海洋学导论7(潮汐)
(二)潮汐不等现象 •凡是一天之中两个潮的 潮差不等,涨潮时和落潮 时也不等,这种不规则现 象称为潮汐的日不等现象。 •高潮中比较高的一个叫 高高潮,比较低的叫低高 潮;低潮中比较低的叫低 低潮,比较高的叫高低潮。
第三节:引潮力
天体的引力与惯性离心力的移动单位
中国的风暴潮
• 中国沿岸常有台风或寒潮大风的袭击,是一个风暴潮 危害严重的国家。 • 中国风暴潮一般具有以下特点: • (1)一年四季均有发生。夏季和秋季,台风常袭击沿 海而引起台风潮(Typhoon surge),但其多发区和 严重区集中在东南沿海和华南沿海。冬季,寒潮大风、 春秋季的冷空气与气旋配合的大风及气旋影响,也常 在北部海区,尤其是渤海湾和莱州湾产生强大的风暴 潮。 • (2)发生的次数较多。 • (3)风暴潮位的高度较大。 • (4)风暴潮的规律比较复杂,特别是在潮差大的浅水 区,天文潮与风暴潮具有较明显的非线性耦合效应, 致使风暴潮的规律更为复杂。
新月(朔)
上弦月
满月(望)
下弦月
第二节:潮汐现象
潮汐现象是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮 力作用下所产生的周期性运动,习惯上把海面铅直向 涨落称为潮汐,而海水在水平方向的流动称为潮流。
一、潮汐要素
二、潮汐不等于潮汐类型 (一)潮汐的类型
1、正规半日潮
2、不正规半日潮
3、正规日潮
4、不正规日潮
第六节:风暴潮
• 是来自海上的一种巨大的自然界的灾害现象, 指由于强烈的大气扰动—如强风和气压骤变 所招致的海面异常升高的现象。
分类
• 按照诱发风暴潮的大气扰动的特征分类: • 1. 热带风暴(台风、飓风):夏秋季常 见。 • 三个阶段:先兆波、主振阶段、余振阶 段。 • 2. 温带气旋:主要发生于冬、春季。 • 3. 风潮:中国北方黄渤海地区所特有, 在春、秋过渡季节,由寒潮或冷空气所 激发的风暴潮是显著的
(二)潮汐静力理论(平衡潮理论)
地球为一个圆球形,其表面完全被等深的海水 所覆盖,不考虑陆地的存在; 假 设 海水没有粘滞性,也没有惯性,海面能随时 与等势面重叠;
海水不受地转偏向力和摩擦力的作用。
海面在月球引潮力的作用下离开原来的平衡位置 作相应的上升或下降,直到在重力和引潮力的作用下, 达到新的平衡位置为止,海面产生形变。
F / F' M S D13 D3 2.17
月球与金星(离地球最近)相比:近2万倍
(S1=0.815E,D1=108.92D) F / F1 19454 因此,海洋潮汐现象主要是月球(和太阳)产生的。
第四节:平衡潮
一、潮汐静力理论(平衡潮理论) (一)等势面 从地心移动单位质量物质到某一点,克服重力 和引潮力所做的功,叫做这一点的位势,位势相等 的点连成的面称为等势面
风暴潮预报
• 分两大类:经验统计预报;动力-数值预报。简称“经 验预报”和“数值预报”。 • 经验预报:用回归分析和统计相关建立风和气压与特 定港口的经验预报方程或相关图表。 • 数值预报:“风暴潮数值预报”,系指“数值天气预 报和‘风暴潮数值计算’二者组成的统一整体”。数 值天气预报给出风暴潮数值计算时所需要的海上风场 和气压场——所谓大气强迫力的预报;风暴潮数值计 算是在给定的海上风场和气压场强迫力的作用下、在 适当的边界条件和初始条件下去数值求解风暴潮的基 本方程组,从而给出风暴潮位和风暴潮流的时空分布, 其中包括了特别具有实际预报意义的岸边风暴潮位的 分布和随时间变化的风暴潮位过程曲线。
海洋潮汐实际上指的是海水在月球和太阳水平引 潮力作用下的一种潮波运动,即水平方向的周期运 动和海面起伏的传播。海洋潮波在传播过程中,除 受引潮力作用外,还受海陆分布、海底地形、地砖 偏向力以及摩擦力等因素的影响。
