1、航海学第一节 潮汐成因与不等现象第一节第一节 潮汐成因与不等现象潮汐成因与不等现象l教学要求教学要求-l教学内容教学内容-l教学总结教学总结-教学要求教学要求1.课时课时:3节节2.要求要求:l了解潮汐的成因了解潮汐的成因l了解潮汐的不等现象了解潮汐的不等现象l掌握潮汐的类型掌握潮汐的类型l掌握潮汐术语掌握潮汐术语教学内容教学内容l一、潮汐现象一、潮汐现象-l二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因-l三、潮汐不等三、潮汐不等-l四、理论潮汐与实际潮汐的差异四、理论潮汐与实际潮汐的差异-l五、潮汐类型与潮汐术语五、潮汐类型与潮汐术语-一、潮汐现象一、潮汐现象1.术语：潮汐：潮汐Tide、涨潮、涨潮
2、Flood tide、落潮、落潮Ebb tide一、潮汐现象一、潮汐现象l术语：l高潮高潮High waterl低潮低潮Low waterl平潮平潮Slack tidel停潮停潮Stand tidel潮流潮流Tidal stream一、潮汐现象一、潮汐现象l2.潮汐对船舶航行的影响l 水深较浅、船舶载重量较大时，船舶可能需要候水深较浅、船舶载重量较大时，船舶可能需要候潮进港潮进港l 影响航速：顺潮，加快航速，节省时间和燃油；影响航速：顺潮，加快航速，节省时间和燃油；反之相反反之相反l 影响航向，潮流能使船舶偏离航线影响航向，潮流能使船舶偏离航线二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因l 潮汐是由天
3、体的引潮力引起，引潮力由天体引力与惯性潮汐是由天体的引潮力引起，引潮力由天体引力与惯性离心力合成。离心力合成。l 对潮汐影响较大的是月球和太阳的引潮力，其中月球引对潮汐影响较大的是月球和太阳的引潮力，其中月球引潮力占主要力量。潮力占主要力量。二、潮汐的基本成因l1.月球的引力tide-generating force二、潮汐的基本成因 离月球近的水质点受力大，离月球远的则受力小，且引力的方向均指向月球中心。l月球引力l惯性离心力l2.惯性离心力l1)地、月系统的公共质心l 地、月系统的公共质心位于地、月中心的连线上，且位地、月系统的公共质心位于地、月中心的连线上，且位于地球内部、距离地球中心月
4、于地球内部、距离地球中心月0.73倍的地球平均半径处。倍的地球平均半径处。二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因l2)地球上各点的惯性离心力l 地球中心地球中心E是以是以GE=0.73R为半径作圆周运动，惯性离心力为半径作圆周运动，惯性离心力fE与该质点的月球引力平衡，与该质点的月球引力平衡，fEfP。l 地球表面任意一点地球表面任意一点A，其受到的惯性离心力与，其受到的惯性离心力与E点的惯性离点的惯性离心力大小相等，方向相同，即相互平行心力大小相等，方向相同，即相互平行fAfEfP。二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因l3.月球引潮力及月潮椭圆体月球引潮力及
5、月潮椭圆体l1)月球引潮力月球引潮力二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因l2)月潮月潮椭圆体椭圆体二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因l3)潮汐的形成潮汐的形成l月赤纬为零时的月球椭圆体月赤纬为零时的月球椭圆体二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因一个太阴日，同一地点产生两次高潮，两次一个太阴日，同一地点产生两次高潮，两次低潮低潮A1：月球处于上中天：月球处于上中天高潮高潮A2：低潮：低潮A3：月球处于下中天：月球处于下中天高潮高潮A4：低潮：低潮二、潮汐的基本成因二、潮汐的基本成因l 太阴日太阴日：月球连续两次上(下)中天的平均时间间隔，约
6、24h50ml半日潮现象三、潮汐不等三、潮汐不等l1.潮汐的周日不等 diurnal inequality of tidel1)产生原因 主要原因是月赤纬不等于零，及测者的纬度不等主要原因是月赤纬不等于零，及测者的纬度不等于零。于零。2)周日不等现象周日不等现象l 同一太阴日，两次高潮同一太阴日，两次高潮(低潮低潮)的高度不等，高、的高度不等，高、低潮之间时间间隔也不等。低潮之间时间间隔也不等。三、潮汐不等三、潮汐不等l术语：高高潮高高潮HHW、低高潮、低高潮LHWl高低潮高低潮HLW、低低潮、低低潮LLWl潮汐周日不等三、潮汐不等三、潮汐不等l 潮汐周日不等随着月球赤纬的增加或测者纬度的潮汐
