潮汐课程课件
2008年09月 每 日 高 低 潮
日 月相 潮时 潮高 潮时 潮高 潮时 潮高 潮时 潮高 潮时 潮高 1 0512 451 1205 97 1717 453 2 0023 49 0544 449 1240 91 1754 446 3 0057 66 0615 442 1314 90 1832 433 4 0130 88 0648 428 1349 96 1911 414 5 0204 114 0721 409 1425 107 1955 389 6 0240 147 0756 384 1505 122 2048 362
第三章 海 水 运 动
(1)潮汐 (2)洋流
(3)波浪
3.1 潮 汐
与潮汐有关的天文知识 潮汐现象 潮汐表
3.1.1与潮汐现象有关的天文知识
所需了解概念 天球 黄道面 天赤道 北天极 南天极 视运动 白道面 朔望月 月相
月 球 的 视 运 动
太 阳 的 视 运 动
2/4
黄道:太阳围绕地球运转一圈所形成的轨迹。
月球引力:方向指向月心,对地球上各点来说, 这一力的大小和方向均不相同。 惯性离心力:地球的月运动是平动,地球上各
点惯性离心力的大小均相等,方向也相同,并
指向月球对地心引力的相反方向。
月球引潮力定义:地球上单位质量的物 体,其所受到的月球 引力,与因地月相对运动所产生的惯性离心力的合力,称为月 球的引潮力。
混合潮:不正规半日潮和不正规日潮。 不正规半日潮基本具有半日潮的特征,在一个 朔望月中的大多数日子里,每个太阴日内一般可 有两次高潮和低潮,但两相邻的高潮或低潮潮位 高度相差很大,涨潮时和落潮时也不相等,有少 数日子的第二次高潮很小,半日潮特征不明显, 如我国浙江舟山群岛、镇海,福建诏安及香港海 区具有这种潮汐特点 ;
潮汐带的海洋生物
3.1.3 潮汐表的查看
青
岛
来源: 国家海洋局
发布时间: 2008-09-01
qingdao 36°05′n 120°18′e
--------------------------------------------------------------------------------
引潮力公式讨论 引潮力量值与天体的质量成正比,和天 体到地球中心距离的三次方成反比。 海洋的潮汐现象主要是由月球产生的, 其次是由太阳产生的,其他天体的引潮 作用很小,一般可以忽略不计。
由于引潮力的作用,加之地球的自转, 一固定地点的海面便将发生周期性的涨 落,形成潮汐。
月球和太阳对潮汐的共同影响
潮汐形成的原因?
许多学者都探讨过这一问题,提出过一些假想。 古希腊哲学家柏拉图认为地球和人一样,也要呼吸,潮 汐就是地球的呼吸。他猜想这是由于地下岩穴中的振动造 成的,就像人的心脏跳动一样。 我国晋朝有人则认为,海水的定期涨落是因为有一条无 比巨大的海生动物定期出入海宫而造成的。
随着人们对潮汐现象的不断观察,对潮汐现象的真 正原因逐渐有了认识。我国古代余道安在他著的《海 潮图序》一书中说:“潮之涨落,海非增减,盖月之 所临,则之往从之”。 哲学家王充在《论衡》中写道:“涛之起也,随月 盛衰。”指出了潮汐跟月亮有关系。 到了17世纪80年代,英国科学家牛顿发现了万有引 力定律之后,提出了潮汐是由于月亮和太阳对海水的 吸引力引起的假设,科学地解释了产生潮汐的原因。
混合潮:不正规半日潮和不正规日潮。 不正规日潮的特征是在一个朔望月中的大多数 日子里具有日潮型的特征,但有少数日子出现两 次高潮和两次低潮的半日潮特征,如南海大多数 海区。
各类型潮汐的月过程曲线
五、潮汐的利用及影响
各地潮汐不但有不同的类型,花样也比较多, 形成各种美丽的潮汐现象
钱塘江
潮汐是所有海洋现象中较先引起人们注意的海水运动 现象,它与人类的关系非常密切。 海港工程,航运交通,军事活动,渔、盐、水产业, 近海环境研究与污染治理,都与潮汐现象密切相关。 可以利用潮汐能,永不休止的海面铅直涨落运动蕴藏 着极为巨大的能量,这一能量的开发利用也引起人们的 兴趣。
谢谢!
