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厦门大学海洋科学导论课件(水文部分)lect17_1217
2. 高潮间隙:月中天时至下一个高潮发生时刻的时间间隔
如月中天时发生在低潮前15分,则高潮间隙=
0015+0612=0627
厦门高潮间隙0002,福州0030,青岛0500,威海1050,大 连1055,烟台1025,汕头0150 3. 例:求厦门港初七的高、低潮时 高潮时 I=(7-1)*0.8+0002=4.8+0002=0448+0002=0450 II=0450+1224=1714 低潮时 I=0450+0612=1102 II=1714+0612=2326
太阴平衡潮最大潮差为 [36+CM-(-18+CM)]=54cm 同理,太阳平衡潮最大潮差为24cm 可见,平衡潮的最大可能潮差为78cm
(三) 潮汐的变化周期(不等现象)
1.日不等
月最大时,日不等现象最显著,半日周期部分最小,全日周期部分最 大 回归潮 月=0,全日周期为0,半日周期部分最大 分点潮
Equilibrium Tide Theory
Roughly Explains: • diurnal, semidiurnal and mixed semidiurnal tides • spring/neap tide series
Dynamic Tidal Analysis
The mathematical study of the actual tides as they really occur on Earth is called dynamic tidal analysis. Modified by the landmasses, the geometry of the ocean basins, and the earth’s rotation
b) 朔望大潮和方照小潮
2)定量 平衡潮高公式?
(二) 平衡潮潮高公式 1. 将海面相对原静止水面的升 高记为hm,若考虑引潮力后的海 面为一等势面,则
等重力势面C hm
C gh m C 1
C1—常数,可根据考虑F前后海面所围成的体积相等 这一条件确定 C — 不考虑F下与海面重叠的那个等重力势面的位势
(五) 对潮汐静力理论的评价 1.正确性 1) 建立在客观存在的引潮力上 2) 潮汐的周期与实际相符合 3) 最大可能潮差与实际大洋的潮差大致相同 2. 缺点
1) 太理想化 2) 海水没有惯性,与实际不符 3) 没有考虑海水的运动,无法解释潮流运动 4) 忽略了科氏力,无法解释宽海湾的一些海洋现象,如无潮点 5) 近岸潮差与理论结果相差很大 hM=K0h0+K1h1+K2h2 (K0、K1、K2由实测决定) ——半经验公式 6) 实际上,赤道附近地区也出现日潮 7) 多数地方大潮出现在朔望日之后,迟后的天数称为潮龄
4. 说明
1) 时间的表示法,前两位数表示时,后两位表示分钟 2) 时间的加、减法:a)60进制;b)农历下半月应减去16,不是1 3) 适用正规半日潮港,对于正规日潮和混合潮区,误差较大 4) 由于太阴日长于平太阳日,因此一天中可能会只出现一次高潮 或一次低潮的情况 5) 高潮间隙是个平均值,实际上各港湾(或海区)的高潮间隙每 天都不同,所以利用此式计算的高低潮时与实际可能有一个小 时左右的时差 6) 由该式算出的高、低潮时是指地方时 7) 计算步骤: a)求中天时刻;b)求高潮间隙;c)求出一个高潮时;d)求出 其它高低潮时;e)舍去不合题意的高低潮时
3
/2
(三) 窄长半封闭海湾中的潮汐和潮流 1. 定性解释
(1) 设有一个前进潮波(入射波)由外海传入窄 长半封闭海湾,由于湾顶岸壁的全反射产生 一个反射波,这两个波叠加而成的驻波构成 了窄长半封闭海湾的潮波 (2) 海湾各时刻潮流可看作是入射波潮流和反 射波潮流叠加而形成的; (3) 海湾中潮波波面也是入射波面和相应的 反射波面的叠加
3 2
月球引潮力 水平
3 gM 2 E
r D
) sin 2
3
垂直 太阳引潮力 水平
FV
'
gS E
(
r D (
) ( 3 cos 1 ) '
3 2 '
FH
'
3 gS 2 E
r D
) sin 2 '
3
'
①F与有关
FV: FH:
=0,180°FV最大,背离地心
=90,FV最小,指向地心 =0,90,180° FH为0
=45,135° FH最大 ②地球中心FH=FV=0
③海洋潮汐现象主要由月球产生,其次是太阳
B.潮汐静力理论 基本思想:
海面为球面 假设前提
(光滑圆球、全 水、无惯性、无 粘性、fc, F不考 虑)
潮汐椭球 引潮力、重力作用 (长轴指向月球)
地球自转
潮汐