7、周日不等随着月球赤纬的增加或测者纬度的升高而加剧：升高而加剧：l 赤道潮Equatorial tide(或分点潮或分点潮)：月赤纬为零：月赤纬为零，潮汐周日不等现象最小，潮汐周日不等现象最小l 日潮现象：相邻的低高潮和高低潮的高度相差无：相邻的低高潮和高低潮的高度相差无几，从而一天内只有一次高潮和一次低潮几，从而一天内只有一次高潮和一次低潮三、潮汐不等三、潮汐不等l日潮现象三、潮汐不等三、潮汐不等l 回归潮回归潮Tropical tide：月赤纬达到最大：月赤纬达到最大(月球位月球位于南北回归线于南北回归线23 30)，潮汐周日不等现象最显，潮汐周日不等现象最显著著三、潮汐不等三、潮汐不等l半
8、日潮l日潮l混合潮l 太阳引潮力太阳引潮力：l 太阳引潮力同样会产生太阳潮汐椭圆体；太阳引潮力同样会产生太阳潮汐椭圆体；l 当太阳的赤纬不为零时，也会发生太阳潮汐周日当太阳的赤纬不为零时，也会发生太阳潮汐周日不等现象；不等现象；l 月引潮力约为太阳引潮力的月引潮力约为太阳引潮力的2.17倍；倍；l 一个太阳日：太阳连续两次上一个太阳日：太阳连续两次上(下下)中天的时间间隔中天的时间间隔，即，即24h三、潮汐不等三、潮汐不等l2.潮汐的半月不等l semi-menstrual inequality of tidel1)产生原因l 月球、太阳、地球在空间月球、太阳、地球在空间相对位置相对位置的改变
9、，月引的改变，月引潮力和太阳引潮力的合力共同作用，引起潮汐半潮力和太阳引潮力的合力共同作用，引起潮汐半月不等现象月不等现象三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等l2)半月不等现象l 大潮大潮Spring tidel 月球处于新月或满月，月球处于新月或满月，l 高潮相对最高，低潮相对最低高潮相对最高，低潮相对最低l 小潮小潮Neap tidel 月球处于上弦或下弦月球处于上弦或下弦l 高潮相对最低，低潮相对最高高潮相对最低，低潮相对最高三、潮汐不等l小潮Neap三、潮汐不等l大潮Spring三、潮汐不等l 潮汐半月
10、不等Semi-menstrual inequality of tidel 从新月到上弦，海水涨落现象逐渐变小从新月到上弦，海水涨落现象逐渐变小l 从上弦到满月则逐渐变大从上弦到满月则逐渐变大l 从满月到下弦，从下弦到新月变化相同从满月到下弦，从下弦到新月变化相同l 周期：半个朔望月周期：半个朔望月/阴历月，约阴历月，约14.5日，月大日，月大30天，月小天，月小29天天三、潮汐不等三、潮汐不等月相月相三、潮汐不等三、潮汐不等l3.潮汐的视差不等l Parallax inequality of tidel1)产生原因l 由于月球和太阳与地球间的距离变化，引起月球由于月球和太阳与地球间的距离变化，
11、引起月球引潮力和太阳引潮力变化，从而引起的潮汐不等引潮力和太阳引潮力变化，从而引起的潮汐不等现象现象三、潮汐不等三、潮汐不等l2)月球运动月球运动月潮视差不等月潮视差不等(周月不等周月不等)l 月球运动轨迹：沿椭圆轨道绕地球转动，地球月球运动轨迹：沿椭圆轨道绕地球转动，地球在椭圆轨道的一个焦点上在椭圆轨道的一个焦点上l 月球位于近地点时的引潮力比位于远地点时约月球位于近地点时的引潮力比位于远地点时约大大40%l 周期：一个太阴月，即周期：一个太阴月，即27.3日，故又称周月不日，故又称周月不等等三、潮汐不等三、潮汐不等l3)太阳视差不等l 地球运动轨迹：每年地球运动轨迹：每年1月月3日前后，地
12、球位于太阳日前后，地球位于太阳近日点，而每年近日点，而每年7月月4日前后，位于太阳远日点日前后，位于太阳远日点l 近日点的太阳引潮力比远日点时约大近日点的太阳引潮力比远日点时约大10%l 周期：周期：365.25日，故又称周年不等日，故又称周年不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等三、潮汐不等l1.理论与实际差异点：l 海水有粘滞性，海洋深浅不一，海底崎岖不平，海水有粘滞性，海洋深浅不一，海底崎岖不平，海水与地面有很大的摩擦力海水与地面有很大的摩擦力l 潮汐还受大风、气压变化、洪水、结冰等影响潮汐还受大风、气压变化、洪水、结冰等影响四、理论潮汐与实际潮汐的差异四、理论
