海洋學(xué)導(dǎo)論7(潮汐)

1、1第一節(jié)：與潮汐有關(guān)的天文學(xué)知識(shí)天球：是一個(gè)以地球?yàn)橹行模詿o(wú)限長(zhǎng)為半徑，內(nèi)表面分布著各種各樣天體球面一、天球234二、時(shí)間單位1、平太陽(yáng)日和平太陽(yáng)時(shí)2、平太陰日和平太陰時(shí)3、朔望月（盈虧月）1平太陰日 = 24.8412平太陽(yáng)時(shí) 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(shí)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(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。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(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。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(shì)：自地心（引潮力為零）移動(dòng)單位質(zhì)量物體至地表面任一點(diǎn)克服引潮力所做的功，叫引潮力勢(shì)14與天體質(zhì)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(wàn)分之0.561.12 （10-7）。太陰引潮力與太陽(yáng)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(wàn)倍(S1=0.815E，D1=108.92D)因此，海洋潮汐現(xiàn)象主要是月球（和太陽(yáng)）產(chǎn)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(shì)面 從地心移動(dòng)單位質(zhì)量物質(zhì)到某一點(diǎn)，克服重力和引潮力所做的功，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1617（二）潮汐靜力理論（平衡潮理論）假設(shè)地球?yàn)橐粋€(gè)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(shí)與等勢(shì)面重疊；海水不受地轉(zhuǎn)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(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

4、的作用下，達(dá)到新的平衡位置為止，海面產(chǎn)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(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。19根據(jù)潮汐靜力理論可以得到以下結(jié)論：1、在赤道上永遠(yuǎn)出現(xiàn)正規(guī)半日潮。202、當(dāng)月赤緯不等于0時(shí)，兩極高緯度地區(qū)（緯度|90- |）出現(xiàn)正規(guī)日潮。213、當(dāng)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(wú)關(guān)，與有關(guān)=0時(shí)，全日潮為0，而半日潮最大分點(diǎn)潮0時(shí)，全日潮與半日潮疊加，出現(xiàn)潮汐日不等現(xiàn)象當(dāng)月赤緯=28時(shí)，日不等現(xiàn)象最顯著回歸潮24三、推算潮時(shí)的簡(jiǎn)易方法八分算潮法月中天時(shí)至下一個(gè)高潮發(fā)生時(shí)刻的時(shí)間間隔例：求1992年11月1日銅沙概略潮時(shí)已知：銅沙平均高潮間隙為1021（10時(shí)21分）， 當(dāng)日為農(nóng)歷初七2526第五節(jié)：潮汐動(dòng)力理論一、潮汐動(dòng)力理論的基本思想 對(duì)于海水運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，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(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 海洋潮汐實(shí)際上指的是海水在月球

6、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(zhǎng)海峽中的潮汐和潮流在北半球的長(zhǎng)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(zhǎng)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(wú)潮流波節(jié)處潮流最大高低潮時(shí)，潮流處處為0半潮面時(shí)，潮流速度最大29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0落潮時(shí)，潮流向外，降至半潮面時(shí)，潮流流速最大低潮時(shí)，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(zhǎng)海峽窄長(zhǎng)半封閉海灣半封閉寬海潮波前進(jìn)波駐波兩駐波的疊加潮流來(lái)復(fù)流高低潮時(shí)流速最大；半潮面時(shí)流速為0來(lái)復(fù)流半潮面時(shí)流速最大；灣頂出潮流始終為0旋轉(zhuǎn)流無(wú)潮點(diǎn)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(wú)潮線灣頂大、灣口小存在無(wú)潮線岸邊大、中間小存在無(wú)潮點(diǎn)32世界海洋潮汐的主要特點(diǎn)全球海洋多數(shù)地點(diǎn)為半日潮的類型，少數(shù)地點(diǎn)為混合潮和全日潮的類型。海洋水域大多為旋轉(zhuǎn)潮波，還有另一些水域?yàn)榍斑M(jìn)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(guān)系35第六節(jié)：風(fēng)暴潮是來(lái)自海上的一種巨大的自然界的災(zāi)害現(xiàn)象，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。3637383940分類按照誘發(fā)風(fēng)暴潮的大氣擾動(dòng)的特征分類：1. 熱帶風(fēng)暴（臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)）：夏秋季常見。三個(gè)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(fēng)潮：中國(guó)北方黃渤海地區(qū)所特有，在春、秋過(guò)渡季節(jié)，由寒潮或冷空氣所激發(fā)的風(fēng)暴潮是顯著的41中國(guó)的風(fēng)暴潮中國(guó)沿岸常有臺(tái)風(fēng)或寒潮大風(fēng)的襲擊，是一個(gè)風(fēng)暴潮危害嚴(yán)重的國(guó)家。中國(guó)風(fēng)暴潮一般具有以下特點(diǎn)：（1）一年四季均有發(fā)生。夏季和秋季，臺(tái)風(fēng)常襲擊沿海而引起臺(tái)風(fēng)潮（T

9、yphoon surge），但其多發(fā)區(qū)和嚴(yán)重區(qū)集中在東南沿海和華南沿海。冬季，寒潮大風(fēng)、春秋季的冷空氣與氣旋配合的大風(fēng)及氣旋影響，也常在北部海區(qū)，尤其是渤海灣和萊州灣產(chǎn)生強(qiáng)大的風(fēng)暴潮。（2）發(fā)生的次數(shù)較多。（3）風(fēng)暴潮位的高度較大。（4）風(fēng)暴潮的規(guī)律比較復(fù)雜，特別是在潮差大的淺水區(qū)，天文潮與風(fēng)暴潮具有較明顯的非線性耦合效應(yīng)，致使風(fēng)暴潮的規(guī)律更為復(fù)雜。 42風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)分兩大類：經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)；動(dòng)力-數(shù)值預(yù)報(bào)。簡(jiǎn)稱“經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)”和“數(shù)值預(yù)報(bào)”。經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)：用回歸分析和統(tǒng)計(jì)相關(guān)建立風(fēng)和氣壓與特定港口的經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)方程或相關(guān)圖表。數(shù)值預(yù)報(bào)：“風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報(bào)”，系指“數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和風(fēng)暴潮數(shù)值計(jì)算二者組成的統(tǒng)一整體”。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)給出風(fēng)暴潮數(shù)值計(jì)算時(shí)