮差不等，平衡潮理論則無(wú)法得出此結(jié)論；（6）按照潮汐靜力理論，赤道上永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)日潮，低緯度地區(qū)也以半日潮占優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際上，許多赤道和低緯度地區(qū)，均有日潮出現(xiàn)；（7）理論表明朔望日必發(fā)生大潮，但實(shí)際上多數(shù)的地方大潮出現(xiàn)在朔望日之后兩天左右，即大潮出現(xiàn)的時(shí)間比朔望日的時(shí)間遲后數(shù)天，這遲后的天數(shù)稱為潮齡，如廈門(mén)的潮齡為２天，所以，大潮一般出現(xiàn)在農(nóng)歷的初三、十八。7.4平衡潮5、假想天體和分潮潮汐靜力理論雖有缺點(diǎn)，但仍然可以用來(lái)解釋許多潮汐現(xiàn)象，基于這個(gè)理論及實(shí)測(cè)的資料，可以用調(diào)和分析的方法進(jìn)行較為準(zhǔn)確的潮汐預(yù)報(bào)。調(diào)和分析法是建立在假想天體和分潮概念上的。人們?yōu)榱擞?jì)算太陽(yáng)、月球的引潮力所引起的海洋潮汐，就把具有復(fù)雜周期的潮汐看作是許多周期長(zhǎng)短各異的潮汐疊加而成的，而且假設(shè)與每一個(gè)這樣周期的潮汐都對(duì)應(yīng)有一個(gè)天體，即“假想天體”。這些假想天體對(duì)海水所引起的潮汐稱為“分潮”。對(duì)于淺水海區(qū)，除了幾個(gè)假想天體的分潮外，還要補(bǔ)充幾個(gè)由于潮波在淺水區(qū)變形和干涉引起的“淺水分潮”。表7-1常用分潮及其周期、相對(duì)振幅分潮符號(hào)（即假想天體符號(hào)）名稱周期（平太陽(yáng)時(shí)）相對(duì)振幅（?。?＝100）半日分潮M2太陰主要半日分潮12.421100S2太陽(yáng)主要半日分潮12.00046.5N2太陰橢率主要半日分潮12.65819.1K2太陰－太陽(yáng)赤緯半日分潮11.96712.7全日分潮K1太陰－太陽(yáng)赤緯全日分潮23.93454.4O1太陰主要全日分潮25.81941.5P1太陽(yáng)主要全日分潮24.06619.3Q1太陰橢率主要全日分潮26.8687.9淺水分潮M4太陰淺水1/4日分潮6.210M6太陰淺水1/6日分潮6.140MS4太陰、太陽(yáng)淺水1/4日分潮6.1037.5潮汐動(dòng)力理論1、潮汐動(dòng)力理論的基本思想

潮汐動(dòng)力理論是從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)來(lái)研究海水在引潮力作用下產(chǎn)生潮汐的過(guò)程，此理論認(rèn)為：對(duì)于海水運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，只有水平引潮力才是重要的，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(chǎn)生的作用只是使重力加速度產(chǎn)生極微小的變化，故不重要。潮汐動(dòng)力理論還認(rèn)為：海洋潮汐實(shí)際上指的是海水在月球和太陽(yáng)水平引潮力作用下的一種潮波運(yùn)動(dòng)，即水平方向的周期運(yùn)動(dòng)和海面起伏的傳播，海洋潮波在傳播過(guò)程中，除了受引潮力作用之外，還受到海陸分布、海底地形（如水深）、地轉(zhuǎn)偏向力（即科氏力）以及摩擦力等因素的影響。7.5潮汐動(dòng)力理論2、長(zhǎng)海峽中潮汐和潮流設(shè)有一個(gè)潮波傳入長(zhǎng)海峽，這個(gè)潮波是沿著海峽軸線方向傳播的前進(jìn)波。根據(jù)前進(jìn)波的性質(zhì)，波峰處水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與傳播方向相同，波谷處水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與傳播方向相反。當(dāng)潮波波峰傳到海峽中的任意斷面ＢＣ時(shí)，ＢＣ斷面皆為高潮，潮流流向與潮波傳播方向相同，又由于科氏力的作用，使Ｂ岸的水位高于Ｃ岸；當(dāng)波谷到達(dá)ＢＣ斷面時(shí)，ＢＣ斷面皆出現(xiàn)低潮，而流向與潮波傳播方向相反，同樣由于科氏力的作用，使Ｃ岸的水位高于Ｂ岸。由此可引伸出長(zhǎng)海峽中潮汐的一個(gè)普遍性質(zhì)：在北半球的長(zhǎng)海峽中，沿潮波傳播方向看，右岸的潮差大于左岸，而在南半球則相反。當(dāng)ＢＣ斷面的海面處于半潮面時(shí)，即意味著潮波的節(jié)點(diǎn)傳到該斷面，水平方向上的潮流流速為零。7.5潮汐動(dòng)力理論3、窄長(zhǎng)半封閉海灣中的潮汐和潮流當(dāng)一個(gè)前進(jìn)潮波自外海傳入海灣（稱為入射波）時(shí)，由于灣頂岸壁的全反射就產(chǎn)生了一個(gè)反射波，這兩個(gè)波疊加而成的駐波構(gòu)成了窄長(zhǎng)半封閉海灣的潮波。（1）就空間而言，波腹處始終無(wú)潮流，波節(jié)處潮流最大；（2）就時(shí)間而言，高、低潮時(shí)，潮流處處為零，而海面處于半潮面時(shí)，潮流流速達(dá)最大，而此時(shí)就空間而言，波節(jié)處潮流流速最大，但波腹處潮流流速仍然為零。7.5潮汐動(dòng)力理論3、窄長(zhǎng)半封閉海灣中的潮汐和潮流漲潮時(shí)，潮流向里，漲至半潮面時(shí)，潮流流速最大；高潮時(shí)，潮流流速處處為零；落潮時(shí)，潮流向外，海面降至半潮面時(shí)，潮流流速最大；低潮時(shí)，潮流流速也處處為零。