英国安装世界首台潮汐能发电机 似倒置风车
中国第一座潮汐能双向发电站——温岭江厦潮汐电站 1985年12月建成投产的温岭江厦潮汐电站,是中国第一座潮汐能 双向发电站,装机容量为3200千瓦。温岭潮汐是正规半日潮,潮 位落差大,可供利用的潮汐能资源十分丰富,用其发电无污染、 无噪音,有“卫生工厂”之称。(温岭市档案馆图片资料)
在地球上观察太阳运动所形成的视运动的轨道就叫 黄道。
白 道:白道Байду номын сангаас在地球上观察月亮围绕地球转一圈 所形成的轨道,叫白道。 天赤道是地球赤道在天球上的投影。黄道与天赤道 平均交角为23°27″。
天球图
平太阳日 太阳连续两次经过中午的时间间隔,称为真太阳日。 地球在轨道上做的是不等速运动,一年之内真太阳日的长 度便不断改变,不易选做计时单位,于是引进平太阳的概 念。 天文学上假定由一个太阳(平太阳)在天赤道上(而 不是在黄道上)作等速运行,其速度等于运行在黄道上真 太阳的平均速度,这个假想的太阳连续两次上中天的时间 间隔,叫做一个平太阳日,这也相当于把一年中真太阳日 的平均称为平太阳日,并且把1/24平太阳日取为1平太阳 时。这些就是平常所使用的时间单位。通常所谓的“日” 和“时”,就是平太阳日和平太阳时的简称。
二、潮汐要素 高潮、低潮 涨潮、平潮、落潮、停潮 涨潮时、落潮时、潮周期、潮差 基准面(水尺零点)
潮汐要素示意图
三、潮汐不等
周日不等
半月不等
月不等
年不等
多年不等
周日不等 :除赤道不存在潮汐周日不等现象外,均有 相邻二次高潮(或低潮)的潮高和潮时不等的现象。 半月不等 :大、中、小、中、大潮。新月和满月时, 朔望大潮;初七、初八(上弦)和二十二、二十三 (下弦)时,方照小潮。 月不等 :由于月球与地球的近地点与远地点引起 。 年不等 :太阳与地球的近日点和远日点引起。 多年不等 :黄白交角变化引起 。 19°27′,18.61年。
由于引潮力的作用,使原来的球形海面产生形变,一些地 方的海面较原来为高,而另一些地方的海面,则较原来为 低,形成所谓“潮汐球”。
(2)、引潮力公式
设地球质量为E,地球平均半 径为r,月球质量为M,月地中 心距离为D,月球中心至地球 表面任意一点的距离为x,θ为 天顶距。
在地球表面任意一点p处单位 质量物体所受到的月球引力为: f1=-GM/x2
平太阴时:1/24平太阴日为一平太阴时。 1平太阴日=24.8412平太阳时=1.03505 平太阳日。
月相:人有悲欢离合,月有阴晴圆缺。
朔望月:月球从新月位置出发再回到新月位置的时间间隔, 叫朔望月。朔望月是月相变化的周期,它的长度等于29.53平 太阳日。
盈亏月:月球从满月位置出发再回到满月位置的时间间 隔,叫盈亏月。
朔望之时,月球和太阳所引起的潮汐椭 球,其长轴方向一致,潮高相互迭加, 形成朔望大潮。
上下弦之时,月球和太阳所引起的潮汐 椭球,其长轴相互正交,潮高相互抵消 一部分,形成方照小潮。
在多数地方,大潮发生的时间比引潮力最 大的时间稍有延后,因此,大潮发生的时 间,在满月及新月之后一天或两天。 满月(或新月中天时)与大潮发生的时间 之差称为潮龄。
四、潮汐类型
正规半日潮 全日潮 混合潮
正规半日潮:在一个太阴日里有两次高潮和低 潮,周期为半个太阴日,相邻高潮和低潮的潮 高几乎相等,涨潮时约等于落潮时,平均为6 时12分。如我国的厦门、青岛、烟台、塘沽等 港口。
全日潮:正规日潮是周期约为一日的潮汐, 他的特点是在一个太阴日中,只有一次高潮 和一次低潮。如我南海的北部湾是世界上最 典型的全日潮潮汐海区。
3.1.2 潮汐现象
一、潮汐定义及起因
二、潮汐要素
三、潮汐不等
四、潮汐类型
五、潮汐利用及影响
凡是到过海边的人们,都会看到海水有一种周期性的涨 落现象:到了一定时间,海水推波逐澜,迅猛上涨,达到 高潮;过后一些时间,上涨的海水又自行退去,留下一片 沙滩,出现低潮。如此循环重复,永不停息。海水的这种 运动现象就是潮汐。法国文学称之为“大海的呼吸”。 “昼涨称潮,夜涨称汐”。简而言之“潮”指白天海水 上涨,“汐”指晚上海水上涨,不过通常我们往往将潮和 汐都叫做“潮”。
自然科学定义
潮汐现象:海水在月球和太阳引潮力作用下所产生 的周期运动现象。
引潮力是如何产生和发生作用的呢?
(1)引潮力定义 在地月系统中,地球、月球各绕“地— 月”公共质心运动。 对“地月”系统来说,地球受两个力作 用,一是月球对地球引力;二是地球绕 “地—月”公共质心作运动所产生的惯 性力。两个力平衡,所以地—月系统保 持平衡。
太阴日 以月球为参考点所度量的地球自转周期。月球中心连 续两次通过地球上同一子午线所需要的时间。平均是24 小时50分,比平太阳日长50.47分。这是由于月球公转方 向和地球自转方向相同,月球每日在白道上平均运行 13°11′,因此当地球自转一周后,月球已经沿轨道向 前运行了13°11′,而地球需要再转过13°11′(地球 绕过这个角度所需的时间约是50分),月球中心才能两 次经过这一子午线。所以,以一定的地点来说,月球中 心通过当地子午线的时刻,总比前一天延迟50分钟。
此点的惯性离心力为: f2=GM/D2 其中,G=gr2/E
(2)、引潮力公式
Fp=f1p+f2P
水平引潮力 Fh=3/2(gM/E)(r/D)3sin2θ
垂直引潮力 Fv=(gM/E)(r/D)3(3cos2θ-1)
类似的,可以计算太阳在地 球上各点的引潮力 垂直引潮力 Fv/ Fv’=M/S(D’/D)3=2.17