航海学潮汐教案.docx

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航海学潮汐教案

第一章潮汐与潮流

一．概述

潮汐（Tide）

高潮（HighWater/HW）

低潮（LowWater/LW）

涨潮（FloodTide）

落潮（EbbTide）

潮流

往复流（AlternatingCurrent）

回转流（RotaryCurrent）

潮汐的基本成因与潮汐不等

二．潮汐基本成因

1.平衡潮理论两个假设

整个地球被等深的大洋所覆盖，所有自然因素对潮汐不起作用；

海水无摩擦力和惯性力，外力使海水在任何时候都处于平衡状态。

2.月球引力月球对地球的吸引力：

地球表面某水质点所受引力

Ø公式：

Ø特点：

Ø大小

Ø方向

3.惯性离心力地-月公共质心

地球各点惯性离心力

Ø地球的平动运动

Ø地心E：

Ø地面各点：

相等、平行、背离月球

4.月引潮力与月潮椭圆体月球引力

惯性离心力

月引潮力

Ø地心：

Ø地面：

月潮椭圆体

5.潮汐基本成因成因：

月引潮力+地球自转

现象：

A1（上中天）：

HW1

A2（转90O）：

LW1

A3（下中天）：

HW2

A4（转90O）：

LW2

太阴日：

24h48m

潮汐周期：

12h24m（半日潮）

（END）

三．潮汐不等（周日不等、半月不等、视差不等）

1.周日不等成因：

δ≠0且ϕ≠0

现象：

ϕ≠0：

两次HW（LW）潮高不等；

涨（落）潮时间间隔不等；

ϕ=0：

无不等现象。

ϕ>90o-δ：

一次高潮与一次低潮。

特点：

ϕ、δ愈大，现象愈显著。

2.