二、长海峡中的潮汐和潮流
波峰传到 高潮 波谷传到 低潮
右岸高于左岸
右岸低于左岸
在北半球的长海峡中,沿潮 汐传播的方向看,右岸潮差 大于左岸,而在南半球相反
三、窄长半封闭海湾中的潮汐和潮流 入射波 驻波
反射波
波腹处始终无潮流 波节处潮流最大 高低潮时,潮流处处为0 半潮面时,潮流速度最大
• • • •
涨潮时,潮流向里,涨至半潮面时,潮流流速最大 高潮时,潮流流速处处为0 落潮时,潮流向外,降至半潮面时,潮流流速最大 低潮时,潮流流度处处为0
四、半封闭宽海中的潮汐和潮流 考虑科氏力的作用
3、当δ不等于0时,在其他纬度上出现日不等现象, 越靠近赤道,半日潮的成份越大,反之越靠近南北极, 日潮的成分越显著。
二、平衡潮潮高公式
h M= 令ha=
h1与cosT成比例,代表的是日潮
h2与cos2T成比例,代表的是半日潮 h0与T无关,与有关
=0时,全日潮为0,而半日潮最大
分点潮
≠0时,全日潮与半日潮叠加,出现潮汐日不等现象 当月赤纬=28°时,日不等现象最显著 回归潮
世界海洋潮汐的主要特点
• 全球海洋多数地点为半日潮的类型,少数地点 为混合潮和全日潮的类型。 • 海洋水域大多为旋转潮波,还有另一些水域为 前进波、驻波。 • 在北半球,入射潮波方向右岸的潮差比左岸为 大。 • 近海潮位、潮流比外海和大洋的大 • 大洋岛屿的潮差一般一米左右,且多为半日潮 类型。
• 潮汐与海洋渔业的关系
质量物体至地表面任一点克服引潮力所做的 功,叫引潮力势
与天体质量成正比,与天体与地球距离的立方成反比。
垂直引潮力,水平引潮力 垂直引潮力与重力相比:只是重力的千万分之
0.56~1.12 (10-7)。 太阴引潮力与太阳引潮力相比:约2.17倍(E=81.5M, S=333400E, D=60.3r, D’=389D)
第七章:潮汐
第一节:与潮汐有关的天文学知识
一、天球
天球:是一个以 地球为中心,以 无限长为半径, 内表面分布着各 种各样天体球面
二、时间单位
1、平太阳日和平太阳时
2、平太阴日和平太阴时 3、朔望月(盈亏月)
1平太阴日 = 24.8412平太阳时 ≈24h50min
月球从新月(或满月)位置出发再回到新月 (或满月)位置的时间间隔
三、推算潮时的简易方法—八分算潮法
月中天时至下一个高潮发生 时刻的时间间隔
例:求1992年11月1日铜沙概略潮时
已知:铜沙平均高潮间隙为1021(10时21分), 当日为农历初七
第五节:潮汐动力理论
一、潮汐动力理论的基本思想
对于海水运动来说,只有水平引潮力才是最重要 的,而引潮力的铅直分量(铅直引潮力)和重力相 比非常小,因此铅直引潮力所产生的作用只是使重 力加速度产生极微小的变化,故不重要
考虑引潮力后的海面变成了椭球形,称为潮汐椭球, 并且它的长轴恒指向月球。由于地球的自转,地球的 表面相对于椭球形的海面运动,这就造成了地球表面 上的固定点发生周期性的涨落而形成潮汐,这就是平 衡潮理论的基本思想。
根据潮汐静力理论可以得到以下结论:
1、在赤道上永远出现正规半日潮。
2、当月赤纬δ不等于0时,两极高纬度地区(纬度 |φ|﹥90°- |δ|)出现正规日潮。
入射波 驻波
反射波
科氏力作用 海水堆积、流失 驻波
长海峡
潮 前进波 波 来复流 潮 高低潮时流速 流 最大;半潮面 时流速为0 潮 右岸大于左岸 汐 不存在无潮线
窄长半封闭海湾
驻波 来复流 半潮面时流速最 大;湾顶出潮流 始终为0 湾顶大、湾口小 存在无潮线
半封闭宽海
两驻波的叠加 旋转流 无潮点潮流始终最 大;各地潮流始终 不为0 岸边大、中间小 存在无潮点