第九章 潮汐和风暴潮
航海学潮汐和潮流
潮汐和潮流的观测技术发展
总结词
发展新型观测技术，提高潮汐和潮流观测的精度和效率，为航海学研究提供更准确的数据支持。
详细描述
随着科技的发展，新型观测技术不断涌现，如卫星遥感、声呐、GPS等。这些技术可以更精确地观测 潮汐和潮流的变化，提高观测效率和精度。通过这些技术手段获取的数据可以为航海学研究提供更准 确、更全面的支持，推动航海学的发展。
地球自转和月球引
力
地球自转和月球的引力作用是形 成潮流的主要因素。月球的引力 导致地球上的水体（主要是海水） 周期性涨落，形成潮流。
潮汐力
月球和太阳对地球的引力作用在 水体上产生的力被称为潮汐力， 它导致海水周期性地进退，形成 潮流。
摩擦和风力
海水的摩擦力和风力也是影响潮 流的重要因素。它们可以改变潮 流的方向和强度。
潮流的种类
01
02
03
规则潮流
规则潮流是指具有明显周 期性和规律性的潮流，如 日潮和半日潮。
不规则潮流
不规则潮流是指没有明显 周期性和规律性的潮流， 如风暴潮和地方性不规则 潮流。
旋转潮流
旋转潮流是指流向呈旋转 状态的潮流，通常出现在 河口、海峡和岛屿区域。
潮流的特性
流向
流速
潮流的流向是指海水流动的方向。 在规则潮流中，流向通常与月球 的引力和太阳的辐射压有关。
潮流的流速是指海水流动的快慢 程度。流速受到多种因素的影响， 如潮汐力、地形、摩擦力和风力 等。
潮汐与潮流的关系
潮汐与潮流是相关的，但它们并 不完全相同。潮汐是指海水的周 期性涨落，而潮流则是指海水的 流动。在某些地区，潮汐和潮流 可能会相互影响，产生更复杂的 海流现象。
03 潮汐和潮流在航海中的应 用
什么是风暴潮
什么是风暴潮什么是风暴潮？毋庸置疑，这是关于自然规律中珍贵现象的探讨，本文将以科普的方式揭示风暴潮的真谛。
一、什么是风暴潮？风暴潮，又称“风暴性潮汐”、“暴风潮”，它是指风暴状态下，海面的潮汐变化显著的现象，发生的间隔期多为数小时到数十小时，涨潮高度一般会比一般潮汐增加3~4米。
二、风暴潮的形成机理1.高空风暴带来的气压低：风暴潮是由气压正负变化引起海面位势变化以形成的，高空风暴来临时，空气压强骤降，所在海域内特有大风暴的“正负涡”产生，正涡对海面产生上升作用，负涡则有下降作用，当它们在水面上循环旋转时，也就是新的潮汐波动产生了。
2.海浪の长短：风暴过程中高大的海浪撞击着岸边，会在岸边反弹，形成新的水流，和原来的水流发生叠加，使得潮汐量及其波高达到最大。
3.水深及其变化：由于热带风暴中具有漩涡，较大的漩涡能够让水深有变化，在漩涡区域浅水会变深，深水改变位置，浮洋线也有变化。
三、风暴潮的影响1.影响船只的航行安全：风暴潮只是短期现象，但其带来的海浪高耸、波向变化等特点，可能影响船只的航行安全，船员需要加强防范，以免出现事故。
2.影响海岸的安全：风暴潮的较大的潮高，往往会将海水冲上海岸，造成灾害，被称为往海冲击性潮汐，可能会对海岸上的船只及民众造成危害，需要加强防范。
3.对水生物的影响：往海冲击性潮汐不仅会给人们带来灾害，而且也会对水域里的水生物造成不利影响。
据调查，如果把风暴潮潮高从2米提高到4米，会把海域里生长的水植物给冲走，也会影响海洋里鱼虾的孳生率。
四、预防措施1.加强船只管理：对于海上航行的船只，有必要提前通告进行海上安全管理，避开风暴潮可能袭击的海域，即使进入风暴潮海域，不要大开轻舵，防止出现高海浪撞击造成船只翻沉等事故。
2.实施海岸防护工程：在可能被风暴潮袭击的地区，加强海岸建设，设置防护堤岸，架起防护网，实施海岸环境的改善，以减轻风暴潮造成的破坏。
3.增强预警力度：及时发布气象台的风暴预警，增加气象预警的飞机、船只监测频次，以及在沿海的灯塔发光等报警灯，增强预警信息及时面的传达，及时采取预防抢险措施。
潮汐现象涨潮与退潮课件
潮汐现象对海洋生态系统产生重要影响，如影响海洋生物 的繁育和迁徙等，需要采取保护和恢复生态环境的措施， 如设立海洋保护区、加强污染治理等。
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VS
航道选择
在航海中，潮汐会影响水流速度和方向， 从而影响船只的航行。了解潮汐现象可以 帮助船只在航行中选择最佳的航道，提高 航行效率。
潮汐现象在海洋渔业中的应用
捕捞时间选择
潮汐现象可以帮助渔业人员预测 鱼群的活动规律，选择最佳的捕 捞时间，提高捕捞效率。
养殖业与种苗
潮汐现象对于海洋养殖业和水产 种苗的繁育具有重要影响。了解 潮汐可以帮助养殖人员公道安排 养殖计划和优化种苗培养条件。
潮汐现象的特点
潮汐现象具有周期性，每次涨 潮和退潮的时间间隔是固定的 。
潮汐现象的幅度和频率会因地 理位置和时间而异，不同地区 的潮汐现象具有不同的特征。
潮汐现象还受到其他因素的影 响，如风力、气压、地球自转 等。
潮汐现象的重要性
潮汐现象对于海洋生 态系统、渔业、港口 运输等方面都有重要 的影响。
现代预测方法通常基于数学模型和计算机技术，如海洋动力学模型、潮汐分析软件等。这种方法精度 高、速度快，能够提供更加准确、及时的潮汐预测数据。
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潮汐现象的应用与价值
潮汐现象在航海中的应用
潮汐预测
航海中，了解潮汐现象可以帮助船只安 全通过浅水区域和避免海难事故。通过 预测潮汐，船员可以确定何时通过特定 水域最为安全。
潮汐现象在海洋能源开发中的应用
波浪能利用
潮汐现象引起的波浪是海洋能源开发的重要 来源之一。了解潮汐可以帮助能源开发人员 公道利用波浪能资源，提高能源利用效率。
潮流能利用
潮汐现象引起的潮流也是海洋能源开发的重 要来源之一。了解潮汐可以帮助能源开发人 员公道利用潮流能资源，提高能源利用效率 。
风暴潮生成机理与预测模型构建
风暴潮生成机理与预测模型构建风暴潮是指在强风作用下，海水被推向海岸形成的一种垂直上升的海水涌动现象。
它在沿海地区常常造成严重灾害，给人们的生命财产安全带来巨大威胁。
因此，研究风暴潮的生成机理并构建准确可靠的预测模型，对于减少灾害损失，保护沿海地区居民的安全至关重要。
风暴潮的生成机理主要涉及风效应、海底地形、大气气压变化以及潮汐等多个因素的相互作用。
首先，风暴潮的生成需要有强大的海上风暴。
当强风作用于水面时，风会产生水平运动的应力，使得海水呈现堆积效应，进而产生垂直上升的水流。
其次，海底地形也对风暴潮的生成起着重要作用。
如果存在狭窄的水道或浅滩，会导致风暴潮被挤压、加剧，进而形成更高的潮位。
此外，大气气压的变化也会对风暴潮的形成产生影响。
当大气气压突然下降时，会引发海面气压的变化，从而造成风暴潮的生成。
最后，潮汐也是风暴潮生成的重要因素之一。
当潮汐和风暴潮同步作用时，会导致潮位显著上升，使风暴潮造成更大的威胁。
针对风暴潮的生成机理，科学家们通过分析历史风暴潮事件的资料，开展大量的实地观测研究，并利用数值模拟方法进行深入探索和研究。
通过获取和分析大气海洋耦合的数据，我们可以了解风暴潮生成的相关因素，从而提供准确的预测模型。
预测模型的构建是实现风暴潮预测的关键。
现代气象海洋学结合了数值模拟和实时观测，已经取得了重要的进展。
数值模拟方法可以通过建立适当的方程组和数值计算方法，对风暴潮的生成和发展进行模拟和预测。
通常，这些模型会考虑海洋的动力学、热力学和浮力等关键因素，以及风场、潮汐、地形和初始条件等外部输入。
而实时观测则可以利用卫星遥感、浮标、水深测量站和气象观测台等设备，对现场海洋环境进行实时监测和数据收集。
在构建预测模型过程中，研究人员需要将数值模拟与实时观测相结合，通过对历史风暴潮事件的分析来验证模型的可靠性。
此外，还需要对模型进行不断调整和优化，以提高预测准确性和时效性。
这需要专业科研人员、气象机构以及政府部门之间的密切合作和信息共享。
[理学]第九章潮汐和风暴潮