1)定性解释 a) 不同纬度的潮汐类型 (1)=0(赤道) 始终是正规半日潮 (2)月=0,各 正规半日潮 (3)当月0时,高纬(||>90°||)出现正规日潮 (4)当月0时,其他纬度出现日不等现象:→0,半日潮 成分越大; →±90°,日潮成分越显著
B C
(3) BC断面 波峰线 高潮 (4) BC断面 波谷线 低潮
潮流速度最大 f c 方向向南 潮流速度最大 方向向北
B>C
fc
B<C
高潮 (5) B岸 水位高 C岸 水位低
低潮 潮差 水位低 大 水位高 小
平均海 B 平面
C
(6) 波峰前(后)节点传到BC断面,半潮面, 潮流为0
(7) 沿潮波方向看,北半球的长海峡中,右岸的潮差大于左岸的 潮差
B C
台湾海峡位于福建省和台湾省之间, 是连接东海和南海的通道。它的北界从台 湾省的富贵角到福建省的平潭岛,相距 172km,南界从台湾省的猫鼻头到福建省 的东山岛,宽约370km,南北长约333km, 面积约7.7万平方公里,平均水深为60m, 在海峡西侧的福建沿岸一般不超过50m, 海峡北部和中部的水深约为40~80m,而 海峡东南部水深较大,最大水深约1400m。 台湾海峡的海底属东海大陆架区,地形颇 为复杂,海底冲刷十分剧烈,从而形成不 规则的水下洼地、隆起和沟槽等侵蚀海底 形态。台湾浅滩位于台湾海峡南部东山岛 与澎湖列岛之间,由若干个东西向的、连 续排列的水下沙堤组成,东西长约213km, 南北宽约93km,呈椭圆形近东西向分布, 是台湾海峡水深较小的地方,平均水深在 20m左右,最浅处仅 8.2m。 闽南-台湾浅滩渔场位于台湾海峡这一 著名的海上走廊的南口,是我国东南海域 重要的大陆架渔场。该海区属于亚热带型 季风气候区,海底地形复杂,加上多种水 系在该处交汇,形成其独特复杂的海洋环 境,在我国东南沿海工业、农业、交通运 输业的发展中占有极为重要的经济地位。
8. 某年学生到某一正规半日潮海湾实习,初到之日(农历四月初 五)观测得知该海湾18时26分为高潮时,请计算出第二天和农历 二十日该海湾的高、低潮时,
(5-1) 0.8+x=1826 x=1514 高潮间隙:1514-1224=0250 初六: (6-1) 0.8+0250=0650 高潮时:0650、1914 0650-0612=0038 低潮时:0038、1302 0650+0612=1302 0650+1224=1914 二十: (20-16) 0.8+0250=0602 0602+1224=1826 高潮时:0602、1826 0602+0612=1214 低潮时:1214 0602-0612=
书P232
6.用八分算潮法列出农历二十二日厦门和大连的高、低潮时 厦门的高潮间隙0002 大连1055 高潮时=[农历日期-1(或16)]0.8+高潮间隙 厦门: (22-16) 0.8+0002=0450 0450+0612=1102 高潮时:0450、1714 0450+1224=1714 低潮时:1102、2326 1714+0612=2326
Байду номын сангаас2. 半月不等
考虑太阳平衡潮,当T、T’相差0或180 ° (朔、望)潮差最大, 形成朔望大潮 当|T-T’|=90、270 °(上、下弦),潮差最小,形成两弦小潮
3. 月不等
hM 1/D3,当月近地点时,潮差最大;远地点时,潮差较小, 出现潮汐的月周期变化
4. 年不等
对太阳潮,地球近日点也有一年的变化周期
五、潮汐动力理论
(一)基本思想 1. 内容 (1) 只有水平引潮力才是重要的,Fv不重要 (Fv=1.15×10-7g) (2) 潮波运动除受到FH作用外,还受到地转偏向力、 摩擦力和海洋的形态特征(如水深、宽度、海陆分 布等)的影响 2. 潮波可被看成是一种长波,满足 c
gh
(二) 长海峡中的潮波和潮流 1. 定性结果(北半球) (1) 设一个潮波从北边传入长海峡,显然这个潮 波是沿海峡轴线方向传播的前进波 (2) 根据前进波的性质,波峰处水质点与潮波传 播方向相同,波谷处相反
5. 18.61年不等
月赤纬有18.61年的变化周期
(四)八分算潮法——潮时的计算
1. 计算式 高潮时=月中天时+高潮间隙 =[农历日期-1(或16)]0.8+高潮间隙
农历初一零时月下中天,十六零时月上中天,其后月 中天时刻每天推迟50或48分
月中天时= [农历日期-1(或16)]0.8 (上半月减1,下半月减16)
为了解释台湾海峡北部 潮汐、潮流的特点,首先应 弄清台湾海峡北部的潮波系 统。由于我国海区的面积与 大洋相比小很多,海区本身 受月球和太阳引潮力作用而 产生的潮汐是很小的,所以, 我国海区潮汐的形成主要是 由太平洋的潮波传入而引起 的,当西太平洋的潮波由琉 球群岛进入东海时,有一个 分支在台湾海峡北部朝西南 方向沿着台湾海峡(东北-西 南走向)传播,这样就在台 湾海峡北部形成一个潮波系 统。