航海学(潮汐、航标、资料、航法)PPT课件

M
A1
➢ A3(下中天)：HW2
➢ A4(转90O)：LW2
太阴日：24h48m
潮汐周期：12h24m（半日潮）
（END）
2021
A4
P
A3
A2 E
13
潮汐周日不等
成因：0 且 0
现象： ➢ 0 ：
D1
M
Z 1
• 两次HW(LW)潮高不等； Q 1
• 涨(落)潮时间间隔不等；
PN
L D2 Z
港SC）]×潮差比＋（附港MSL＋附港SC） ❖ 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）
2021
45
差比数表预报内容
高潮时差、低潮时差、潮差比、改正值；
❖ 高潮时差：主港与附港高潮潮时之差，“+/-” ❖ 低潮时差：主港与附港低潮潮时之差，“+/-” ❖ 潮差比：
潮最高->小潮
（END）
太阳引潮力
地球
月引潮力
太阳
月潮椭圆体
下弦月
2021
17
潮汐半月变化规律
❖
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
❖ 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。
（END）
2021
20
实际潮汐情况
❖ 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。
（END）
2021
（END）
2021
40
中版《潮汐表》主要内容
❖ 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。
❖ 潮流预报表：部分海峡、港湾、航道、渔场
的潮流预报资料。
❖ 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。
❖ 平均海面季节改正表?、梯形图卡
（END）
2021
41
21
潮汐静力学理论不足成因
“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。
（END）
2021
22
❖ 潮高预报误差：20～30cm。
特殊情况下
❖ 台风增水(max: 1m)；寒潮减水(max: 1m)；
❖ 江河口汛期实际水位往往高于预报水位；
❖ 南海日潮混合潮港平潮时间较长，潮时预报误 差可达1h。
（END）
2021
43
主港潮汐推算（中版）
主港潮汐预报表主要内容： 资料格式：
➢ 站名、经纬度、日期、时区、 TD、高(低)潮潮时与潮高
英版《潮汐表》与潮汐推算
潮流推算
（END）
2021
3
潮汐概述
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)
潮汐半月变化规律
（END）
2021
15
新月/满月时潮汐现象
月潮椭圆体
太阳潮椭圆体
满月
大潮 P
新月
月引潮力
太阳引潮力
❖ 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）
2021
太阳
16
上弦/下弦时潮汐现象
❖ 月引潮力与太 阳引潮力部分 抵销
上弦月 小潮 太阳潮椭圆体
❖ 高潮最低，低
❖ 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）
2021
28
潮汐术语1
❖ 平均海面（Mean sea level, MSL） ❖ 潮高基准面（Tidal datum, TD） ❖ 涨潮时间（Duration of rise） ❖ 落潮时间（Duration of fall） ❖ 平潮（Slack）：“高潮后” ❖ 停潮（Stand）：“低潮后” ❖ 潮龄（Tidal age）
2021
30
潮汐术语3
❖ 平均大潮高潮面 （Mean high water spring, MHWS）
❖ 平均大潮低潮面 （Mean low water spring, MLWS）
❖ 平均小潮高潮面 （Mean high water neap, MHWN）
❖ 平均小潮低潮面 （Mean low water neap, MLWN）
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”。（END）
2021
24
常见半日分潮
❖ M2：主要月球半日分潮 ❖ S2：主要太阳半日分潮 ❖ N2：主要月球椭圆率 ❖ K2：月、日合成半日分潮
（END）
2021
25
常见日分潮
❖ K1：月、日合成日分潮 ❖ O1：主要月球日分潮 ❖ P1：主要太阳日分潮 ❖ Q1：主要月球椭圆率
M 3
E 1
M 2
A 4
E 4
A1
G1
A3
E3
G A2
M1
E2
M4
2021
38
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
2021
31
潮汐术语4
平均高潮间隙 （Mean high water interval, MHWI）
平均低潮间隙 （Mean low water interval，MLWI）
大潮升（Spring rise, SR） 小潮升（Neap rise, NR）
（END）
2021
32
地球的平动运动1
月球：M1 地球：E1 A点：A1
3
Z2
Q
Q3
2
➢ =0 ：无不等现象。
L'
➢ >90o- ：一次高潮与一次低潮。 P S
特点： 、愈大，现象愈显著。
（END）
2021
14
潮汐半月不等
成因：太阳引潮力
太阳引潮力特点：
➢ 比月引潮力小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
中版《潮汐表》使用注意事项
❖ 表列潮时：当地标准时，注意表中所列 时间与船时的一致性。
❖ TD与CD是否一致：实际水深=海图水深 ＋潮高＋（CD－TD）
❖ 《潮信表》预报误差 ❖ 潮流预报表仅预报海流中的潮流部分。
（END）
2021
42
《潮汐表》预报误差
一般情况下
❖ 潮时预报误差：20～30min；