7.5潮汐動(dòng)力理論3、窄長(zhǎng)半封閉海灣中的潮汐和潮流考慮一個(gè)等深的（水深為h）、長(zhǎng)度為λ/2的窄長(zhǎng)半封閉海灣，坐標(biāo)原點(diǎn)取在離灣頂λ/4處。令灣頂?shù)统钡臅r(shí)刻為t=0，則海灣潮位ζ的表示式為：它表示一駐波，是入射波和反射波的疊加，式中A＝2a為駐波的振幅。公式描述了波面（圖7-14粗實(shí)線）隨時(shí)間的變化。在x＝0、λ/2處，sin（2πx/λ）＝0，即距離灣頂λ/4，3λ/4處是無(wú)潮線。在x＝-λ/4、λ/4處，即在灣頂和離灣頂λ/2處，sin（2πx/λ）＝±1，潮差最大，該處為波腹線。7.5潮汐動(dòng)力理論3、窄長(zhǎng)半封閉海灣中的潮汐和潮流潮流：（1）當(dāng)t＝0或T/2時(shí)，即灣頂處于低潮或高潮時(shí)，sin（2πt/T）＝0，因而u＝0，潮流流速處處為零。（2）當(dāng)t＝T/4或3T/4時(shí)，即海面漲至半潮面或退至半潮面時(shí)，就流速的時(shí)間變化而言，此時(shí)sin（2πt/T）＝±1，則:

潮流流速的絕對(duì)值達(dá)最大，漲潮時(shí)t＝T/4，u為負(fù)，流向向里；落潮時(shí)t＝3T/4，u為正，流向向外。此時(shí)就空間分布而言，在x＝-λ/4（即在灣頂）處，u＝0；而在x＝0（即在距灣頂λ/4）處，cos（2πx/λ）＝1，所以:

表明該處流速最大。但一般海灣的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于λ/4，因而不會(huì)出現(xiàn)這么大的潮流。

4、半封閉寬海灣中的潮汐和潮流7.5潮汐動(dòng)力理論設(shè)北半球的半封閉海灣，其長(zhǎng)度和寬度都等于潮波波長(zhǎng)的一半，有一個(gè)前進(jìn)波沿BD方向傳入該海灣。如上所述，由于灣頂?shù)姆瓷浔匦纬梢粋€(gè)沿海灣軸線BD起伏的駐波。在灣頂從低潮上漲到半潮面（令此時(shí)t＝0）的過(guò)程中，各處的潮流方向指向?yàn)稠敚捎诳剖狭Φ淖饔?，使海水有向右的流速分量，引起海水在右岸（面向?yàn)稠敹裕┒逊e。