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第九章潮汐和风暴潮潮汐现象•••潮汐形成的原因••••引力引起”的假设。
潮汐定义••••••人体潮、生物潮？潮汐要素•潮位：海面相对某一基准面的铅直高度•高潮、高潮高、高潮持续的时间内称为平潮•低潮、低潮高、低潮持续的时间内称为停潮•潮差•涨潮、涨潮时•落潮、落潮时•潮周期有关潮汐的基本事实••••••••靠近陆地的潮差大，大洋中的潮差小潮汐的三个类型•正规日潮（高纬度）：1个太阴日内1个高潮和1个低潮•正规半日潮（赤道）1个太阴日内2次高潮和2次低潮•混合潮：月赤纬与潮周期•月赤纬是地球赤道平面与月球轨道平面的夹角，最大28°35’•在赤道上永远出现正规半日潮•当月赤纬等于0，地球上各处均为正规半日潮•当月赤纬不等于0时，两极高纬度地区出现正规日潮•当月赤纬不等于0时，其它纬度上出现日不等现象，越靠近赤道，半日潮的成分越大，越靠近两极，日潮的成分越大•潮汐日不等：凡是一天之中两个潮的潮差不等，涨潮和落潮时也不等，称为潮汐日不等，由月赤纬引起•潮汐半月不等：半月之中发生朔望大潮和方照小潮潮汐不等现象•月球近地点时潮差较大，远地点时潮差较小，产生•地球近日点有一年变化周期，产生•月赤纬有18.61年的变化周期，月球近地点有8.85年的变化周期，产生潮汐潮汐有关的应用••••••与潮汐有关的天文学知识•是什么引起了潮汐？•天体引潮力•地球是宇宙的中心吗？•天球：•天轴：•天极：北极星：是一顆属于小熊星座2等星，非常接近天球北极，看來似乎永遠靜止不動，其他的星就好像绕着它旋转。
北半球看到的星体运动与潮汐有关的天文学知识•天顶和天底：•天子午圈：•天体时圈•大圆圈叫天体方位圈•中天。
•上中天，下中天与潮汐有关的天文学知识•天赤道：•黄道：•白道：•春分点：••秋分点：••夏至和冬至点在哪？•黄道带•••地球的自转轴在太空中并不固定，而是以26000年的周期在转动，这种运动称为岁差（进动）。
所以，春分点和天球北极的位置也会非常缓慢地移动。
海水的运动 高中地理必修教案教学设计 人教版
小组学习合作的优势，让组员携手攻克难题。
周期、成
一、潮汐的概念、周期、成因
因。
概念：潮汐是海水的一种周期性涨落现象。
分析出
成因：由月球、太阳对地球引力有关
诺曼底登陆
周期：一日两次海水涨落，白天为潮，晚上为汐，合 日背后的地
称潮汐
理知识——
二、诺曼底登陆日背后的地理大揭秘
潮汐规律。
潮汐规律：农历每月的初一和十五前后，潮汐最为明
四、教学重点和难点：
1．重点：掌握海水运动的基本形式——海浪、潮汐和洋流及其运动规律。 2．难点：掌握海浪、潮汐和洋流，对人类活动的影响的成因。
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五、教法与学法 1．教法： （一）读图分析法：学生读图、析图。 （二）探究式教学法：通过创设问题情境，学生自主学习、讨论、探究并因此获得发
展。 （三）情境法教学：创设情景，激起学生的求知欲。 2．学法： 自主探究与小组合作探究相结合。
观看图
显。其中农历十五前后正是月圆之时。
文资料，掌
究活动，培 养学生的思 考和综合分 析能力。
培养学 生的自主学 习和归纳知 识能力
学生在 汇报学习成 果时，根据 学生的答案 来板图，有
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归纳探究：人类利用潮汐规律的活动，观看图文资料 握人类利用 助于教师对
1．潮汐发电
潮汐规律活 课堂进程适
2．潮间带采集、养殖活动
寒、暖流概念的总结
本 P62 页案 到理论。
暖流：从水温高的海区流向水温低的海区
例及图
创设学
寒流：从水温低的海区流向水温高的海区
3.38，找出纽 习新情景，
[学情预设]：由于课本的洋流分布图是一个平面的空 芬兰渔场形 解决生活问
海洋科学导论——整理后.
名词解释第一部分名词解释：潮汐：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叫做潮汐现象，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称为潮流。
平太阳日：天文学上假定一个平太阳在天赤道上（而不是在黄道上）作等速运行，器速度等于运行在黄道上真太阳的平均速度，这个假想的太阳连续两次上中天的时间间隔，叫做一个平太阳日。
风暴潮：是来自海上的一种巨大的自然界的灾害现象，系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。
朔望月：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，叫做朔望月。
岩石圈：是指软流圈之上的刚性固体物质层，包括地壳和上地幔顶部的刚性岩层，是一个力学概念，具有力学上的统一性和实在性，可以对机械应力作出刚性反应。
海底峡谷：主要在大陆坡上，头部多延伸至陆坡上部或陆架上，甚至接近海岸线，谷轴弯曲，支谷汊道甚多，形似陆上的峡谷。
天然气水合物：是近20年发现的一种新型海底矿产资源，它是由碳氢气体和水分子结合而成的冰晶状固体化合物。
一般在温度小于4o C、有机质较丰富、压力较大的沉积物中形成。
对流层的气温分布特征：温度随着高度降低，大气的铅直混合强；气象要素水平分布不均匀。
热带（赤道）辐合带（ITCZ）：是赤道低压带两侧南北半球信风形成的气流辐合带。
季风产生的原因：主要是由于海陆温度对比的季节性强变化和地球上行星风系的季节性南北移动所致。
东亚季风的主要特征：冬季盛行东北气流，天气寒冷、干燥、少雨；夏季盛行西南气流，天气炎热、湿润、多雨。
台风：发生在热带海洋上的一种具有暖心结构的气旋性涡流，是达到一定强度的热带气旋。
ENSO事件：赤道太平洋海面水温的变化与全球大气环流尤其是热带大气环流紧密相关。
其中最直接的联系就是日界线以东的东南太平洋与日界线以西的西太平洋—印度洋之间海平面气压的反相关关系，即南方涛动现象（SO）。
赤潮：海洋中某些微小的浮游藻类、原生动物或细菌，在一定的环境下爆发性繁殖或聚集而引起水体变色的一种有害的生态异常现象。
风暴潮预报技术指南
风暴潮预报技术指南目录1,概述―――――――――――――――――――――――― 32,基本概念―――――――――――――――――――――― 42.1相关的潮汐知识―――――――――――――――――― 42.1.1潮汐预报-―――――――――――――――――― 42.1.2验潮零点-―――――――――――――――――― 52.1.3陆地高程起算面―――――――――――――――― 62.1.4海平面长期变化―――――――――――――――― 72.2相关的风暴潮知识―――――――――――――――― 72.2.1风暴潮定义―――――――――――――――――― 72.2.2风暴潮的分离――――――――――――――――― 82.2.3风暴潮的分类与命名―――――――――――――― 82.2.4温带风暴潮的分型――――――――――――――― 82.2.5风暴潮灾害―――――――――――――――――― 92.2.6风暴潮灾害的空间分布―――――――――――――102.2.7风暴潮特征――――――――――――――――――102.2.8台风风暴潮极值的发生时间与地点――――――――112.2.9有关风暴潮的一些统计事实―――――――――――122.2.10警戒潮位―――――――――――――――――― 132.2.11风暴潮预警级别――――――――――――――――133,风暴潮预报―――――――-―――――――――――――143.1风暴潮预报所需的资料―――――――――――――――153.1.1实测潮汐资料―――――――――――――――― 153.1.2风暴潮现场调查资料――――――――――――― 163.1.3正常天文潮预报资料――――――――――――― 173.1.4气象资料―――――――――――――――――― 