（1）半月不等成因：

太阳引潮力

太阳引潮力特点：

Ø比月引潮力小2.17倍；

Ø半日潮周期约为12h。

现象：

Ø新月/满月：

引潮力相互叠加->大潮

Ø上弦/下弦：

引潮力部分抵销->小潮

（2）潮汐半月变化规律：

新月/满月时潮汐现象：

太阳引潮力和月引潮力相互叠加

高潮最高，低潮最低->大潮（END）

上弦/下弦时潮汐现象

月引潮力与太阳引潮力部分抵销

高潮最低，低潮最高->小潮

（END）

新月（朔）->上弦->满月（望）->下弦->新月

潮汐大潮小潮大潮小潮大潮

高潮高maxminmaxminmax

低潮高minmaxminmaxmin

潮差maxminmaxminmax

四.潮汐调和分析简介

潮汐静力学理论不足

（两个假设、实际情况、原因）

潮汐预报法：

潮汐调和分析法

（潮汐静力学理论＋潮汐动力学理论）

潮汐调和分析法：

原理：

方法：

常见分潮（半日分潮、日分潮、浅海分潮）

两个假设：

整个地球被等深的大洋所覆盖，所有自然因素对潮汐不起作用；

海水无摩擦力和惯性力，外力使海水在任何时候都处于平衡状态。

实际情况：

高潮不一定发生在中天时，而是滞后一定时间（高潮间隙）；

大潮不一定发生在朔望日，而是滞后1～3天（潮龄）；

各地潮差不等，甚至非常悬殊。

相邻两地可能发生不同性质的潮汐。

原因：

迟到、高潮间隙、潮龄”的产生：

大陆对海水阻隔◊阻碍了理想的潮汐椭圆体的形成；

海洋深浅不一，海底崎岖不平◊海水受较大摩擦力；

海水粘滞性、惯性影响。

潮差及潮汐的改变：

沿岸海区水深变化大、海底地形复杂、岸形曲折，尤其是浅滩、狭窄海湾的存在。

强制波动原理：

由周期性力的作用所引起的某系统的波动也将是周期性的，而且其周期与力的周期相同。

波动合成原理：

如几个力同时作用在某一系统上，则每个个别的力所引起的分波动可以分别地计算出来；而所有诸力作用的总结果是所有分波的总和。

常见半日分潮

vM2：

主要月球半日分潮

vS2：

主要太阳半日分潮

vN2：

主要月球椭圆率

vK2：

月、日合成半日分潮

常见日分潮

vK1：

月、日合成日分潮

vO1：

主要月球日分潮

vP1：

主要太阳日分潮

vQ1：

主要月球椭圆率

潮汐调和分析法

&将按各种不同周期变化着的力表示为许多简谐振荡的总和。

把每一项都视为由一个假想天体所引起的，从而把十分复杂的不规则的潮汐振荡，归结为很多正规的潮汐振荡总和。

&每种正规潮汐称为分潮。

每个分潮曲线由两个因素确定：

分潮振幅“H”、分潮迟角“g”。

（

常见浅海分潮

&M4：

月浅海1/4日分潮

&MS4：

月日浅海1/4日分潮

&M6：

月浅海1/6日分潮

五．潮汐类型

v正规半日潮：

“两次高潮、两次低潮、潮高相差不大、潮时接近”

v正规日潮：

“半月中有连续1/2以上天数为日潮，其余日为半日潮”

v不正规半日潮混合潮：

“基本具有半日潮特性，但相差很大、不等”

v不正规日潮混合潮：

“在半个月中，日潮小于7天，其余为不正规半日潮”

（END）

六．潮汐术语

v平均海面（Meansealevel,MSL）

v潮高基准面（Tidaldatum,TD）

v涨潮时间（Durationofrise）

v落潮时间（Durationoffall）

v平潮（Slack）：

“高潮后”

v停潮（Stand）：

“低潮后”

v潮龄（Tidalage）

v潮差（Tidalrange）

v回归潮（Tropictide）

v分点潮（Equinoctialtide）

v高高潮（Higherhighwater,HHW）

v高低潮（Higherlowwater,HLW）

v低低潮（Lowerlowwater,LLW）

v低高潮（Lowerhighwater,LHW）

v平均大潮高潮面

（Meanhighwaterspring,MHWS）

v平均大潮低潮面

（Meanlowwaterspring,MLWS）

v平均小潮高潮面

（Meanhighwaterneap,MHWN）

v平均小潮低潮面

（Meanlowwaterneap,MLWN）

v平均高潮间隙

（Meanhighwaterinterval,MHWI）

v平均低潮间隙

（Meanlowwaterinterval，MLWI）

v大潮升（Springrise,SR）

v小潮升（Neaprise,NR）

中版《潮汐表》与潮汐推算

&中版《潮汐表》概况

Ø出版单位、出版周期、各册范围

Ø各册主要内容、使用注意事项

&潮汐推算

Ø主港潮汐推算、附港潮汐推算

&利用潮信资料估算潮汐

&任意时潮高与任意高潮时计算

&潮汐在航海上的应用

中版《潮汐表》各册范围

v第一册：

中国黄海、渤海沿岸，从鸭绿江至长

江口。

v第二册：

中国东海沿岸，从长江口至台湾。

v第三册：

中国南海沿岸及诸岛，包括广东、广

西和南海诸岛。

v第四册：

太平洋及邻近海域。

v第五册：

印度洋沿岸（含地中海）及欧洲水域。

v第六册：

大西洋沿岸及非洲东海岸。

中版《潮汐表》主要内容

v主港潮汐预报表：

各主港每日高、低潮潮时和潮高及我国部分港口的逐时潮高。

v潮流预报表：

部分海峡、港湾、航道、渔场的潮流预报资料。

v差比数和潮信表：

用于预报附港潮汐的差比数与概算潮汐的潮信资料。

v平均海面季节改正表、梯形图卡

中版《潮汐表》使用注意事项

v表列潮时：

当地标准时，注意表中所列时间与夏令时的区别。

vTD与CD是否一致：

实际水深=海图水深＋潮高＋（CD－TD）

v《潮信表》预报误差

v潮流预报表仅预报海流中的潮流部分。

（END）

《潮汐表》预报误差

&一般情况下

v潮时预报误差：

20～30min；

v潮高预报误差：

20～30cm。

&特殊情况下

v台风◊增水（max:

1m）；寒潮◊减水（max:

