航海学潮汐教案.docx

1、航海学潮汐教案第一章 潮汐与潮流 一概述潮汐(Tide)高潮(High Water/HW)低潮(Low Water/LW)涨潮(Flood Tide)落潮(Ebb Tide)潮流往复流(Alternating Current)回转流(Rotary Current)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 公式： 特点：大小方向3. 惯性离心力地-月公共质心 地球各点惯性离心力 地球的平动运动 地心E：

2、 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 地心： 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)：HW1A2(转90O)：LW1A3(下中天)：HW2A4(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：0 且 0现象：0 ： 两次HW(LW)潮高不等； 涨(落)潮时间间隔不等；=0 ：无不等现象。 90o- ：一次高潮与一次低潮。 特点： 、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：比

3、月引潮力小2.17倍；半日潮周期约为12h。 现象： 新月/满月：引潮力相互叠加-大潮 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 max min max min max低潮高 min max min max min潮 差 max min max min max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

4、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13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

5、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

6、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（Mean sea level, MSL）v潮高基准

7、面（Tidal datum, TD）v涨潮时间（Duration of rise）v落潮时间（Duration of fall）v平潮（Slack）：“高潮后”v停潮（Stand）：“低潮后”v潮龄（Tidal age） v潮差（Tidal range）v回归潮（Tropic tide）v分点潮（Equinoctial tide）v高高潮（Higher high water, HHW）v高低潮（Higher low water, HLW）v低低潮（Lower low water, LLW）v低高潮（Lower high water, LHW）v平均大潮高潮面（Mean high water s

8、pring, MHWS）v平均大潮低潮面（Mean low water spring, MLWS）v平均小潮高潮面（Mean high water neap, MHWN）v平均小潮低潮面（Mean low water neap, MLWN）v平均高潮间隙（Mean high water interval, MHWI）v平均低潮间隙（Mean low water interval，MLWI）v大潮升（Spring rise, SR）v小潮升（Neap rise, NR）中版潮汐表与潮汐推算&中版潮汐表概况 出版单位、出版周期、各册范围 各册主要内容、 使用注意事项& 潮汐推算 主港潮汐推算、 附

9、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

10、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（CDTD）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：2030min；v潮高预报误差：2030cm。& 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：站名、经纬度、日期、时区、TD、高(低)潮潮时与潮高 &查询方法：站名目录资料所在页码；日期相关页潮时、潮高

11、资料格式：潮时 潮高时分 cm0048 690719 5361320 1501918 518（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

12、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。 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-

13、025cm。查主港预报表得吴凇当日潮汐：0327 315cm；1127 0598cm；1539 328cm；2358 059cm。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） 0327 1539 1127 2358v潮时差 ) -0157 -0157 -0221 -0221v铜沙（2月1日） 0130 1342 0906 2137（END）v高潮潮高 低潮潮高v吴凇潮高 315 328 059 059v季改后MSL - ) 177 177 177 177v吴凇MSL上潮高 138 151 -118 -118v潮差比 ) 1.21 1.

14、21 1.21 1.21v铜沙MSL上潮高 167 183 -143 -143v季改后MSL +) 235 235 235 235v铜沙潮高 402 418 092 092（END）&例2：求铜沙94年5月1日高(低)潮潮时、潮高。 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查主港预报表得吴凇当日潮汐：0349 351cm；1203 108cm；1618 273cm；2313 116cm。高(低)潮潮时、高(低)潮潮高（END）高潮潮时 低潮潮时吴凇

15、（5月1日） 0349 1618 1203 2313潮时差 ) -0157 -0157 -0221 -0221铜沙（5月1日） 0152 1421 0942 2052（END）高潮潮高 低潮潮高主港潮高 351 273 108 116潮差比 ) 1.21 1.21 1.21 1.21铜沙未改正潮高 425 330 131 140改正值 + ) 16 16 16 16铜沙潮高 441 346 147 156（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

16、 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=2MSL- 高潮高（END） 小潮日潮高估算v高潮高=小潮升v低潮高=2MSL- 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=THW11225vTLW1=(农历日期-1)0.8+1200+MLWI；vTLW2=TLW11225（ENDv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=THW11225v.0

17、vTLW1=(农历日期-1)0.8+MLWI；vTLW2=TLW11225（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

18、-(CDTD)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 ” 出版单位、周期（年版） 各卷范围、主要内容 改正（补遗和勘误表英版航海通告No.1 ）& 潮汐推算 主港潮汐推算 附港潮汐推算潮流推算&潮流种类、表示法& 往复流推算 海图图式 每日最大流速的确定 任意时流速估算（半日潮）& 回转流推算 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

19、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）1/2v （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1/3v转流后1h-2h：平均流速 = 当日最大流速2/3v转流后2h-3h：平均流速 = 当日最大流速3/3v转流后3h-4h：平均流速 = 当日最大流速3/3v转流后4h-5h：平均流速 = 当日最大流速2/3v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v 0 ：主港高潮时v1，2， ：高潮前

20、小时数vI，II，：高潮后小时数（END）根据潮汐表推算潮流&方法：预报点名称目录 资料所在页码；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0145 0456 -1.90807 1113 2.01423 1733 -1.82046 2344 1.7（END回转流预报资料格式时间 流向 流速时分 度 节0035 132 0.70311 160 0.90609 187 0.60907 264 0.31330 327 0.51754 342 0.62249 056 0.4（END）