173.1.5其它资料―――――――――――――――――― 183.2风暴潮的经验预报方法―――――――――――――― 193.2.1相似对型预报法――――――――――――――― 203.2.2单站经验统计方法―――――――――――――― 203.2.3增水和天文潮位的叠加问题―――――――――― 233.2.4 经验预报和数值预报的关系―――――――――― 243.3 风暴潮数值预报――――――――――――――――― 243.3.1世界各国风暴潮数值方法研究概况――――――― 243.3.2我国风暴潮数值方法研究概况――――――――― 283.3.3 台风风暴潮数值预报――――――――――――― 303.3.4台风风暴潮集合预报技术――――――――――― 373.3.5风暴潮漫滩模式简介――――――――――――― 393.3.6温带风暴潮数值预报――――――――――――― 424,风暴潮的预报精度―――――――――――――――― 465,未来进展―――――――――――――――――――― 461,概述在人类所面临的众多自然灾害中,通常人们把海洋自然环境发生异常或激烈变化,导致在海上或海岸发生的灾害,并造成人们的生命,财产损失的称之为海洋灾害.海洋灾害主要有风暴潮,海啸,巨浪,严重海冰以及赤潮等等.引发海洋灾害的主要原因是大气因素,如台风,寒潮等灾害性天气可导致风暴潮,巨浪和海冰灾害.此外也有地质因素,象海底地震,海底火山爆发等引发的海啸,和海洋因素由于海水循环失调或海水污染而引起的赤潮等.国内外专家均认为绝大多数因台风引起的特大自然灾害是由风暴潮造成的,当台风移近海岸时风与气压的作用会使海水发生堆积,漫过堤坝导致沿海一带生命财产的重大损失.这种严重的危害是其它气象灾害所不及的.1970年发生在孟加拉湾的一次特大风暴潮灾害使30多万人死亡,超过了著名的1923年日本关东大地震和1976年我国唐山大地震的死亡人数.历史上我国也曾有一次风暴潮灾害死亡10万人之多的例子,因此人们常把风暴潮喻为"来自海洋的杀人魔王".我国大陆海岸线长达18000公里,沿海地区岛屿多,据不完全统计海岛5408个,海洋国土达300多万,沿海地区人口稠密,经济发达.改革开放以来,海岸带开发利用活动日益频繁,特别是近岸养殖业,滨海旅游业,经济开发区建设蓬勃发展.海洋给沿海地区带来了优越环境和良好的发展条件,沿海地区已经初步形成了以海洋为依托的沿海经济地带.在沿海经济快速发展的今天,我们应清醒地认识到我国是世界上海洋灾害最严重的国家之一,海洋灾害造成的经济损失仅次于内陆的洪涝和风沙等灾害.据中国海洋灾害公报1989年~2006年的统计,25年中海洋灾害的经济损失大约增长了30倍,远远高于沿海经济的增长速度.仅"十五"期间,我国共发生风暴潮,海浪和赤潮等各类海洋灾害700余次,因灾死亡人数(含失踪)1164人,直接经济损失达633亿元之多,已占到全部自然灾害损失的10%,其中九成以上是风暴潮灾害造成的,并且每次重大海洋灾害发生时沿海地区转移的人口都在几十万甚至上百万.我国是开展海洋灾害监测及预(警)报发布较早的国家.我国的验潮历史可追溯到1900年前后.1949年前,全国只要14个验潮站,建国后由于国防,航运,水产,海洋开发与海洋工程等事业的不断发展,沿海地区相继建立了许多验潮站,担负着风暴潮的监测,近年来我局在沿海担负风暴潮观测的站点达100多个,为风暴潮的预警提供坚实的基础.1966年国家海洋预报台开始发布我国近海海洋环境预报,1974年正式对外发布风暴潮预报,1986年7月1日开始在广播,电视中播出.一次特大风暴潮灾的成功预报,通常可减少人员伤亡95%以上,减少经济损失20%～50%左右.2,基本概念2.1相关的潮汐知识2.1.1潮汐预报我国古代对潮汐的研究要早于欧洲人,并且古人很早就知道利用农历来推算潮汐,最简单的潮汐预报就是看农历,潮汐的发生与太阳和月亮有着直接的关系,也和我国传统的农历密切相关.每逢初一(二,三)或十五(十六,十七),海边就涨"大潮",农历初八或廿三,海边就涨"小潮".因此农谚中有"初一,十五涨大潮,初八,廿三到处见海滩"之说.我国劳动人民在千百年来总结出许多推算潮汐的方法,"八分算法"就是其中的一种,它的公式为:高潮时=0.8h×[农历日期-1(或16)]+高潮间隙上式可算得某一天中的一个高潮时,对于正规半日潮海区,将其数值加减12小时25分钟即可得出另一个高潮时,若将其数值加减6小时12分钟即可得出低潮出现的时刻.科学的潮汐预报是将潮汐观测曲线分离成许多周期不同,振幅各异的分潮(余弦曲线),这些分潮主要有太阴(月球)半日分潮,太阳半日分潮,太阴太阳合成日分潮,太阳日分潮,浅水分潮等等.最早采用调和法分析和预报潮汐的是英国人开尔文(G.Darwin,1883～1886),它在1868年设计了调和分析法,并在十九世纪七十年代发明了潮汐预报机.直至电子计算机应用于潮汐分析预报前,他给出的方法仍被许多国家所采用,他对各主要分潮的命名至今还在沿用.我国早期采用的也是达尔文方法来预报潮汐,首先对一个月的潮汐观测资料进行人工潮汐调和分析计算,求出11个分潮(K1,O1,P1,Q1,M2,S2,N2,K2,M4,MS4,M6)的振幅和角速度,用以潮汐预报.电子计算机的发明使潮汐学家们从计算的瓶颈下解放出来,因此产生了一系列严谨的科学分析方法,现在潮汐预报中主要用一年观测资料的分析结果来进行.现在的潮汐预报已变得非常容易,计算机可给出任意一天或一月,一年,多年的我国或世界任一地区的潮汐预报.2.1.2验潮零点在建站之初应确定本验潮站的验潮零点(也称水尺零点),作为潮位观测的起始零点.验潮零点(水尺零点)通常是任取的,一般设定在当地最低低潮面以下,但一经确定便不能随意改动,以保持资料的连续和完整.同时应将验潮零点与当地最近的大地水准点进行联测,以确定验潮资料在大地水准面(国家85高程)上的值.沿海各站潮汐预报的起算面通常采用本站的水尺零点,以便于风暴潮预警报,该点与国家陆地高程起算面(1985国家高程基准面)有固定的关系,也有采用理论深度基准面的,通常用于航行,它位于平均海面下最低低潮面附近.我国潮汐表中的潮汐预报采用的就是理论深度基准面,该面是通过严格的公式计算而得的.2.1.3陆地高程起算面人们长会问:山有多高,水有多深因此要想测量陆地的高程和海洋的深度,都需有一个起算面,也称为高程基准面.一个国家或地区必须确定一个统一的陆地高程基准面,这个高程基准面必须科学和稳定,因为它对测绘,制图(陆图,海图),海岸建设,环境保护,海洋防灾减灾,地震监测,地壳升降以及海洋学,气候学等各学科的研究都具有重要意义,因此这个基准面必须是科学的,稳定的.我国的高程基准面是从验潮资料中计算出来的.长期验潮站可以根据每小时观测值计算出每天24小时潮位的平均值,称为日平均海面.同理月,年以及多年平均海面均可如此计算出,多年(最好为19年)平均海面也称为海平面.它的高度对固定地点而言是不变的,因此可以把它取作一个国家或一个地区高程起算的基准面.1949年前,我国采用的基准面五花八门很不统一,有大沽零点,青岛零点,废黄河口零点,吴淞零点,坎门零点,罗星塔零点,珠江基面,榆林基面等等.从1957年起为了统一国家的高程起算面,测绘部门确定以青岛的海平面为全国高程基准面,称为"黄海平均海水面",鉴于1957年确定的"黄海平均海水面"所用得验潮资料较少,因此1985年又重新用青岛的多年验潮资料经过处理后又重新确定了"1985国家高程基准面",它位于青岛验潮水尺零点上2.429m,并于1987年经国务院批准由国家测绘局公告全国启用至今.由此得到青岛国家水准原点高程为72.260m,全国各地的陆地高程由该点向外联测.2.1.4海平面长期变化根据联合国环境规划署发表的《环境数据报告》表明,地球正在变暖,两极的冰川正在缩小,导致海平面逐步上升.在过去的三四千年里,海平面几乎没有上升,可是近百年来随着工业的兴起发展和石油能源的广泛应用,人类向自然界释放的CO2增加,加大了温室效应的强度,使得全球气候变暖.