半日潮港―附港平均潮差与主港平均潮差之比； ❖ 日 潮 港―附港回归潮大的潮差与主港回归潮
大的潮差之比。
❖ 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）
2021
46
附港潮汐推算步骤（中版）
❖ 1. 附港名－差比数表附港编号、主港及其编 号、差比数；
❖ 2. 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；
查询方法：
潮时 时分 0048 0719
潮高 cm 69 536
➢ 站名―目录资料所在页码； ➢ 日期－相关页潮时、潮高
1320 150
1918 518
（END）
2021
44
附港潮汐推算（中版）
差比数表预报内容 公式
❖ 附港高(低)潮潮时＝主港高(低)潮潮时＋高(低)潮潮时差 ❖ 附港高(低)潮潮高＝[主港高(低)潮潮高－（主港MSL＋主
A
A1
3
E 3
G A
M1
2
E2
M4
2021
36
地球的平动运动5
A点与地心E作同 质量、同半径
（0.73r）、同角
速度（27.3d）的
平动。
M 3
E1
M2
A4
E 4
A1
G 1
A 3
E 3
G A
M1
2
E2
M4
2021
37
地球的平动运动6
地面各点惯性离心 力大小相等，相互 平行且皆背离月球
（END）
(END〕
2021
4
潮汐基本成因与潮汐不等
潮汐基本成因
➢ 平衡潮理论两个假设 ➢ 月球引力 ➢ 惯性离心力 ➢ 月引潮力与月潮椭圆体 ➢ 潮汐基本成因
潮汐不等（周日不等、半月不等、视差不等）
（END）
2021
5
平衡潮理论假设
潮汐 引潮惯 天 力性 体离 引心 力*力 （ 、月 太球 阳）
两个假设
潮汐调和分析法原理
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。
（END）
2021
23
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。
（END）
2021
26
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
（END）
2021
27
潮汐类型
❖ 正规半日潮：“两次高潮、两次低潮、 潮高相差不大、潮时接近”
❖ 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”
❖ 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”
2021
29
潮汐术语2
❖ 潮差（Tidal range） ❖ 回归潮（Tropic tide） ❖ 分点潮（Equinoctial tide） ❖ 高高潮（Higher high water, HHW） ❖ 高低潮（Higher low water, HLW） ❖ 低低潮（Lower low water, LLW） ❖ 低高潮（Lower high water, LHW）
7
惯性离心力
0.73r
地-月公共质心
GE M
地球各点惯性离心力
➢ 地球的平动运动
➢
地心E：
fE
k
mM 1 R2
➢ 地面各点：相等、平行、背离月球
（END）
2021
8
月引潮力与月潮椭圆体
月球引力
D
A
E
B
M
C
2021
9
月引潮力与月潮椭圆体
月球引力
惯性离心力
D
A
E
B
M
C
2021
10
月引潮力与月潮椭圆体
❖ 3.主港名、日期－主港潮汐预报表主港当日 潮汐资料；
❖ 4.按相应公式计算。
（END）
2021
47
（END）
min max
2021
18
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）
（END）
2021
19
潮汐静力学理论两个假设
❖ 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；
（END）
2021
39
中版《潮汐表》各册范围
❖ 第一册：中国黄海、渤海沿岸，从鸭绿江至长 江口。
❖ 第二册：中国东海沿岸，从长江口至台湾。
❖ 第三册：中国南海沿岸及诸岛，包括广东、广 西和南海诸岛。
❖ 第四册：太平洋及邻近海域。 ❖ 第五册：印度洋沿岸（含地中海）及欧洲水域。 ❖ 第六册：大西洋沿岸及非洲东海岸。
月球引力
惯性离心力
月引潮力
➢ 地心：
➢ 地面：
M
D
A
E
B
C
2021
11
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：
M
月潮椭圆体
（END）
D
A
E
B
C
2021
12
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
航海学（潮汐、航标、资料、航法）
航海学院 航海教研室
2021
1
潮汐/航标/资料/航法
第一章 潮汐与潮流 第二章 航标与《航标表》 第三章 航海图书资料 第四章 航线与航行方法
（END）
2021
2
第一章 潮汐与潮流
概述
潮汐的基本成因与潮汐不等
潮汐调和分析简介
潮汐类型与潮汐术语
中版《潮汐表》与潮汐推算
➢ 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。
（END）
2021
6
月球引力
月球对地球的吸引力：f k 地球表面某水质点所受引力
mM mE R2
➢ ➢
公式：fp
特点：
k
mM 1 x2
❖ 大小
x
❖ 方向
M
R
E
（END）
2021
A1
E1
G
M1
2021
33
地球的平动运动2
月球：M2 地球：E2 A点：A2M2Fra bibliotekA1E1
G
A
M 1
2
E2
2021
34
地球的平动运动3
月球：M3 地球：E3 A点：A3
M 3
E1
M2
A
A
3
1
E3
G A2
M1
E2
2021
35
地球的平动运动4
月球：M4 地球：E4 A点：A4
M 3
E1
M2
A4
E 4