1m）；

v江河口汛期实际水位往往高于预报水位；

v南海日潮混合潮港平潮时间较长，潮时预报误差可达1h。

主港潮汐推算（中版）

&主港潮汐预报表主要内容：

Ø站名、经纬度、日期、时区、TD、高（低）潮潮时与潮高

&查询方法：

Ø站名―目录◊资料所在页码；

Ø日期－相关页◊潮时、潮高

Ø资料格式：

潮时潮高

时分cm

004869

0719536

1320150

1918518

（END）

附港潮汐推算（中版）

&差比数表预报内容

&公式

v附港高（低）潮潮时＝主港高（低）潮潮时＋高（低）潮潮时差

v附港高（低）潮潮高＝[主港高（低）潮潮高－（主港MSL＋主港SC）]×潮差比＋（附港MSL＋附港SC）

v或：

附港高（低）潮＝主港高（低）潮潮高×潮差比＋改正值

&步骤

&实例1、实例2（END）

&高潮时差、低潮时差、潮差比、改正值；

v高潮时差：

主港与附港高潮潮时之差，“+/-”

v低潮时差：

主港与附港低潮潮时之差，“+/-”

v潮差比：

半日潮港―附港平均潮差与主港平均潮差之比；

v日潮港―附港回归潮大的潮差与主港回归潮大的潮差之比。

v改正值：

主、附港平均海面季节改正不大时，附港潮汐预报订正值。

（END）

附港潮汐推算步骤（中版）

v1.附港名－差比数表◊附港编号、主港及其编

号、差比数；

v2.港口编号、月份－平均海面季节改正表◊

主附港平均海面MSL和季节改正SC；

v3.主港名、日期－主港潮汐预报表◊主港当日

潮汐资料；

v4.按相应公式计算。

附港潮汐推算实例1（中版）

&例1：

求铜沙94年2月1日高（低）潮潮时、潮高。

Ø解：

查1994年第一册《潮汐表》差比数表得：

铜沙编号：

5012；MSL：

260cm

铜沙主港：

吴凇（编号5006；MSL：

202cm）

高潮时差：

－0157；低潮时差：

－0221

潮差比：

1.21；铜沙吴凇季节改正均为-025cm。

Ø查主港预报表得吴凇当日潮汐：

0327315cm；11270598cm；1539328cm；2358059cm。

Ø高（低）潮潮时、高（低）潮潮高（END）

铜沙2月1日潮时（中版）

v高潮潮时低潮潮时

v吴凇（2月1日）0327153911272358

v潮时差＋）-0157-0157-0221-0221

v铜沙（2月1日）0130134209062137

（END）

v高潮潮高低潮潮高

v吴凇潮高315328059059

v季改后MSL-）177177177177

v吴凇MSL上潮高138151-118-118

v潮差比×）1.211.211.211.21

v铜沙MSL上潮高167183-143-143

v季改后MSL+）235235235235

v铜沙潮高402418092092

（END）

&例2：

求铜沙94年5月1日高（低）潮潮时、潮高。

Ø解：

查1994年第一册《潮汐表》差比数表得：

铜沙编号：

5012；铜沙主港：

吴凇（编号5006）

高潮时差：

－0157；低潮时差：

－0221

潮差比：

1.21；铜沙吴凇季节改正均为1cm

改正值：

16cm

Ø查主港预报表得吴凇当日潮汐：

0349351cm；1203108cm；1618273cm；2313116cm。

Ø高（低）潮潮时、高（低）潮潮高（END）

Ø高潮潮时低潮潮时

Ø吴凇（5月1日）0349161812032313

Ø潮时差＋）-0157-0157-0221-0221

Ø铜沙（5月1日）0152142109422052

（END）

Ø高潮潮高低潮潮高

Ø主港潮高351273108116

Ø潮差比×）1.211.211.211.21

Ø铜沙未改正潮高425330131140

Ø改正值+）16161616

Ø铜沙潮高441346147156

（END）

利用潮信资料估算潮汐

&利用平均高（低）潮间隙求潮时

v当地高（低）潮潮时＝当地高（低）潮间隙＋

格林尼治月上（下）中天时

&利用潮升估算潮高

v大潮日、小潮日、其他日