气候变暖,海水温度也随之生高,两极冰川融化造成海平面上升.据全球验潮站过去60年的验潮资料表明,每年全球平均海平面上升0.18cm.海平面的上升将加剧沿海地区风暴潮灾害的破坏,加大沿海城市的洪涝威胁,削弱港口功能,引发海水入侵,土地盐碱化,海岸侵蚀等.2.2相关的风暴潮知识2.2.1风暴潮定义风暴潮指由强烈大气扰动,如热带气旋(台风,飓风),温带气旋等引起的海面异常升高现象.它具有数小时至数天的周期,通常叠加在正常潮位之上,而风浪,涌浪(具有数秒的周期)叠加在前二者之上.由这三者的结合引起的沿岸海水暴涨常常酿成巨大潮灾.沿海验潮站或河口水位站所记录的潮位变化,通常包含了天文潮,风暴潮,海啸及其它长波所引起海面变化的综合值.一般的验潮装置均滤掉了数秒级的短周期海浪引起的海面波动.风暴潮的空间范围一般为几十公里至上千公里,时间尺度或周期约为数小时-100小时,介于地震海啸和天文潮波之间.由于风暴潮的影响区域是随大气的扰动因子的移动而移动,因此有时一次风暴潮过程往往可影响1000-2000公里的海岸区域,影响时间可多达数天之久.2.2.2风暴潮的分离从验潮曲线中准确的分离出风暴潮是困难的,原因是水动力方程中的非线性项能使潮波与风暴潮相互作用,而两者并非线性叠加.因此,依据实测潮位减去潮汐预报值计算出的风暴潮曲线,有明显地潮周期现象.数值试验的结果表明,在潮差大的浅海中这种相互作用更加明显.不过目前国内外仍采用上述方法来计算风暴潮值.2.2.3风暴潮的分类与命名通常国内外学者多按照诱发风暴潮的大气扰动特性,把风暴潮分为台风风暴潮和温带风暴潮. 台风风暴潮:由热带气旋(热带风暴,强热带风暴,台风等)所引起,在北美地区称为飓风风暴潮,在印度洋沿岸称热带气旋风暴潮.温带风暴潮:由温带气旋,强冷空气,寒潮等温带天气系统所引起的风暴潮,各国统称为温带风暴潮.风暴潮的命名一般以诱发它的天气系统来命名,例如:由1980年第7号强台风(国际上称为Joe 台风)引起的风暴潮,称为8007台风风暴潮或Joe风暴潮;由1969年登陆北美的Camille飓风引起的风暴潮,称为Camille风暴潮等.温带风暴潮大多以发生日期命名,如2003年10月11日发生的温带风暴潮称为"03.10.11"温带风暴潮,2007年年3月3日发生的温带风暴潮称为"07.03.03" 温带风暴潮.2.2.4温带风暴潮的分型在春,秋季节,我国渤海和黄海北部是冷暖空气频繁交汇的地方,冬季又频繁受冷空气和寒潮大风袭击,我国3个温带风暴潮频发区和严重区依次为莱州湾,渤海湾和海州湾沿岸区.据统计我国的温带风暴潮分三种类型:(1)冷锋配合低压(北高南低型)这类风暴潮多发生于春秋季;渤海湾,莱州湾沿岸发生的风暴潮,大多属于这一类.其地面气压场的一般特点是,渤海中南部和黄海北部处于北方冷高压的南缘,南方低压或气旋的北缘.辽东湾到莱州湾吹刮一致的东北大风,黄海北部和渤海海峡为偏东大风所控制.在这样的风场作用下,大量海水涌向莱州湾和渤海湾,最容易导致强烈的风暴潮.莱州湾西岸位于小清河口的羊角沟站,1969年4月23日,曾记录到有验潮记录以来的最大温带风暴潮值(3.55米).(2)冷锋类(横向高压型)当西伯利亚或蒙古等地的冷高压东移南下,而我国南方又无明显的低压活动与之配合时,地面图上只有一条横向冷锋掠过渤海,造成渤海偏东大风,致使渤海湾沿岸和黄河三角洲发生风暴潮.此类的风暴增水幅度一般在1到2米之间,比前一类型的低.冷锋类风暴潮多发生于冬季,初春和深秋.有时当横向冷锋继续南移掠过海州湾时,也能造成该湾偏东大风,使海州湾沿岸产生此类风暴潮.(3)强孤立气旋(温带气旋型)这里指无明显冷高压与之配合的,暖湿气流活跃的温带气旋.这种类型的风暴潮往往在春,秋季和初夏期间发生.夏季7-9月正是渤海天文潮最高季节,一旦遇到这种强孤立气旋引发的风暴潮叠加到天文高潮时,则出现超警戒的灾害性高潮位.2.2.5风暴潮灾害风暴潮引起的沿岸涨水而造成的人员伤亡,财产损失,称之为风暴潮灾害.也有人称风暴潮灾害为"风暴海啸"或"气象海啸",在我国历史文献中又多称为"海溢","海侵","海啸"及"大海潮"等,把风暴潮灾害称为"潮灾".在西北太平洋沿岸国家中我国的风暴潮灾害最频繁(一年四季均有发生),最严重,成灾范围最广,几乎遍及整个中国沿海,尤其是在大江大河的河口三角洲地区,对风暴潮极其敏感和脆弱.2.2.6风暴潮灾害的空间分布我国海岸线长达18000公里,南北纵跨温,热两带,风暴潮灾害可遍布各个沿海地区,但灾害的发生频率,严重程度都大不相同.渤,黄海沿岸由于处在高纬度地区主要以温带风暴潮灾害为主,偶有台风风暴潮灾害发生,东南沿海则主要是台风风暴潮灾害.成灾率较高,灾害较严重的岸段主要集中在以下几个岸段:渤海湾至莱州湾沿岸(以温带风暴潮为主);江苏省小洋河口至浙江省中部(包括长江口,杭州湾);福建宁德至闽江口沿岸;广东汕头至珠江口;雷州半岛东岸;海南岛东北部沿海.这些地区包括:天津,上海,宁波,温州,台州,福州,汕头,广州,湛江,以及海口等沿海大城市,特别是几大国家开发区:滨海新区,长三角,海峡西区,珠三角等都位于风暴潮灾害严重岸段.2.2.7风暴潮特征(1)台风风暴潮台风风暴潮的增水曲线可分为3个阶段,初振(先兆波),主振和余振.在初振阶段,远离台风中心的验潮站开始记录到来自台风扰动区域的长周期波(先兆波)增水,通常只有20-50厘米,台风强度越强,尺度越大,移速越慢,则岸边出现的增水越大,这个阶段持续时间的长短同样取决于台风强度,尺度和移速.初振过后便是主振阶段,其过程如下:当随着台风移动的强制孤立波抵达大陆架,由于水深骤减而风暴潮波增幅,加之海底地形和岸型的反射影响,造成岸边风暴潮急剧升高,并在台风登陆前后几小时内达到最大值,即主振阶段.观测和数值计算结果均表明:登陆开阔海岸的台风尺度越大,移速越慢时,岸边的风暴最大增水发生在登陆前,反之,在登陆后.通常风暴潮的主振时间不足6小时,但也有较长的(超过2天),一般而言,移速慢,尺度大的台风主振持续时间越长. 风暴潮余振阶段,潮位逐渐恢复正常状态,这个阶段包含了由于地形及其它效应在内的各类震荡.有时余振的持续时间可达2-3天.(2)温带风暴潮温带风暴潮是由西风带系统引起,它的成灾范围仅限于长江口以北的黄渤海沿岸地区,其中渤海湾,莱州湾沿岸万为重灾区.我国温带风暴潮的增水记录为世界第一,1969年4月23日发生在莱州湾羊角沟站,风暴增水3.52米,当时记录到的过程最大风速为34.9米/秒,3米以上的增水持续7个小时,1米以上的增水持续37个小时(23日13时-25日01时).温带风暴潮的增水值虽然小于台风风暴潮,但1米以上的增水时间很长,容易与天文高潮叠加,酿成灾害.2.2.8台风风暴潮极值的发生时间与地点对登陆台风而言,移速慢时最大风暴潮发生在登陆前,移速快时最大风暴潮发生在登陆时或登陆后:对于登陆后又出海的台风,其最大风暴潮几乎全部发生在台风出海时或出海后.台风路径近乎垂直海岸时,最大风暴潮发生在登陆点右方约等于最大风速半径的距离上.有时其发生位置会随台风的矢量运动以及登陆点附近局地海底地形与岸形的变化而变化,但这种变化一般并不大.因此可以把最大风速半径作为确定最大风暴潮发生位置的量度.此外平行海岸移动的台风当其在离岸较远距离上(l00公里左右)缓慢移动时,沿岸能产生较高的风暴潮,而在距离近岸移动时,移速快的台风能引起较高的风暴潮.2.2.9有关风暴潮的一些统计事实西北太平洋是全球最适合台风生成的地区,生成的频率占全球总数的36%.并且西北太平洋生成的台风也是全球最强的,7919号台风(Tip)强度一度达到870百帕,为世界之最.据统计,登陆我国大陆最强的台风是0608号台风"桑美",登陆时中心最低气压920百帕,最大风速68米/秒,5612台风的尺度最大,7级大风半径达上千公里,强度923百帕.全球登陆台风最强的是1969年登陆美国墨西哥湾的Camille飓风,登陆时的强度为910百帕.西北太平洋沿岸国家中,我国是受台风袭击最多的国家,登陆的台风高达34%,菲律宾26%,越南18%,日本16%,朝鲜5%,俄罗斯1%.