13、潮汐与实际潮汐的差异l2.差异l 高潮并不发生在月上高潮并不发生在月上(下下)中天，其间隔称高潮间中天，其间隔称高潮间隙隙l 大潮也不发生在朔望之日，而往往在朔望后大潮也不发生在朔望之日，而往往在朔望后13天，其间隔称潮龄天，其间隔称潮龄Tide agel 我国沿海，潮龄一般为我国沿海，潮龄一般为23天，即阴历初三、十天，即阴历初三、十八发生大潮八发生大潮四、理论潮汐与实际潮汐的差异四、理论潮汐与实际潮汐的差异3.分潮与潮汐振荡分潮与潮汐振荡l 潮汐振荡：把复杂不规则的潮汐归结为很多正规潮汐振荡：把复杂不规则的潮汐归结为很多正规的潮汐振荡的总和的潮汐振荡的总和l 分潮分潮Tidal compo
14、nent：每个正规潮汐视为由一：每个正规潮汐视为由一个假想天体引起的，称其为分潮个假想天体引起的，称其为分潮l 每个分潮曲线由分潮振幅（每个分潮曲线由分潮振幅（H表示）和分潮迟角表示）和分潮迟角（g表示）组成；表示）组成；四、理论潮汐与实际潮汐的差异四、理论潮汐与实际潮汐的差异l 大部分假想天体引起的分潮振幅很小或周期很长大部分假想天体引起的分潮振幅很小或周期很长，实际可忽略不计；，实际可忽略不计；l 一般的预报潮汐中仅涉及一般的预报潮汐中仅涉及11个分潮个分潮四、理论潮汐与实际潮汐的差异四、理论潮汐与实际潮汐的差异l 英版英版潮汐表潮汐表每卷在第三部分列出当年各港每卷在第三部分列出当年各港4
15、个主要分个主要分潮的潮的H和和g值值：四、理论潮汐与实际潮汐的差异四、理论潮汐与实际潮汐的差异M2 主要月球半日分潮S2 主要太阳半日分潮K1 月球和太阳合成日分潮O1 主要月球日分潮五、潮汐类型与潮汐术语五、潮汐类型与潮汐术语l1.潮汐类型(按潮汐周期分类)l 半日潮港semi-diurnal tide：每个太阴日：每个太阴日24h50m都有两次高潮和低潮，两次潮汐高度和时间间隔都有两次高潮和低潮，两次潮汐高度和时间间隔接近，我国大部分港口属于半日潮港口，如青岛接近，我国大部分港口属于半日潮港口，如青岛、巴拿马、巴拿马l 日潮港：在半月中至少有连续：在半月中至少有连续1/2以上天数出现以上天
16、数出现日潮，而在其余日子则为半日潮，我国南海许多日潮，而在其余日子则为半日潮，我国南海许多地点的潮汐属于全日潮港，如北部湾、德顺港地点的潮汐属于全日潮港，如北部湾、德顺港l 混合潮港：介于半日潮与全日潮之间：介于半日潮与全日潮之间五、潮汐类型与潮汐术语五、潮汐类型与潮汐术语l 不正规半日潮港：具有半日潮特性，但在一个太不正规半日潮港：具有半日潮特性，但在一个太阴日内相邻高潮阴日内相邻高潮(或低潮或低潮)的高度相差很大，涨潮时的高度相差很大，涨潮时间和落潮时间也不等的港口，如浙江镇海和亚丁间和落潮时间也不等的港口，如浙江镇海和亚丁湾湾l 不正规日潮港：在半个月中，日潮的天数不超过不正规日潮港：在
17、半个月中，日潮的天数不超过7天，其余天数为不正规半日潮的港口，如南海小天，其余天数为不正规半日潮的港口，如南海小暹暹(xin)罗湾和鄂霍次克海的马都加罗湾和鄂霍次克海的马都加五、潮汐类型与潮汐术语五、潮汐类型与潮汐术语2.潮汐术语l 平均海面平均海面MSL、潮高基准面、潮高基准面T.Dl 平潮平潮slack、停潮、停潮standl 大潮升大潮升Spring rise、小潮升、小潮升Neap risel 大潮差、小潮差大潮差、小潮差l 回归潮回归潮tropic tide、分点潮、分点潮equinoctial tide五、潮汐类型与潮汐术语五、潮汐类型与潮汐术语l 高高潮高高潮HHW、低高潮、低高
18、潮LHW、高低潮、高低潮HLW、低低、低低潮潮LLWl 潮龄潮龄tide age：由朔望至实际大潮发生的时间间：由朔望至实际大潮发生的时间间隔隔l 平均高潮间隙平均高潮间隙MHWI、平均低潮间隙、平均低潮间隙MLWI五、潮汐类型与潮汐术语五、潮汐类型与潮汐术语五、潮汐类型与潮汐术语五、潮汐类型与潮汐术语五、潮汐类型与潮汐术语五、潮汐类型与潮汐术语 总结总结l潮汐产生的原因潮汐产生的原因-天体引潮力的作用天体引潮力的作用,其中主要其中主要是月球的引潮力是月球的引潮力l潮汐不等现象潮汐不等现象:主要是不同的位置造成的主要是不同的位置造成的,包括月球包括月球的赤纬、月球与太阳的不同位置、月球与地球的的赤纬、月球与太阳的不同位置、月球与地球的不同距离。不同距离。l潮汐的不同类型是由不同地理、不同时间等因素潮汐的不同类型是由不同地理、不同时间等因素造成。造成。l潮汐术语的概念必须要理解。潮汐术语的概念必须要理解。