4、半封閉寬海灣中的潮汐和潮流7.5潮汐動(dòng)力理論當(dāng)t＝0時(shí)，BD線處于半潮面，各處BD方向的流速達(dá)到最大，右岸海水的堆積也達(dá)到最高，而左岸海水流失最甚，此時(shí)的流速分布和海面形狀如圖D所示。4、半封閉寬海灣中的潮汐和潮流7.5潮汐動(dòng)力理論t>0以后，灣頂水位繼續(xù)上漲，灣口水位下降，BD方向的潮流流速逐漸減弱。當(dāng)t=T/4時(shí)，灣頂處于高潮狀態(tài)，而灣口處于低潮狀態(tài)，BD方向的流速為零，另一方面，在t>0以后，由于BD方向的流速減弱，右岸指向左岸的壓強(qiáng)梯度力大于科氏力，使海水從右岸向左岸流動(dòng)，在t＝T/4時(shí)，AC線處于半潮面，從右向左的流速達(dá)到最大，此時(shí)的海面形狀及流速分布如圖A所示。4、半封閉寬海灣中的潮汐和潮流7.5潮汐動(dòng)力理論t＝T/4過(guò)后，沿縱斷面（指與BD斷面平行的斷面）起伏的駐波使灣頂水位下降，灣口水位上升，并且發(fā)生退潮流，在科氏力的作用下，使海水向左岸堆積。t＝2T/4時(shí)，BD線處于半潮面，左岸處于高潮狀態(tài)，右岸處于低潮狀態(tài)，水位和潮流分布如圖B所示。4、半封閉寬海灣中的潮汐和潮流7.5潮汐動(dòng)力理論t＝2T/4過(guò)后，灣頂水位繼續(xù)下降，灣口水位上升，退潮流流速減弱。t＝3T/4時(shí)，退潮流流速為０，灣口水位達(dá)到最高，灣頂水位最低。在流速減弱過(guò)程中，由左岸指向右岸的壓強(qiáng)梯度力大于由右岸指向左岸的科氏力，使海水從左岸向右岸流動(dòng)。直至t=3T/4時(shí)，AC線處于半潮面，沿AC方向流速達(dá)到最大，水位和潮流分布如圖C所示。4、半封閉寬海灣中的潮汐和潮流7.5潮汐動(dòng)力理論外海傳入的潮波不僅引起一個(gè)沿“縱斷面”起伏的駐立潮波，還引起一個(gè)沿“橫斷面”起伏的駐立潮波。兩斷面相互垂直，而且后一個(gè)駐立潮波的位相比前者遲T/4。寬海灣的潮汐和潮流就是這兩個(gè)駐波疊加而成的，其中沿“縱斷面”（即BD斷面）的駐波是由于外海的潮波傳入灣內(nèi)后因?yàn)稠數(shù)姆瓷涠a(chǎn)生的，另外一個(gè)沿“橫斷面”（即AC斷面）的駐波是由于地轉(zhuǎn)效應(yīng)（即科氏力的作用）引起海水的堆積與流失而產(chǎn)生的。

5、各種形態(tài)海區(qū)中潮波特性的比較7.5潮汐動(dòng)力理論長(zhǎng)海峽（北半球）窄長(zhǎng)半封閉海灣（長(zhǎng)度≤λ/4，寬度<λ）半封閉寬海灣（北半球）潮波前進(jìn)波駐波（因?yàn)稠斎瓷湫纬桑﹥神v波的疊加（因?yàn)稠敺瓷渑c地轉(zhuǎn)效應(yīng)形成）潮流來(lái)復(fù)流高潮：流向與潮波傳向相同低潮：流向與潮波傳向相反高、低潮時(shí)流速最大半潮面時(shí)流速為0來(lái)復(fù)流漲潮向里，高潮時(shí)流速為0退潮向外，低潮時(shí)流速為0半潮面時(shí)流速最大灣頂處潮流始終為0旋轉(zhuǎn)流潮流矢量反時(shí)針偏轉(zhuǎn)矢量末端聯(lián)線為橢圓無(wú)潮點(diǎn)潮流始終為最大各地潮流始終不為0等潮時(shí)線一組與潮波傳向垂直的直線各地高潮的發(fā)生時(shí)刻取決于潮波的波速和波向一條與潮波傳向相同的直線各地同時(shí)達(dá)到高潮繞無(wú)潮點(diǎn)反時(shí)針偏轉(zhuǎn)潮差沿潮波傳向看右岸大于左岸不存在無(wú)潮線灣頂大，灣口小存在無(wú)潮線（離灣頂λ/4處）岸邊大，中間小存在無(wú)潮點(diǎn)7.6風(fēng)暴潮1、定義風(fēng)暴潮（stormsurges）是來(lái)自海上的一種巨大的自然界的災(zāi)害現(xiàn)象，系指由于強(qiáng)烈的大氣擾動(dòng)—如強(qiáng)風(fēng)和氣壓驟變所招致的海面異常升高的現(xiàn)象。7.6風(fēng)暴潮2、分類按照誘發(fā)風(fēng)暴潮的大氣擾動(dòng)之特征來(lái)分類，通常把風(fēng)暴潮分為由熱帶風(fēng)暴（如臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)等）所引起的和由溫帶氣旋所引起的兩大類。上述兩類風(fēng)暴潮的明顯差別在于：由熱帶風(fēng)暴引起的風(fēng)暴潮，一般伴有急劇的水位變化；而由溫帶氣旋引起者，其水位變化是持續(xù)的而不是急劇的。可以認(rèn)為，這是由于熱帶風(fēng)暴比溫帶氣旋移動(dòng)迅速、而且其風(fēng)場(chǎng)和氣壓變化也來(lái)得急劇的緣故。此外，尚存在另一種類型的風(fēng)暴潮，是可以說(shuō)渤、黃海所特有的。在春、秋過(guò)渡季節(jié)，渤海和北黃海是冷、暖氣