在我国引起的100厘米以上风暴潮的台风平均每年5次(1949-2008),150厘米以上的平均每年2次,200厘米以上的约每年1次.我国有验潮记录以来的台风最高风暴潮为575厘米(广东南渡站监测到,由8007号台风引发的),为世界第三大值;最高的风暴潮记录是750厘米(由Camille飓风引发的),发生在美国;其次为720厘米(由博拉旋风引发的),发生在孟加拉国吉大港.春秋季节,我国渤黄海沿岸是冷暖空气频繁交汇的地方,据统计100厘米以上温带风暴潮过程平均每年12次(1950-2008),150厘米以上的平均每年3次,200厘米以上的平均每年1次.我国有验潮记录以来的最高温带风暴潮值为352厘米(1969年4月23日发生在山东羊角沟站,是一次北高南低过程),为世界第一高值.2.2.10警戒潮位某次风暴潮灾害等级的大小是由本次风暴潮过程影响海域内各验潮站出现的潮位值超过当地"警戒潮位"的高度而确定的.警戒潮位:是指沿海发生风暴潮时,受影响沿岸潮位达到某一高度值,人们须警戒并防备潮灾发生的指标性潮位值,它的高低与当地防潮工程紧密相关.警戒潮位的设定是做好风暴潮灾害监测,预报,警报的基础工作,也是各级政府科学,正确,高效地组织和指挥防潮减灾的重要依据.2.2.11风暴潮预警级别按照国务院颁布的《风暴潮,海啸,海冰应急预案》中的规定风暴潮预警级别分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ四级,分别表示特别严重,严重,较重,一般,颜色依次为红色,橙色,黄色和蓝色.(1)风暴潮Ⅰ级紧急警报(红色)受热带气旋(包括台风,强热带风暴,热带风暴,热带低压,以下同)影响,或受温带天气系统影响,预计未来沿岸受影响区域内有一个或一个以上有代表性的验潮站将出现达到或超过当地警戒潮位80 cm以上的高潮位时,至少提前6小时发布风暴潮紧急警报.(2)风暴潮Ⅱ级紧急警报(橙色)受热带气旋影响,或受温带天气系统影响,预计未来沿岸受影响区域内有一个或一个以上有代表性的验潮站将出现达到或超过当地警戒潮位30 cm以上80 cm以下的高潮位时,至少提前6小时发布风暴潮紧急警报.(3)风暴潮Ⅲ级警报(黄色)受热带气旋影响,或受温带天气系统影响,预计未来沿岸受影响区域内有一个或一个以上有代表性的验潮站将出现达到或超过当地警戒潮位30cm高潮位时,热带气旋至少提前12小时发布风暴潮警报,温带天气系统至少提前6小时发布风暴潮警报.(4)风暴潮Ⅳ级警报(蓝色)受热带气旋影响,或受温带天气系统影响,预计在预报时效内, 沿岸受影响区域内有一个或一个以上有代表性的验潮站将出现低于当地警戒潮位30 cm的高潮位时,发布风暴潮预报.另外,预计在预报时段内,台风将登陆我国沿海地区或在距沿岸100 km以内转向,即使沿岸受影响区域内不出现超过当地警戒潮位的高潮位,也须发布风暴潮(含台风浪)警报.3,风暴潮预报风暴潮预报方法很多总体分为两大类:分别是经验统计预报方法和动力—数值预报方法.后者包括诺模图方法和数值模式预报方法.经验统计预报的主要思路是依据历史资料,用数理统计的方法建立起气象要素(如风,气压等)与特定地点风暴潮之间的经验函数关系.但是这种方法需要有足够长的观测资料,因此受到很大局限.而动力—数值预报方法则是利用天气数值预报结果所提供的风暴的预报资料,或是海面风和气压的预报场,在一定条件下,用数值方法求解控制海水运动的动力方程组,对特定海域的风暴潮进行预报,随着计算机技术的不断进步,世界各国均采用这种方法进行风暴潮预报. 从20世纪60年代开始,我国的风暴潮工作者就致力于风暴潮理论及其预报方法的研究,建立并完善了超浅海风暴潮理论模型,探索了从海洋和大气相互作用观点出发来研究和计算风暴潮的可能途径,成功地对中国各个海区的不同类型的风暴潮进行了数值模拟,研究了海面风场的数值计算,给出了计算风暴潮所需的海面风场预报,2003年我国温带风暴潮数值预报全面进入业务化.但是风暴潮是一种很复杂的自然现象,它的预报受诸多因素的影响,有较高的技术难度.主要难点主要是气象预报误差,气象预报本身因受到很多复杂因素的影响,尤其是灾害性天气(台风,温带气旋,冷空气等)报准很难.因此常规气象的预报精度很难达到准确预报风暴潮的要求.例如:据统计24小时台风登陆点的预报精度为120公里,对风暴潮而言这样的预报精度是非常不够的,因为台风登陆点的右半圆风暴潮为增水,左半圆为减水,若登陆点报错,则风暴潮预报就完全错误.此外台风的强度,速度对风暴潮的影响也很大.其次,风暴潮因受诸多难于精确表达的因素影响,很难给出便于计算的准确的数学表达式,只能近似地计算.加之目前天文潮的预报也有某些误差,特别是河口站,对风暴潮的预报精度也有一定影响,另外,灾害性高潮位的出现有时是两潮(天文潮,风暴潮)耦合相互作用的结果,这就更加加重了风暴高潮位的预报难度.因此提高风暴潮的预报精度是比较困难的.3.1风暴潮预报所需的资料3.1.1实测潮汐资料潮汐和风暴潮的观测通常是在沿岸,海湾以及感潮河段等地方的固定验潮仪上进行的.风暴潮监测站点应满足下列条件:与外海通畅,没有因河水流动和地形影响造成潮汐性质变形;验潮站的水深应大于最低低潮位时的水深;比较坚固的海底;不受风暴潮浪影响的地方;无泥沙淤积的地方;经过40多年的建设,目前国家海洋局已初步建立了我国的风暴潮监测网,特别是经过2008年的通讯改造,目前已有90多个站可以将分钟级的潮汐资料实时上传到各预报部门.3.1.2风暴潮现场调查资料一次强风暴潮过程过后,应及时对沿海发生灾害的地区进行现场调查,了解风暴潮在沿海和内陆空间上的形态.这些现场调查在预报技术研究,沿海核站工程和近海石油开发工程设计中均发挥了很好的作用.风暴潮现场调查的内容主要有:台风概况,即路径,强度和范围;沿海风力的分布;台风引发的各站风暴潮高度;伴随而来的台风浪概况;潮灾的特点和经济损失;建议;现场调查人员应携带当地地图,手持GPS,卷尺,摄像机等走访沿海受灾严重地区的政府防汛部门,海洋行政主管部门,当地受灾群众,尽量将本次灾害过程的空间范围,时间范围调查清楚.风暴潮现场调查报告包括验潮仪记录和现场调查结果两部份.(1)验潮仪记录a.站名,经纬度,所属部门;。
第九章海洋碎屑沉积体系
3. 半深海和深海水动力特征和沉积作用
水动力弱：细粒物质的悬浮沉积 等深流：沿海底等深线水平流动的底流，由于地球旋 转而形成的温盐循环底流，主要出现在陆隆区。 沉积物重力流：重力滑塌、高密度重力流、低密度重 力流
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第二节 海相碎屑岩沉积模式
一、滨岸沉积特征 1、滨岸沉积环境划分
前滨
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等深流（平流）沉积 发生在半深海区沿大陆坡坡脚等深线流动的远洋底流，等
深流沉积主要出现在陆隆地区。 沉积物主要为泥级、粉砂级、砂级、细砾级和灰泥及生物
屑。 是由大洋水团的温度、盐度变化而形成的一种环流体系。 等深流垂向序列有一定规律性p308
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2、深海相 （1）一般特点 发育于大洋盆地，水深2000m以下，平均深度为4000m 底栖生物稀少。种类单调 沉积物也主要为软泥 ，陆源沉积物
接受大量重力流沉积
深大洋环境
以远洋沉积为特征， 主要是从上覆水体中 缓慢沉降的细粒沉积 物
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1、半深海相 （1）一般特点 沉积物也主要为泥质、浮游生物和碎屑三部分组成 水动力主要为洋流、风暴浪和等深流 无植物发育，生物以腹足类为主，生物扰动构造较发育
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（2）半深海主要沉积类型：