&简易潮时估算法

v上半月潮时估算

v下半月潮时估算

大潮日潮高估算

v高潮高=大潮升

v低潮高=2×MSL-

高潮高

（END）

小潮日潮高估算

v高潮高=小潮升

v低潮高=2×MSL-

高潮高

（END）

其他日潮高估算

低潮高＝2×平均海面－高潮高

农历上半月简易潮时估算

v初一月中天1200，每日推迟50min，约0h.8。

vTHW1=（农历日期-1）×0.8+1200+MHWI；

vTHW2=THW1±1225

vTLW1=（农历日期-1）×0.8+1200+MLWI；

vTLW2=TLW1±1225

（END

v农十六月中天0000，每日推迟50min，约0h.8。

vTHW1=（农历日期-16）×0.8+MHWI；

vTHW2=THW1±1225

v.0

vTLW1=（农历日期-1）×0.8+MLWI；

vTLW2=TLW1±1225

（END）

历下半月简易潮时估算

任意时潮高与任意高潮时计算

&海面涨落规律

&原理（涨潮、落潮）

&计算公式

潮汐在航海上的应用

&过浅滩最小潮高计算

&过架空障碍物最大潮高计算

&测深辨位计算海图水深

&求物标实际高度

过浅滩最小潮高计算

∵图深+潮高+（CD-TD）≥吃水+富裕水深

∴最小潮高=吃水+富裕水深-图深-（CD-TD）（END

过架空障碍物最大潮高计算

∵SR+净空高≥潮高+水面最大高+安全余量

∴最大潮高=SR+净空高-水面最大高-安全余量（END）

测深辨位计算海图水深

∵吃水+测深值=图深+潮高+（CD-TD）

∴图深=吃水+测深值-潮高-（CD－TD）

求物标实际高度

&中版海图：

∵图注高度+MSL=当时潮高+实际高度

∴实际高度=图注高度+MSL-当时潮高

&英版海图：

∵图注高度+MHWS=当时潮高+实际高度

∴实际高度=图注高度+MHWS-当时潮高

英版《潮汐表》与潮汐推算

&英版《潮汐表》概况“ATT”

Ø出版单位、周期（年版）

Ø各卷范围、主要内容

Ø改正（补遗和勘误表＋英版航海通告No.1）

&潮汐推算

Ø主港潮汐推算

Ø附港潮汐推算

潮流推算

&潮流种类、表示法

&往复流推算

Ø海图图式

Ø每日最大流速的确定

Ø任意时流速估算（半日潮）

&回转流推算

Ø回转流图、回转流表

&根据潮汐表推算潮流

往复流每日最大流速

&新月（朔）/满月（望）后连续5日内：

v当日最大流速＝大潮日最大流速

&上弦/下弦日起连续5日内：

v当日最大流速＝小潮日最大流速

&其它日：

v当日最大流速＝平均最大流速

v平均最大流速=（大·大流速+小·大流速）1/2

v（END）≈大·大流速·3/4≈小·大流速3/2

任意时流速估算（半日潮）

v转流后1h：

平均流速=当日最大流速·1/3 

v转流后1h-2h：

平均流速=当日最大流速·2/3 

v转流后2h-3h：

平均流速=当日最大流速·3/3 

v转流后3h-4h：

平均流速=当日最大流速·3/3 

v转流后4h-5h：

平均流速=当日最大流速·2/3 

v转流后5h-6h：

平均流速=当日最大流速·1/3 

回转流海图图式

v青岛：

主港名称

v0：

主港高潮时

v1，2，…：

高潮前小时数

vI，II，…：

高潮后小时数

（END）

根据潮汐表推算潮流

&方法：

Ø预报点名称―目录◊资料所在页码；

Ø日期―潮流预报表相应页◊潮流资料

v往复流预报资料格式

v回转流预报资料格式

&潮流预报误差：

v大洋上：

±30°，±0.5kn；

v沿海：

±20°，±0.2kn（END）

往复流预报资料格式

转流最大流速

时分时分流速

01450456-1.9

080711132.0

14231733-1.8

204623441.7

（END

回转流预报资料格式

时间流向流速

时分度节

00351320.7

03111600.9

06091870.6

09072640.3

13303270.5

17543420.6

22490560.4（END）