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（2）沉积物类型 远洋沉积物一般指的是远离大陆由水柱的悬浮沉积物缓慢
沉降形成的沉积物，包括主要由陆源和火山成因的粘土颗粒， 也可能包括粉砂－砂粒级的浮游生物遗体。
远洋粘土是硅质粘土，包括粘土矿物、沸石、铁氧化物和 风吹的尘灰，通常为红－棕红色，覆盖了4500m以下的大部分 洋底。
第八章 海洋碎屑沉积体系
第一节 海洋沉积环境和沉积特征 第二节 海相碎屑岩沉积模式 第三节 深海重力流沉积
《风暴潮地理》课件
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风暴潮预报的应用
准确的风暴潮预报可为沿海城市、渔港、海上救援等提供及时的预警信息，有助于做好防御 和救援准备工作。
风暴潮防御
风暴潮对海上交通的影 响
风暴潮对海上交通造成严重 威胁，航行安全和港口运营 需要采取相应措施来减少风 暴潮带来的影响。
风暴潮对海岸城市的影 响
风暴潮对海岸城市的影响主 要体现在海岸侵蚀、洪水、 海堤破坏等方面，需要合理 规划、建设和防御设施。
《风暴潮地理》PPT课件
欢迎参加《风暴潮地理》PPT课件，我们将带您深入了解风暴潮的形成、危害 性、全球分布、预报、防御等关键内容。
概述
1
什么是风暴潮？
风暴潮是由风力、气压变化等气象因素
气象因素对风暴潮的影响
2
引起的海水暴涨现象，常发生在强烈风 暴和热带气旋过境时。
气象因素如风速、风向、气压等对风暴
让我们一起努力，为构建可持续发展的沿海地区和海洋安全作出贡献！
风暴潮的防御措施
风暴潮的防御措施包括加固 海堤、提高建筑抗洪水能力、 建设涵洞等，以减少风暴潮 对沿岸地区的危害。
结束语
风暴潮作为一种自然灾害，对沿海地区和海上交通具有重要影响，深入研究 和有效应对风暴潮是当前地理学研究的重要方向。
只有充分理解风暴潮的形成机制和预测方法，才能更好地保护人类和海洋生 态环境，推动地理学的发展与进步。
大陆架和海岸对风暴潮的 影响
大陆架和海岸地貌物理特征会对 风暴潮的传播和衰减产生重要影 响，决定了风暴潮对沿岸地区的 危害程度。
风暴潮预报
1
风暴潮的预测方法
风暴潮的预测通常基于实测数据和数值模拟，结合气象预测和潮汐预报，以得出准确的风暴 潮预测结果。
2
第九章潮位观测
观测水位时，先把重锤(或浮鼓) 放下，当锤和海水表面接确时，再 看指标拉环对在水尺板上的读数,此 时的读数就是当时的潮位。
第九章潮位观测
9.2.2 水准点的设置
（1）墙水准点设置 利用适于放置水准尺的建筑物(码头，防波堤等)凸出部分或
岩石上，用油漆作上记号，即成为临时墙水准点。或用铆钉(铁制， 头部向上弯曲，尾部呈锯齿状，长度应大于15cm)钉在坚实的墙 上或岩石上，并在其头部顶上涂上油漆记号，作为临时墙水准点。 (2)木桩水准点的设置:
在土层覆盖很厚的地区，可设置木桩作为临时水准点，木桩 水准点的顶部做成半菱角形的尺座，尺座上钉以带球形帽的钉作 为标点。
第九章潮位观测
潮位定义：
水体的自由水面距离固定基面的高度统称为水位。海洋 中的水位又称潮位。
潮位变化包括在天体引潮力作用下发生的周期性的垂直 涨落，以及风、气压、大陆径流等因子所引起的非周期变化。 故潮位站观测到的水位是以上各种变化的综合结果。
潮高观测以厘米(cm)为单位，取整数，潮时观测精确到1分钟
冻结基面：由于原测站基面的变动，所以以后使用 的基面与原测站基面不相同，故原测站基面需要冻 结下来，不再使用，即为冻结基面。冻结下来的基 面可保持历史资料的连续性。 (不是冰冻）
验潮零点：(水尺零点)是记录潮高的起算面，其上为正 值，其下为负值。一般来讲，验潮零点所在的面称为" 潮高基准面"，该面通常相当于当地的最低低潮面。
§1 潮位观测的基本概念
9.1.1 潮位变化的一般规律 潮汐的涨落现象是以一定的时间周期重复出现的。 高潮位：低潮位： 涨潮：平潮位： 落潮：停潮： 潮高： 高高潮高：低高潮高： 低低潮高： 高低潮高： 涨潮时： 落潮时： 潮周期： 涨潮潮差： 落潮潮差：周期潮差：
鸭绿江口潮汐和风暴潮规律探索
1. 1
鸭绿江潮汐范围
潮区上界采用上下游各断面的潮差对比并结合现
场地形勘查资料分析界定 ； 海 （ 咸 ） 水上界用上下游各 控制垂线及控制垂线间附加点的水质监测值分析界 定， 以含氯度为 250mg / L 作为海 （ 咸 ） 水的临界值 ； 潮
右， 依据 当 时 的 河 道 地 形 条 件 下 ， 潮流界在燕窝废 ·37·
Abstract： In the paper，Yalujiang Ｒiver estuary tidal range and tidal evolution law are described． Tide law of Yalujiang Ｒiver estuary are summarized． Tidal prediction method is described． Storm surge law is analyzed through historical data． Storm surge prediction method is explored． Key words： Yalujiang Ｒiver estuary tide； tidal range； storm surge； typhoon
2. 2
2. 2. 1
风暴潮规律分析
台风风暴潮
风暴潮是一种灾害性自然现象 。由于大气的剧烈 扰动 ， 比如强风和气压骤变 （ 通常指台风和温带气旋等 灾害性天气系统 ） 引起海水异常升降 ， 使受其影响的海 区的潮位大大超过平常潮位的现象 ， 称之为风 暴潮 。 台风风暴潮 ， 一般多见于夏秋季节 ， 其特点是来势猛 、 速度快 、 强度大 、 破坏力强 。凡是有台风影响的海洋国 家、 沿海地区均有台风风暴潮发生 。
1
风暴潮的类型时空分布课件
空间分布
1 2 3
沿海地区分布 风暴潮主要发生在沿海地区，特别是那些地势平 坦、水网密布的地区。这是因为这些地区的地形 有利于潮水的积聚和增强。
内陆影响 风暴潮也会对内陆地区产生影响，尤其是那些地 势较低、排水不畅的地区。这些地区在风暴潮发 生时容易发生洪涝灾害。
跨洋影响 强台风引起的风暴潮可以影响其他大洋的海岸线， 尤其是那些靠近台风路径的地区。
03
探索风暴潮与气候变化的关系
研究风暴潮与全球气候变化的关系，预测未来气候变化对风暴潮的影响，
为应对策略的制定提供依据。
06
参考文献
参考文献
总结词
风暴潮的形成与影响
详细描述
风暴潮是一种由热带气旋、温带气旋或寒潮等天气系统引起的海平面异常升降现象，对沿 海地区造成严重灾害。该文详细介绍了风暴潮的形成机制、影响因素以及其对沿海地区造 成的危害，为预防和减轻风暴潮灾害提供了科学依据。
冬季是风暴潮最少的季节，但由于冬季气 压较低，有时也会发生较强的气压变化， 导致风暴潮的发生。
04
风暴潮的影响与应对措施
对沿海地区的影响
01
02
03
破坏沿海基础设施
风暴潮可以摧毁沿海的房 屋、道路、桥梁等基础设 施，影响当地居民的生活 和经济发展。
加剧沿海洪水灾害
风暴潮与天文潮相遇时， 水位会异常升高，加剧沿 海地区的洪水灾害。
积极参与国际组织如联合国教科文组织、世界气象组织等的相关 项目，共同推动风暴潮研究的发展。
深入研究风暴潮的形成机制
01
加强基础理论研究
深入研究风暴潮的形成机理、演化规律和影响因子，为预测和应对提供
科学依据。
02
开展综合观测实验
海水运动背诵
1.波浪：包括风浪（无风不起浪）、涌浪（无风三尺浪）、风暴潮（台风引起）、海啸（地球内能引发，其余为太阳辐射能）2.潮汐：一天有两次海水涨落，白天涨落为潮，夜晚涨落为汐。
（周期为24时50分钟）3.洋流：分类：风海流（盛行风吹拂海面）、补偿流（水平补偿和垂直补偿）、密度流（由密度小流向密度大）。
4．洋流分布规律：中低纬度北顺南逆，东寒西暖；中高纬度北逆南无，东暖西寒。
（北印度洋形成夏顺冬逆的季风洋流）5.洋流影响：暖流增温增湿，寒流降温减湿（摩尔曼斯克港、符拉迪沃斯托克港）；寒暖流交汇形成渔场（如：北海渔场、北海道渔场、纽芬兰渔场、舟山渔场），上升补偿流（秘鲁寒流）形成秘鲁渔场。
顺流航行速度快，逆流航行速度慢。
高纬暖流多大雾，低纬寒流多大雾。
加快海洋污染速度，扩大污染范围。
1.波浪：包括风浪（无风不起浪）、涌浪（无风三尺浪）、风暴潮（台风引起）、海啸（地球内能引发，其余为太阳辐射能）2.潮汐：一天有两次海水涨落，白天涨落为潮，夜晚涨落为汐。
（周期为24时50分钟）3.洋流：分类：风海流（盛行风吹拂海面）、补偿流（水平补偿和垂直补偿）、密度流（由密度小流向密度大）。
4．洋流分布规律：中低纬度北顺南逆，东寒西暖；中高纬度北逆南无，东暖西寒。
（北印度洋形成夏顺冬逆的季风洋流）5.洋流影响：暖流增温增湿，寒流降温减湿（摩尔曼斯克港、符拉迪沃斯托克港）；寒暖流交汇形成渔场（如：北海渔场、北海道渔场、纽芬兰渔场、舟山渔场），上升补偿流（秘鲁寒流）形成秘鲁渔场。
顺流航行速度快，逆流航行速度慢。
高纬暖流多大雾，低纬寒流多大雾。
加快海洋污染速度，扩大污染范围。
1.波浪：包括风浪（无风不起浪）、涌浪（无风三尺浪）、风暴潮（台风引起）、海啸（地球内能引发，其余为太阳辐射能）2.潮汐：一天有两次海水涨落，白天涨落为潮，夜晚涨落为汐。
（周期为24时50分钟）3.洋流：分类：风海流（盛行风吹拂海面）、补偿流（水平补偿和垂直补偿）、密度流（由密度小流向密度大）。
地质环境与风暴潮灾害
地质环境与风暴潮灾害地质环境对于风暴潮灾害的发生和规模产生着重要的影响。
风暴潮是指在风暴系统影响下，海水因受风力推动而堆积起来，形成海面暂时性的强升或仅发生在海岸线附近而引起沿海地区的淹没现象。
风暴潮灾害给沿海地区的生命财产造成巨大威胁，因此研究地质环境与风暴潮灾害之间的关系具有重要的理论和实践意义。
一、地质环境对风暴潮灾害的影响1. 地形和地势地形和地势是决定风暴潮灾害规模的重要因素。
在比较平缓的海岸线上，风暴潮容易形成，对沿海地区的影响较大。
而在陡峭的海岸线上，因为地势的限制，风暴潮的高度相对较低。
此外，海湾和海峡等地形特征也会影响风暴潮的形成和传播，使得风暴潮灾害在这些区域更加严重。
2. 沉积物的类型和厚度沉积物的类型和厚度对于风暴潮灾害的剧烈程度具有重要的影响。
沿海地区的沉积物会影响风暴潮的波动和传播，而不同类型的沉积物对波浪的能量吸收和传播方式有所差异，从而导致灾害的不同程度。
此外，沉积物的厚度也会影响灾害的规模，厚度较大的沉积物能够提供一定阻隔作用，减轻风暴潮对沿海地区的影响。
3. 潮汐和海流海洋的潮汐和海流对于风暴潮灾害的发生和规模起到一定的调控作用。
当风暴潮与潮汐相遇时，两者叠加的效应可能导致灾害进一步恶化。
此外，海流的存在也会影响风暴潮的传播，使得风暴潮的范围和影响区域扩大。
二、地质环境与风暴潮灾害的应对措施1. 规划建设合理的防护设施基于对地质环境的深入研究，要根据风暴潮灾害的规模和影响范围，制定合理的防护设施建设方案。
例如，在易受风暴潮侵袭的沿海地区，可以采用堤坝、海堤和护岸等防护措施来减轻灾害的影响。
此外，对于某些特殊区域，还可以考虑采用移民和撤离的方式来保护人民的生命安全。
2. 加强监测预警能力地质环境与风暴潮灾害的关系是一个复杂的动态过程，及时准确地掌握风暴潮的变化情况对于减轻灾害的影响具有重要意义。
因此，需要加强对地质环境的监测和风暴潮的预警能力，及时向相关地区发布警报，提醒公众采取相应的应对和避险措施。
风暴潮浪作用下中小型跨海桥梁破坏形式与数值模拟研究
风暴潮浪作用下中小型跨海桥梁破坏形式与数值模拟研究引言随着近年来全球气候变化的加剧，自然灾害频发，风暴潮浪已成为海洋工程中的一大安全隐患。
跨海桥梁作为连接陆地与岛屿之间的重要工程，对风暴潮浪的抵御能力尤为重要。
目前对于风暴潮浪作用下中小型跨海桥梁的破坏形式以及数值模拟研究还比较缺乏系统性的探讨。
本文旨在对风暴潮浪作用下中小型跨海桥梁的破坏形式与数值模拟进行研究，为相关专业提供一定的科学依据。
1.1 潮汐和风暴潮对桥梁的冲击潮汐和风暴潮对跨海桥梁的冲击是造成桥梁破坏的主要原因之一。
当潮水上涨或者风暴潮汹涌时，其水流会对桥墩和桥基底部产生冲击，导致桥梁结构受到较大的冲击力，从而加剧桥梁的损坏。
海浪的冲击也是造成跨海桥梁破坏的重要原因之一。
大浪的冲击会使得桥梁结构发生振动，并且在长时间的冲击下，会导致桥梁的部分构件受力超标，甚至产生裂缝和断裂。
1.3 海水侵蚀对桥梁的破坏海水的侵蚀是桥梁破坏的另一大威胁。
海水中的盐分和氯化物等物质会对桥梁的混凝土结构产生侵蚀作用，从而加速桥梁的老化和损坏。
二、数值模拟研究2.1 模型建立为了研究风暴潮浪作用下中小型跨海桥梁的破坏形式，首先需要建立相应的数值模型。
可以采用流体力学软件对跨海桥梁在风暴潮浪作用下的动力响应进行模拟。
2.2 模拟参数选择在模拟过程中，需选取合适的模拟参数，包括风速、潮汐高度、浪高等参数，以及桥梁的结构参数、材料参数等。
2.3 模拟结果分析通过数值模拟可以获得桥梁在风暴潮浪作用下的动力响应，并对桥梁结构的受力情况进行分析，以便掌握桥梁破坏的机理和规律。
三、结论与展望1. 风暴潮浪对中小型跨海桥梁造成的破坏主要表现为潮汐和风暴潮的冲击、海浪的冲击以及海水的侵蚀。
展望未来，可以继续深入研究风暴潮浪作用下中小型跨海桥梁的破坏形式与数值模拟，结合实测数据进行验证，进一步提高数值模拟的准确性，并不断完善相关的理论和方法，为跨海桥梁的设计和施工提供更加科学和可靠的技术支撑。
类似潮汐的自然现象
类似潮汐的自然现象
1. 潮汐，潮汐是由月球和太阳的引力作用于地球上的海洋水体而产生的周期性涨落现象。
这种自然现象会导致海水在规律的周期内涨落，形成潮汐现象。
2. 风暴潮，风暴潮是由强烈风暴引起的海洋水位异常升高的现象。
当强风在海岸线上吹过时，它会推动海水，导致海水水位急剧上升。
3. 洪水，洪水是由降雨、融雪或河流湖泊泛滥引起的大规模水灾。
洪水会导致河流、湖泊和其他水体的水位急剧上升，对周围地区造成严重影响。
4. 冰潮，冰潮是在极地地区出现的一种自然现象，当冰块或冰山从冰架或冰盖上脱落并进入海洋时，会引起海水的剧烈波动，形成冰潮现象。
5. 沙尘暴，沙尘暴是一种自然现象，由于强风吹动地表的干燥土壤和沙粒而形成的大规模风沙暴。
沙尘暴会造成能见度降低、空气质量恶化等影响。
以上是一些类似潮汐的自然现象，它们都是由自然力量在地球上产生的周期性或非周期性的涨落或波动现象。
这些现象对人类和自然环境都具有重要的影响，需要引起足够的重视和关注。
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与潮汐有关的天文学知识
• 由于月球的公转速度大于太阳在天球上的视运动 速度，使得平太阴日比平太阳日长
1平太阴日=（360+12.19)X24/360 =24.8412平太阳时≈24h 50min
与潮汐有关的天文学知识
• 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，叫朔望 月或盈亏月，其 长度等于29.5306 平太阳日
分潮符号 （即假想天体符
号）
名称
半日分潮
M2
太阴主要半日分潮
S2
太阳主要半日分潮
N2
太阴椭率主要半日分潮
K2
太阴－太阳赤纬半日分潮
全日分潮
K1
太阴－太阳赤纬全日分潮
O1
太阴主要全日分潮
P1
太阳主要全日分潮
Q1
太阴椭率主要全日分潮
浅水分潮
周期 （平太阳时）
12.421 12.000 12.658 11.967
与潮汐有关的天文学知识
• 天顶和天底：将观测点
的铅垂直线无限延伸后与 天球交两点，向上与天球 的交点为天顶，向下延伸 与天球的交点为天底
• 天子午圈：在天球上，
以地心为圆心，通过天极 和天顶所作的大圆圈叫做 天子午圈；
• 通过天极和天体所作的大
圆圈叫天体时圈
• 通过天顶、天底和天体的
大圆圈叫天体方位圈
23.934 25.819 24.066 26.868
相对振幅 （取Ｍ2＝100
）
100 46.5 19.1 12.7
54.4 41.5 19.3 7.9
M4
太阴浅水1/4日分潮
6.210
M6
太阴浅水1/4日分潮
6.140
MS4
太阴、太阳浅水1/4日分潮 6.103
潮汐预报
• 如果潮汐总能处于平衡状态，那潮汐预报就要简 单的多！
• 钱塘江大潮
• 最大潮差在海湾内。北美芬地湾大潮潮差达15m, 钱塘江海 宁潮差达8m，仁川港最大9m。
• 原因：海湾潮汐两个来源：一是天体引潮力直接形成，称 独立潮；二是相邻海洋中传入。
• 仁川港潮差比青岛大，原因一是离无潮点远，一是地形影 响，前者处于海湾湾底。
潮汐动力理论
• 对于海水运动，只有水平引潮力重要，垂直 引潮力和重力相比可忽略
• 平太阳日和平太阳时 平太阳在天赤道作等速运行，其运行速度 等于运行在黄道上真太阳的平均速度，这 个假想的太阳连续两次上中天的时间间 隔，叫做一个平太阳日。
• 把1/24平太阳日取为1平太阳时 • 平太阴日和平太阴时
假想的、等速在天赤道运行的平太阴连续 两次上中天的时间间隔，叫做一平太阴日 • 1/24平太阴日取为1平太阴时
• 无潮点的存在是科氏力的作用；无潮点向湾口的左下方偏 移，是摩擦力的作用。
M2分潮 同潮图
在北半球，一般为顺 时针旋转，南半球相 反。所以与科氏力的 影响有关。另外受地 形影响。
长海峡中的潮汐和潮流
• 在北半球的长海峡中，沿 潮波传播方向看，右岸的 潮差大于左岸，南半球则 相反
窄长半封闭海湾中的潮汐和潮流
• 春分点： • 太阳从南向北穿过天赤道的点 • 秋分点： • 太阳从北向南穿过天赤道的点 • 夏至和冬至点在哪？
北、南纬23.50,太阳直射地球最远点
• 黄道带
• 天球上黄道两边各8度（共宽16 度）的一条带。日、月和主要 行星的运 行路径都处在黄道带 内。
• 古人为了表示太阳在黄道上的 位置。把黄道分为十二段，叫 “黄道十二宫”。从春分起依次 为白羊、金牛、双子、巨蟹、 狮子、室女、天秤、天蝎、人 马、摩羯、宝瓶和双鱼。
• 入、反射波相互叠加 形成驻波，离湾顶等 于λ/4、3λ/4、…… 处为节线，为无潮线 2λ/4、4λ/4、…… 为潮差最显著的位 置，称为波腹线
• 波节处潮流最大，波 腹处潮流为零
半封闭宽海湾中的潮汐和潮流
有关潮汐的基本事实
潮汐的基本周期
• 每太阴日二次高潮和二次低潮； • 每朔望月二次大潮和二次小潮； • 逢朔望发生大潮（初一、月半），朔望大潮 • 逢上下弦发生小潮（初八、廿三），方照小潮
• 绝大部分地点一天有两次高潮和两次低潮 • 相邻两次高潮（或低潮）的潮高和潮时不
等 • 每天的高潮发生时刻不同 • 靠近陆地的潮差大，大洋中的潮差小
潮汐的三个类型
• 正规日潮（高纬度）： （1个太阴日：24小时50分）
1个太阴日内1个高潮和1 个低潮
• 正规半日潮（赤道） 1个太阴日内2次高潮和2 次低潮
• 混合潮：在一个太阴日 内，两次高潮、两次低潮。 但其潮差不等，涨落潮的 延续时间也不等
月赤纬与潮周期
• 月赤纬是地球赤道平面与月球轨道平面的夹角，最大28°35’ • 在赤道上永远出现正规半日潮 • 当月赤纬等于0，地球上各处均为正规半日潮 • 当月赤纬不等于0时，两极高纬度地区出现正规日潮 • 当月赤纬不等于0时，其它纬度上出现日不等现象，越靠近赤
吗？ • 天球：
以地球为中心的假想 球
• 天轴：地轴无限延长 • 天极：天轴与天球的交点，分南、北天极
北极星：是一顆属于小熊星座2等星，非常接近天 球北极，看來似乎永遠靜止不動，其他的星就好像
绕着它旋转。
北半球看到的星体运动
（A）10万年前 的北斗七星
（B）现在的北 斗七星
（C）10万年后 的北斗七星
惯性离心力不相等情形
引潮力的定义
• 根据万有引力定律，地球上任一物体所受的月球 引力都指向月球中心，彼此不平行
• 地球绕地月公共质心运动所产生的惯性离心力与 月球引力的合力称为引潮力
引潮力的水平分量
• 为何不考虑引潮力的铅直分量？
引潮力的大小
• 引潮力与天体质量成正比，与到地球距离立方成反比 • 月球的引潮力是太阳的2.17倍，其它星球的引潮力可
赤道，半日潮的成分越大，越靠近两极，日潮的成分越大
潮汐静力理论
• 如果同时考虑月球和太阳 对潮汐的效应，在半个朔 望月内，将出现一次大潮 和一次小潮，即潮汐具有 半月变化的周期
• 大潮称为朔望大潮，此时 月亮和太阳引起的潮汐椭 球长轴相合
• 小潮称为方照小潮，此时 月亮和太阳引起的潮汐椭 球长轴正交
• 天体通过天子午圈叫 中天。
• 由于地球作周日运 转，每个天体一昼夜 内有两次中天，天体 靠近天顶时叫上中 天，靠近天底时叫下 中天
与潮汐有关的天文学知识
• 天赤道：将地球的赤 道面无限延伸后和天 球相交的大圆面
• 黄道：太阳的周年视 运动轨道。黄道面与 天赤道的交角为23º27'
• 白道：月球的视运动 轨道。白道面与黄道 面的平均交角为5º09‘
• 月赤纬有18.61年的变化周期，月球近地点 有8.85年的变化周期，产生潮汐多年不等
潮汐有关的应用
• 海港工程（设计水 位，校核水位）
• 航运交通 • 军事活动 • 渔、盐、水产业 • 世界潮汐能大于30亿
千瓦 • 潮汐是浅海动力学的
基本问题
与潮汐有关的天文学知识
• 是什么引起了潮汐？ • 天体引潮力 • 地球是宇宙的中心
考虑引潮力后的海面变成了长轴指向月球的椭 球—潮汐椭球，由于地球的自转，地球的表面相 对于椭球形的海面运动，造成了地球表面固定点 的发生的周期性的涨落而形成潮汐
潮汐静力理论结果
• 在赤道上永远出现正规半日潮 • 当月赤纬等于0，地球上各处均为正规半日潮 • 当月赤纬不等于0时，两极高纬度地区出现正规日潮 • 当月赤纬不等于0时，其它纬度上出现日不等现象，越靠近
缺点：
• 假定整个地球完全被海水包围 • 没有考虑海水的运动和惯性 • 浅海的潮差与理论相差较大 • 由于不涉及海水的运动，不能解释潮流现象
缺点：
• 无法解释封闭海湾内的无潮点、等潮时线绕无潮点顺或反时 针旋转、两岸潮差不等现象
• 无法解释赤道和低纬度海区的日潮现象
• 实际的朔望大潮常发生在朔望日之后2天左右，迟后的天数 称为潮龄
ϕ
−1/
3)
+
C2
• 太阴平衡潮潮差最大值为54cm，太阳平衡潮 潮差最大值为24cm
Hale Waihona Puke • 由平衡潮理论得到的最大潮差为78cm
• 钱塘江的潮差可达8m，远大于平衡潮理论的 结果
推算潮汐的简易方法—八分算潮法
• 推算正规半日潮 • 高潮时=0.8h*(农历日期-1或16)+高潮间隙
• 低潮时=高潮时+6时12分
• 伽利略认为潮汐是地球自转造成的晃动引起的， 反对与月球有关
• 1687年，英国科学家牛顿发现了万有引力定律之 后，提出了“潮汐是由于月亮和太阳对海水的吸 引力引起”的假设。
潮汐定义
• 由于日、月引潮力的作用，使地球的岩石圈、水 圈和大气圈中分别产生的周期性的运动和变化， 总称潮汐
• 固体地球在日、月引潮力作用形成的弹性-塑性形 变，称为固体潮汐或地潮
• 高潮间隙是月中天时至下一个高潮发生的时间 间隔。（青岛为4小时46分）
潮汐谱
假想天体和分潮
• 假想天体 将具有复杂周期的潮汐看作是许多周期长
短各异的潮汐叠加而成，而且假设每一个 周期的潮汐对应一个“假想天体” • 分潮 假想天体对海水所引起的潮汐称为分潮
• 理论上分潮可有很多，但实际应用选用11 个较大的半日、全日和浅水分潮即可
潮汐静力理论结果
• 朔望之时，太阳和月亮 的引潮力所引起的潮汐 椭球长轴重叠，形成大 潮
• 上下弦月时，月球和太 阳所引起的潮汐椭球长 轴正交，相互抵消，形 成方照小潮
平衡潮潮高公式
• 潮高公式
hm
=
−V g
+ C2
=
3 2
γ Mr2
R3g